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1、山东科技大学泰山科技学院毕业设计毕业设计(论文论文)设计题目：GPS 控制网的优化设计研究 院(系) 资源与土木工程系 专业班级 测绘工程 设计人 韩凯 学号 0704010604 2011 年 6 月 5 日山东科技大学泰山科技学院学生毕业设计（论文）I摘要摘要GPS 定位在测量中有很大的应用潜力。近年来，GPS 接收机的小型化、小功耗给其应用于测量提供了有利的条件。在软件方面，GPS 的基线解算、平差也有了很大的发展，这些都促使 GPS 在测量中得到了较为广泛的应用。而且随着 GPS 定位技术的发展，卫星数的增多更新,目前所用 GPS 接收机的实际相对定位精度及其稳定性较高，许多厂家生产的
2、 GPS 接收机( 如 leicaNGSS1200，Trimble 4700 等) 可达到B 级以上的定位精度。因此，研究用 GPS 布设短基线控制网的精度和缩短观测时段长度的可行性， 有其重要意义。本论文所要研究的内容就是在现有 GPS 条件下，通过布设短基线控制网，对不同观测方式及不同外界条件下 GPS 定位结果进行分析，检核 GPS 所能达到的精度，及对外界条件因素的依赖程度，总结影响精度的原因及解决方法，为实际的生产和研究提供参考依据.关键词：GPS，基线解算，定位精度，相位中心山东科技大学泰山科技学院学生毕业设计（论文）IIAbstractGPS positioning measur
3、ements have great potential. In recent years, GPS receivers of small size, small power consumption to applied to provide favorable conditions for measurement. In terms of software, GPSs baseline, the adjustment has also been greatly developed, which prompted the measurement of GPS has been more wide
4、ly used. And with GPS positioning technology, satellite increased the number of updates. Currently used in the actual GPS receiver positioning accuracy and stability of the relative high number of manufacturers of GPS receivers (such as leicaNGSS1200, Trimble 4700, etc.) can reach more than B-level
5、positioning accuracy. Therefore, the study laid a short baseline using GPS control network of the accuracy and feasibility of shortening the length of observation period, has its significance. This paper will study the content is available GPS conditions, short baseline control network through the l
6、ayout of different observation methods and different external conditions, the results of GPS positioning, check the accuracy of GPS can achieve, and factors on the external conditions dependence, summing up the reasons affecting the accuracy and solution. For the actual production and research refer
7、ences.Key words: GPS, baseline, positioning accuracy, the phase center changes山东科技大学泰山科技学院学生毕业设计（论文）III目目 录录摘要摘要 .1 1AbstractAbstract .IIII1 1 GPSGPS 简介简介 .1 11.1 GPS 的定义.11.2 GPS 的系统组成.11.3 GPS 测量的特点 .22 2 GPSGPS 定位原理定位原理 .4 42.1 GPS 的基本定位原理.42.2 GPS 定位的基本观测量.43 3 影响影响 GPSGPS 测量精度的误差测量精度的误差 .7 73.1
8、 GPS 卫星自身误差.73.2 与信号传播有关的误差 .83.3 与接收机有关的误差 .114 4 实验内容实验内容 .13134.1 研究内容 .134.2 测区概述.14山东科技大学泰山科技学院学生毕业设计（论文）IV4.3 观测 .155 5 实验数据分析及结论实验数据分析及结论 .17175.1 TGO 与南方数据处理软件精度比较.175.2 短基线测量定位精度研究 .185.3 确定 GPS 天线相位中心的偏差 .225.4 相同卫星，不（相）同时段的定位精度比较 .285.5 高度截止角和采样间隔变换引起的基线变化 .325.6 处理不良历元的重要性验证 .366 6 结束语结束
9、语 .3939参考文献参考文献 .4141致谢致谢 .4343附录附录 .4444山东科技大学泰山科技学院学生毕业设计（论文）山东科技大学泰山科技学院学生毕业设计（论文）11 1 GPSGPS 简介简介1.11.1 GPSGPS 的定义的定义1973 年 12 月，美国国防部批准陆海空三军联合研制一种新的军用卫星导航系统NAVSTARGPS，其英文全称为 Navigation by Satellite Timing And Ranging (NAVSTAR) Global Positioning System (GPS)，我们称之为GPS 系统【1】。它是一种被动式卫星导航定位系统，能为世界上
10、任何地方，包括空中、陆地、海洋用户，全天候、全时间、连续地提供精确的三维位置、三维速度及时间信息，具有实时性的导航、定位和授时功能。1.21.2 GPSGPS 的系统组成的系统组成GPS 系统由 GPS 卫星星座、地面监控系统和 GPS 信号接收机三部分组成。GPS 卫星星座由 24 颗卫星组成，这 24 颗卫星平均高度约为 20000km均匀分布在 6 个轨道平面上。卫星轨道平面相对地球赤道平面的倾角约为55，各轨道平面升交点的赤经相差 60，在相邻轨道上，卫星的升交距角相差 30。每个轨道上的四颗卫星相互间隔为 90，卫星运行周期 11小时 58 分。这样，保证了地面上任何时间、任何地点至
11、少可同时观测到4 颗卫星，以便保证定位的精度和可靠性。GPS 卫星的作用是接收地面监控系统提供的卫星星历并把卫星星历播发给各种不同的用户。地面监控系统由主控站、注入站和监测站三部分组成.它们主要负责编算 GPS 卫星星历并将其发射到 GPS 卫星上，监测 GPS 卫星的“健康”状态，保持各颗卫星处于同一 GPS 时间系统。GPS 信号接收机的主要任务是接收 GPS 卫星发射的信号，以获取必要的导航定位信息，完成导航定位工作。当 GPS 卫星出现在用户视界时，静山东科技大学泰山科技学院学生毕业设计（论文）山东科技大学泰山科技学院学生毕业设计（论文）2态定位一般设置高度角在 10 度或者 15 度以上，接收机捕获到按该卫星高度截止角所选择的待测卫星，跟踪这些卫星的运行，对
