20120714
目錄1、gps介紹4
一、gps 系統的定義4
二、gps 系統的組成4
1.空間部分4
2.地面控制部分5
3.使用者部分5
2、gps 定位原理和方法5
1.定位原理5
2.定位方法6
1)觀測值定位6
2) 偽距定位7
3）載波相位定位7
4）根據模式的定位7
5）根據獲取定位結果的時間定位7
6）根據定位時接收機的運動狀態定位7
3、gps 定位的誤差因素和提高精度的方法8
1 gps 定位的誤差因素8
2提高 gps 定位精度的方法9
1）差分 gps（differential gps9
四 、資料整理和成果展示9
一、資料整理9
二、成果展示17
六、心得和體會17
一、gps 介紹
一、gps 系統的定義
gps 是利用導航衛星進行測距、測速和定位，能夠連續、實時、全天候地為全球範圍內海陸空各個使用者提供高精度的三維位置、速度和時間資訊的窨無線電導航系統。
全球衛星導航定位技術分為以下兩類：
美國的 gps
俄羅斯的 glonass
美國的全球衛星定位系統（ gps ），是繼阿波羅登月和太空梭之後的第三航天工程。 1973 年美國授權研製第二代星際被動式無線導航定位系統， 1993 年全部發射部署完畢， 1995 年 4 月 17 日達到全執行狀態。
俄羅斯的全球導航衛星系統，是前蘇聯於 1982 年宣布研製的全球導航定位系統。前蘇聯解體前發** 10 顆，隨後俄羅斯於 1996 年 1 月 18 日發射部署完畢，並投入全執行狀態。
二、gps 系統的組成
gps 系統由三部分組成：空間部分、地面控制部分和使用者部分。
1.空間部分
gps 的空間部分由 24 顆飛行在 20183km 高空的 gps 工作衛星組成，這些 gps 工作衛星共同組成了 gps 衛星星座，其中 21 顆為可用於導航的衛星，另 3 顆為活動的備用衛星。這 24 顆衛星分布在 6 個傾角為 55 度的軌道上繞地球運動。衛星的運動週期約為 12 恆星時。
每顆 gps 衛星發射兩種頻率的載波訊號，即頻率 10 。 23mhz 的 154 倍和 120 倍它們的波長分別為 19 。 03cm 和 24.
42cm 。在 l1 和 l2 上又分別調製著多種訊號，這些訊號主要有以下 3 種。
c/a 碼，又稱為粗捕獲碼，它被調製在 l1 載波上，是 1mhz 的偽隨機雜訊碼（ prn 碼），其碼長為 1023 位（週期為 1ms ）。由於每顆衛星的 c/a 碼都不一樣，因此，經常用它們的 prn 號來區分它們。 c/a 碼是普通使用者用以測定監測站到衛星間的距離的一種主要訊號。
p 碼，又稱為精碼，它被調製在 l1 和 l2 載波上，是 10mhz 的偽偽隨機雜訊碼，其週期為 7 天。在實施 as 時， p 碼與 w 碼進行模二相加生成保密的 y 碼。此時，一秀使用者無法利用 p 碼來進行導航定位。
導航資訊，導航資訊被調製在 l1 載波上，其訊號頻率為 50hz ，包含 gps 衛星的軌道引數、衛星時鐘改正數和其他一些系統引數。使用者一般需要利用此導航資訊來計算某一時刻 gps 衛星在地球軌道上的位置。導航資訊也稱為廣播星曆。
2.地面控制部分
gps 的地面控制部分由分布在全球的由若干個跟蹤站組成的監控系統所構成。根據其作用的不同，這些跟蹤站又分為主控站、監控站和注入站。主控站有乙個，位於美國科羅拉多（ colorado ）的法爾孔（ falcon ）空軍基地。
它的作用是根據各監控站對 gps 的觀測資料，計算出衛星的星曆和衛星時鐘的改正引數等，並將這些資料通過注入站注入以衛星中去；同時，它還對衛星進行控制，向衛星發布指令；當工作衛星出現故障時，高度備用衛星，替代失效的工作衛星工作；另外，主控站還具有監控站的功能。監控站有 5 個，除了主控站外，其他 4 個分別位於夏威夷（ hawaii ）、阿松森群島（ ascencion ）、迭哥伽西亞（ diego garcia ）、和卡瓦加蘭（ kwajalein ）。監控站的作用是招收衛星訊號，監測衛星的工作狀態。
注入站有 3 個它們分別位於阿松森群島（ ascencion ）、迭哥伽西亞（ diego garcia ）、和卡瓦加蘭（ kwajalein ）。注入站的作用是將主控站計算也的衛星星曆和衛星時鐘的改正引數等注入到衛星中去。
3.使用者部分
gps 的使用者部分由 gps 招收機、資料處理軟體及相應的使用者裝置如計算機氣象儀器等組成。它的作用是招收 gps 衛星所發也的訊號，利用這些訊號進行導航定位等工作。
gps 招收機最簡單的使用是不組網單機使用，例如船用導航儀，陸用手持定位儀等。它包括以下元件。
有源天線（含前置放大器）；
高頻訊號識別和處理電路；
用於控制招收機捕捉資料、解釋導航電文的微機；
進行差分基準訊號招收和差分運算（前向差分）；
操作健、顯示板和資料差分儲存器；
其他附屬部件，如石英鐘、電源等。
說明：曆書——gps衛星都播發有關它們自身的導航訊號，告訴接收機哪些衛星處於工作狀態以及它們的位置。gps用碼訊號來識別它們的書，告訴接收機在地平線上的點由哪些星可以接收。
星曆——把衛星的精確位置準確地告訴接收機，每顆衛星都播發自己的星曆。星曆是「超級曆書」。
二、gps 定位原理和方法
1.定位原理
gps 採用互動定位的原理。已知幾個點的距離，則可求出求未知所處的位置。對 gps 而言，已知點是空間的衛星，未知點是地面某一移動目標。
衛星的距離由衛星訊號傳播時間來測定，將傳播時間乘上光速可求出距離。 r=vt
其中，無線訊號傳輸速度為 v=3x10 8 m/s, 衛星訊號傳到地面時間為 t （衛星訊號傳送到地面大約需要 0.06s ）。
最基本的問題是要求衛星和使用者接收機都配備精確的時鐘。但一般為降低成本，使用者接收機都用石英鐘。衛星上則採用原子鐘——用金屬元素製作的金色鐘（耗資達 100 萬美元）。
由於光速很快，要求衛星和接收機相互間同步精度達到納秒級（ 10- 6 秒），由於接收機使用石英鐘，因此測量時會產生較大的誤差，不過該意味著在通過計算機後可被忽略。同時，因為每顆衛星之間的時鐘同步性十分精確，只要同時跟蹤 4 顆 gps 可見衛星後訓能解算出經度、緯度、高度及接收機鐘差。這是典型的由 4 個方程求解 4 個未知數的數**算。
乙個 gps 接收機必須同是接收 4 顆衛星才能進行三維定位。對於實時厘公尺級定位精度，則要求同時接收 5 顆以上的衛星。在理想情況下，因為 gps 系統有 24 顆衛星環繞地球運動，通常在水平角 10 度以上都能觀測到 7 顆衛星。
但如果附近有山、建築物或其他遮擋物，則所能觀測到的衛星會更少，這樣接收機就很難定位，故有些應用還要與慣性導航技術相結合。
2.定位方法
gps 定位的方法是多種多樣的，使用者可以根據不同的用途採用不同的定位方法。 gps 定位方法可依據不同的分類標準，做如下劃分。
(1)觀測值定位
在 gps 定位中，經常採用下列觀測值中的一種進行資料處理，以確定也待定點之間的基線向量。
l1 載波相位觀測值
l2 載波相位觀測值（半波或全波）
調製在 l1 上的 c/a 碼偽距
調製在 l1 上的 p 碼偽距
調製在 l1 上的 p 碼偽距
l1 上的都卜勒頻移
l2 上的都卜勒頻移
實際上，在進行 gps 定位時，除了大量使用上面的觀測值進行資料處理以外，還經常使用一些特殊觀測值，如寬巷觀測值（ wide-lane ）、窄巷觀測值（ narrow-lane ）、消除電離層延遲的觀測值 (ion-free) 來進行資料處理。這些特殊觀測值是由前面的觀測值通過某些組合形成的。
(2) 偽距定位
偽距定位所採用的觀測值為 gps 偽距觀測值，所採用的偽距觀測值既可以是 c/a 碼偽距，也可以是 p 碼偽距。偽距定位的優點是資料處理簡單，對定位條件的要求低，不存在整週模糊度的問題，可以非常容易地實現實時定位；其缺點是觀測值精度低， c/a 碼偽距觀測值的精度一般為 3m ，而 p 碼偽距觀測值的精度一般在 30m 左右，從而導致定位精度低。另外，若採用精度較高的 p 碼偽碼觀測值，還存在精度的問題。
（3）載波相位定位
實習報告測量學實習報告
技術指標 同一測回中，上下測回角值之差不得大於40 閉合導線角度閉合差不得大於 40 n為導線觀測角數 邊長測量 採取往返觀測法，在兩個點之間拉一段尼龍線來定方向，再用皮尺沿尼龍線方向量取長度。技術指標 往返測量導線各邊邊長，其相對誤差不得大於1 3000 水準測量 採用雙面尺法 按照選定的施測路線...
測量學實習報告
測量學實習報告 班級 姓名 學號 組號 前言一 實習目的 測量教學實現是在測量學理論教學之後進行的教學環節，目的是通過大比例尺地形圖測繪的綜合訓練，把平時教學過程中所學的測量知識系統化，使學生的理論知識和儀器操作技能得到進一步鞏固和提高，同時培養學生分析問題和解決問題的能力，為在今後的學習和工作中能...
測量學實習報告
目錄前言 第一章測區概況 第二章平面控制測量 第三章高程控制測量 第四章地形圖測繪 第五章實習感想 參考文獻 前言一 實習目的 1 鞏固和加深課堂所學理論知識，培養學生理論聯絡實際的能力 動手能力 實事求是的科學態度 刻苦耐勞的工作作風和互相協作的團隊精神 2 熟練掌握常用測量儀器 水準儀 經緯儀 ...