7.2全球定位系统ＧＰＳ 简介及静态定位应用（课件）- 《建筑工程测量》同步教学（北京理工·2014）

项目７　 全站仪及 ＧＰＳ 测量 1 2 任务一　全站仪的操作 任务二　全球定位系统ＧＰＳ 简介及静态定位应用 返回 任务二　全球定位系统ＧＰＳ 简介及静态定位应用 【任务导入】 现介绍一种可向全球用户提供全球性、全天候、连续、实时、高精度的三维位置、三维速度和时间信息， 可以授时和测距的空间交会定点的导航系统， 即全球定位系统(授时与测距导航系统)， 简称ＧＰＳ 系统。 【任务分析】 ＧＰＳ 系统是在地面上用ＧＰＳ 接收机同时接收４ 颗以上卫星信号， 根据卫星的精确信号以求得地面点位置。 下一页 任务二　全球定位系统ＧＰＳ 简介及静态定位应用 【任务实施】 一、全球定位系统简介 全球定位系统(Ｇｌｏｂａｌ Ｐｏｓｉｔｉｏｎｉｎｇ Ｓｙｓｔｅｍ， ＧＰＳ) 作为新一代的卫星导航定位系统， 经过二十多年的发展， 已经成为一种被广泛采用的系统， 是一种借助于分布在空中的多个ＧＰＳ 卫星确定地面点的位置的新型定位系统， 其应用领域和应用前景已远远超出了该系统设计者当初的设想。 目前， 它在航空航天、军事、交通、运输、资源勘探、通信、气象等领域中， 都被作为一项非常重要的技术手段和方法， 用来进行导航、定时、定位、地球物理参数测定和大气物理参数测定等。 上一页 下一页 返回 任务二　全球定位系统ＧＰＳ 简介及静态定位应用 作为较早采用ＧＰＳ 技术的领域， 在测量中， 最初主要用于高精度大地测量和控制测量， 建立各种类型和等级的测量控制网。 现在， ＧＰＳ 除了继续在这些领域发挥着重要作用外， 还在测量领域的其他方面得到充分的应用， 如用于各种类型的施工放样、测图及变形观测等， 尤其是在测量控制网的建立这一方面， ＧＰＳ 定位技术已基本上取代了常规测量手段， 成为主要的技术手段。 目前， 我国采用ＧＰＳ 技术布设了新的国家大地测量控制网， 很多城市也都采用ＧＰＳ 技术建立了城市控制网。 广大测绘工作者在ＧＰＳ 应用基础研究和实用软件开发等方面取得了丰硕的成果， 全国大部分省市都利用ＧＰＳ 定位技术并建立了ＧＰＳ控制网。 在工程建筑测量中， 也已开始采用ＧＰＳ 技术， 如北京地铁ＧＰＳ 网、云台山隧道ＧＰＳ 网、秦岭铁路隧道施工ＧＰＳ 控制网等。 上一页 下一页 返回 任务二　全球定位系统ＧＰＳ 简介及静态定位应用 ＧＰＳ 全球定位系统能独立、迅速和精确地确定地面点的位置， 与常规控制测量技术相比， 有许多优点: 不要求测站间的通视， 因而可以按需布点， 且不需建造测站觇标,控制网的网形已不再是决定精度的重要因素， 点与点之间的距离可以自由布设, 可以在较短时间内以较少的人力消耗来完成外业观测工作， 观测(卫星信号接收) 的全天候优势更为显著, 由于接收仪器的高度自动化， 内外业紧密结合， 软件系统的日益完善，可以迅速提交测量成果, 精度高， 用载波相位进行相对定位， 可达到± (５ ｍｍ ＋１ ｐｐｍｍ ×Ｄ) 的精度, 节省经费和工作效率高， 用ＧＰＳ 定位技术建立测量控制网， 要比常规测量技术节省７０％ ~８０％的外业费用， 同时， 由于工作速度快， 使工期大大缩短， 经济效益显著提高。 上一页 下一页 返回 任务二　全球定位系统ＧＰＳ 简介及静态定位应用 二、ＧＰＳ 系统的组成 ＧＰＳ 系统由三部分组成， 即空中ＧＰＳ 卫星星座、地面监控部分和用户设备部分(ＧＰＳ接收机)。 １.ＧＰＳ 卫星星座 ＧＰＳ 卫星星座由２４ 颗卫星构成， 其中２１ 颗工作卫星，３ 颗备用卫星， ２４ 颗卫星均匀分布在６ 个轨道面上， 如图７ －２９ 所示， 轨道面倾角为５５°， 各轨道面之间相距６０°，轨道平均高度２０ ２００ ｋｍ， 卫星运行周期为１１ 小时５８ 分１２ (恒星时)。 此种ＧＰＳ 卫星星座卫星的空间布置， 保证了在地球上任何地点、任何时刻至少均能同时观测到４ 颗卫星， 以满足精密导航与定位的需要。 每颗ＧＰＳ 卫星上装备有４ 台高精度原子钟， 它为ＧＰＳ 定位提供高精度的时间标准， 还携带无线电信号收发机和微处理机等设备。恒量时， 它是以地球自转周期为基准所建立的一种时间系统。 其测量方法是选取春分点作为参考点， 其连续两次过测站上中天所经历的时间， 称为一恒星日。 一个恒星日分为２４ 恒星小时， 一个恒星小时分为６０ 恒星分， 一恒星分分为６０ 恒星秒。 上一页 下一页 返回 任务二　全球定位系统ＧＰＳ 简介及静态定位应用 ２.地面监控部分 地面监控部分主要由分布在全球的９ 个地面站组成， 其中包括卫星监测站、主控站和信息注入站。 监控站５ 个， 在主控站的直接控制下对ＧＰＳ 卫星进行连续观测和收集有关的气象数据， 进行初步处理并储存和传送到主控站， 用以确定卫星的精密轨道。 主控站１ 个， 协调和管理所有地面监控系统的工作， 推