徕卡Viva GNSS 教学版-1.

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1、1 徕卡测量系统贸易(北京)有限公司 Viva GNSS 教学版 2 目录录 一、GPS工作原理及应应用 二、徕徕卡GPS的发发展历历史 三、现现代化GPS教学的需求 3 1.什么是GPS？ n GPS 是英文词组Global Positioning System(全球定位系统)的首字母缩写词 n 美国国防部 1974 年前后开发的一个军用卫星导航系统 提供: n 分布在 6 个轨道平面上,倾角55度 n 轨道周期为 11 小时58分 n 全球覆盖能力 n 每天 24 小时服务 n 10m左右导航点位精度 n 目前有约30 颗卫星处于工作状态 4 2.GPS 系统的组成 空间部分 地面控制部分

2、 用户部分 GPS 系统由三个主要部分组成： 5 3.GPS 定位技术的优越性 n 全天候测量 n 不要求点与点之间通视 n 长度不受限制 n 定位速度快 n 大大节省人力资源 n 生产成本低于常规测量技术 6 4.载波和码的区别 n 观测量的基本概念 n 无论采取何种GPS定位方法，都是通过观测GPS卫星而获得某种观测量来 实现的。GPS卫星信号含有多种定位信息，根据不同的要求，可以从中获 得不同的观测量，主要包括： 根据码相位观测得出伪距 根据载波相位观测得出伪距 由积分多普勒计数得出伪距 由干涉法测量得出时间延迟 7 4.载波和码的区别 n 采用积分多普勒计数法进行定位时，所需观测时间较

3、长，一般数小时，同时 观测过程中，要求接收机的震荡器保持高度稳定。 n 干涉法测量时，所需设备较昂贵，数据处理复杂。这两种方法在GPS定位中 ，尚难以获得广泛应用。 目前广泛应用的基本观测量主要有码相位观测量和载波相位观测量。 n 码相位观测是测量GPS卫星发射的测距码信号（C/A码或P码）到达用户接 收机天线（观测站）的传播时间,也称时间延迟测量。 n 载波相位观测是测量接收机接收到的具有多普勒频移的载波信号，与接收机 产生的参考载波信号之间的相位差。 8 4.载波和码的区别 码相位与载波相位的分辨误差 信号波长观测误差 P码（精码）29.3m0.3m C/A码（粗码）293m2.9m 载波

4、L119.05cm2.0mm 载波L224.45cm2.5mm n 由于载波的波长远小于码长，在分辨率相同的情况下，载波的间隔更小 n 所以载波相位观测是目前最精确的观测方法。 9 5.信号频率 GPSGLONAS S 1563158715911610 MHz1559 E1E2 G1L1 GPS范围 C1 5030 MHz50005010 GALILEO 无线电广播、收音机 GPSGLONASS 1216 12401256 E3E4 12601300 MHz E6 121511641188 E5BL5 L2G2 雷达范围 无线电范围 GALILEOGALILEOGPS/ GALILEO E5A

5、 10 6.GPS技术的发展 n GPS的问题 GPS卫星目前普遍存在超期服役的问题，请见附件 GPS卫星超期.pdf n GPS的改进计划 第一阶段 发射12颗改进型的GPSBLOCK R型卫星, 能发射第二民用码,即在L2上加载 CA码;在L1和L2上播发P(Y)码的同时,在这两个频率上还试验性的同时加载 新的军码(M码) 第二阶段 发射6颗GPSBLOCK F型卫星，F型卫星除了有上面提到的GPS R型卫星的 功能外,进一步强化发射M码的功率和增加发射第三民用频率,即L5频道。到 2016年GPS卫星系统应全部以 F卫星运行,共计24+3颗。(L5现只有2颗) 11 7.GNSS全球化战

6、略 n GNSS是Global Navigation Satellite System的缩写 n 中文译名应为全球导航卫星系统 n 目前，GNSS包含了： GPS (24+6) 美国 GLONASS (30) 俄罗斯 Galileo (27+3) 欧盟 Compass (30 + 5) 中国 12 8.GPS定位原理 n 为什么说：理论上只要我们能收到4颗 卫星，我们就能定位？ n 为什么实测中4颗星很难定位？ 13 9.GPS定位类型 单点定位 n 使用一台仪器至少观测 4 颗卫星 n 精度: 5-10米 n 产品：导航产品 车载导航仪、导航手机等 14 相对定位 目前测量领域相对定位几种方

7、法 n 静态测量模式 n 动态测量模式 9.GPS定位类型 15 10.静态测量mm级精度 10:0010:45 n每次多台仪器同步观测45分钟左右 n利用后处理软件在电脑上解算出两点的基线 16 10.静态测量 静态测量的特点 n 精度高mm级精度 n 作业时间长，45分钟以上，高等级静态甚至要求连续测量48小时以上！ n 外业操作简单开机就测，测完关机搬站 n 数据后处理复杂，技术含量高 静态测量要求： n 电池工作时间要长，中间不能断电 n 仪器组装简单，轻便(高等级点一般都在山顶) 17 10.静态测量 静态测量的应用 n 控制测量(大面积，长距离线性工程，时间短） n 变形监测 n

8、地质灾害预警 n 气象研究 应用案例： n 全国首级控制测量 n 城市勘察控制点加密 n 公路、铁路、河道控制测量 n 目前只要能够收到卫星的环境，都会优先使用GPS静态测量来布设控制网 18 11.动态测量cm级精度 n 什么是RTK? n RTK（Real - time kinematic）实时动态差分法 n 工作过程中至少需要2台以上的仪器，俗称1+1,1+21+N；一拖一，一拖二 n 什么是基准站(参考站)？什么是流动站？ n RTK工作模式有哪些？ n 电台和网络 n RTK的有效工作范围有多大？ n 根据仪器及外业环境情况，最远可达到3050Km 19 11.动态测量 RTK工作原

9、理 电离层 对流层延迟 已知 X=0 Y=0 Z=0 伪值 X=2 Y=1 Z=-1 伪值 X=7 Y=9 Z=5 真值 X=5 Y=8 Z=6 差分值 X: -2 Y: -1 Z: +1 n 利用实时数据链将参考站的差分信息发送到移动站， 在移动站中通过基线解算，获得移动站实时坐标。 20 11.动态测量 RTK的数据解算过程 参考站网格坐标 参考站地方椭球大地坐标 参考站WGS84坐标 启动参考站 投影反算 参考椭球转换 移动站初始化 WGS84椭球解基线,得到移动站84坐标 移动站地方椭球大地坐标 参考站实时载波相位观测值 移动站网格坐标 参考椭球转换 投影正算 移动站实时载波相位观测值

10、 WGS84椭球 地方椭球 地方网格 21 11.动态测量 RTK测量的特点 n 速度快（瞬时获取坐标） n 操作简单（稍懂电脑知识即可） n 作业距离远（电台十几公里，网络几十公里） n 省时省力（2个人既是高效测量队） RTK应用案例 n 地形图测绘、地籍测量 n 公路、铁路工程测量放样 n 电力、市政、燃气、自来水线路设计、施工 n 水文、水利、海洋测量 n 凡是精度满足需求，能够收到卫星，现在一般都用RTK测量 22 徕卡测量系统 n 全球性公司，总部位于瑞士Heerbrugg n 近200年的历史 n 拥有1000多项核心专利技术 n 公司在28个国家拥有3500多名员工 n 在全球

11、120多个国家拥有数百家合作伙伴 n 在瑞士证券交易市场挂牌上市 23 徕卡GPS技术的发展 n 1960s 参与美国军方GPS前身621B项目和美国海军Timation卫星 导航系统科研 n 1970s年 首批背负式GPS n 1980年 为美军方研制了飞行器精密定规的GPSPAC n 1985年 推出全球第一台便携型GPS接收机WM101 / WM102 n 1991年 推出世界上第一台采用快速静态技术的WILD200测量系统 24 n 1994年 收购美国Magnavox公司GPS部 n 1995年 推出增强的GPS测量系统300 GPS测量系统 n 1999年 推出跨世纪的500系列G

12、PS测量系统 n 2004年 全球第一台超站仪、镜站仪及GPS1200系列等 n 2007年 收购加拿大NovAtel公司 n 2009年 全球率先推出第三代GNSS接收机VIVA GNSS n 2011年 全球率先推出首款支持手机测量的徕卡手机测量系统 徕卡GPS技术的发展 25 徕卡公司价值观 n 以客户为中心 n 创新的解决方案 n 质量至上 n 专业化操作 n 诚信服务 n 开放、充分的交流 26 徕卡，一部精密测量设备的制造和发展历史 近200年的技术创新发展史 2010 并购美国Intergraph公司 2007 收购加拿大NovAtel公司 2005 与 Hexagon AB 合

13、并在中国建立全国性 的营销服务网络共享中心 2003 收购 澳洲Tritronics 2001 收购 Cyra、 收购 Laser Alignment 美国ERDAS公司并入Leica 、收购 LH 系统公司 2000 徕卡测量系统在瑞士上市 1997 徕卡测量系统 1994 收购 美国Magnavox公司GPS部 1921 在瑞士Heerbrugg创立Wild公司 1819 在瑞士Aarau成立Kern公司 27 TS02 更适合建筑工程 更多机载软件 TS06/09 更适合测量工程 更多机载软件 TPS1200 囊括TPS最高技术的全站仪 系列规格最全的全站仪 TS/TM30 业界精度最高

14、 (0.5”) 全天候工作 参考站网更高的精度和可靠性 使RTK的性能更有一致性 因为优异的性能, 在同样的区域可以采用更少 的参考站数目 数字航空摄影系统 SmartPole, 无需已知控制点 具有与SmartRover同样优秀的 GPS RTK功能 GPS测量与TPS测量可即时切换 Viva GNSS第三代GNSS系统 支持中国北斗系统 非测量人员高效，快速使用 电池热插拔，无限时持续工作 徕卡热销中的产品家族 三维激光扫描系统 GS09 GNSS系统 为您量身定制的测量设备； 满足您更多的测量需要 28 TS15系列 徕卡TPS产品体系 1” 0.5” - 精密工程测量 - 高速铁路测量

15、 - 以及其他要求高精度、高可靠 性测量领域 - 高精度监测 - 高精度高铁测量领域、大坝监 测、桥梁监测 - 滑坡监测 精度 TPS1200+系列 62” TS02 TS06 TS09 TS30/TM30 - 常规施测量 - 常规工程测量 - 地形测图 TS11系列 应用 29 CS10/15 GPS手持机 Viva Zeno GIS手持 机 GS08 徕卡GPS产品体系 - 土地调查、林业调查 - 电力，石油和能源测量 - 公共安全 0.4 1.0m 0.01 0.02m 0.0010.006m - 常规 RTK测量 - 常规RTK放样 - 道路、铁路、城市建设 - 测图、地籍测量 - 静态测量,常规监测 - 控制网测量 - 滑坡监测、大坝监测、桥梁监测 精度 GMX901 GMX902 GS09GS10GS15 - GS09 - - GS12 - - GS10/15 - GRX1200+GR10 应用 30 助力重点工程，引领行业发展 LRBAS-I 徕卡无砟轨道板精调系