实用gps测量数据处理教程目录目录 1概述 4第一章 GPS定位原理概述 5第1节 GPS的组成 5第2节 GPS信号 5第3节 SPS和PPS 6第4节 GPS定位的常用观测值 6第5节 GPS定位的误差源 6第6节 GPS定位方法 7第二章 坐标系、基准和坐标系统 10第1节 地球的形状 10一、 地球的自然表面 10二、 地球的质量和重力 10三、 大地水准面 10四、 参考椭球 10五、 投影 10第2节 坐标系统 10一、 坐标系的分类 10二、 基准 11三、 坐标系变换与基准变换 11四、 GPS测量中常用的坐标系统 14第三章 GPS静态定位在测量中的应用 16第1节 GPS静态定位在测量中的应用 16第2节 布设GPS基线向量网的工作步骤 16一、 测前工作 16二、 测量实施 17三、 测后工作 18第四章 技术设计 20第1节 技术设计的作用 20第2节 技术设计的内容 20第五章 布网方法 22第1节 GPS基线向量网的等级 22第2节 GPS基线向量网的布网形式 22一、 跟踪站式 23二、 会战式 23三、 多基准站式 23四、 同步图形扩展式 24五、 单基准站式 25第3节 采用同步图形扩展的布网形式布设GPS基线向量网时的观测作业方式 25一、 点连式 26二、 边连式 26三、 网连式 27四、 混连式 27第4节 布设GPS基线向量网时的设计指标 27一、 效率指标 28二、 可靠性指标 28三、 精度指标 29第5节 GPS网的设计准则 29一、 出发点 29二、 GPS网布网作业准则 29第六章 GPS基线解算 31第1节 GPS基线解算的基本原理 31一、 观测值 31二、 基线解算（平差） 31第2节 GPS基线解算的分类 33一、 单基线解算 33二、 多基线解 33第3节 基线解算阶段的质量控制 34一、 质量控制指标及其应用 34二、 应用 36第4节 影响GPS基线解算结果的几个因素及其应对方法 36一、 影响GPS基线解算结果的几个因素 36二、 影响GPS基线解算结果因素的判别及应对措施 37第5节 GPS基线解算的过程 42第七章 GPS基线向量网平差 44第1节 GPS网平差的分类 44一、 三维平差和二维平差 44二、 无约束平差、约束平差和联合平差 44第2节 GPS网平差原理 45一、 三维无约束平差 45二、 三维联合平差 47三、 二维联合平差 47第3节 GPS网平差的过程 47一、 提取基线向量，构建GPS基线向量网 48二、 三维无约束平差 48三、 约束平差/联合平差 48四、 质量分析与控制 48第4节 GPS网平差中起算数据的检验 49一、 方差检验法 49二、 符合路线法 49三、 检查点法 49第八章 GPS高程 50第1节 高程系统 50一、 大地高系统 50二、 正高系统 50三、 正常高 50四、 高程系统之间的转换关系 51第2节 GPS高程的方法 51一、 等值线图法 51二、 地球模型法 52三、 高程拟合法 52第九章 技术总结 56第1节 技术总结的作用 56第2节 技术总结的内容 56附录 错误！未定义书签。
第1节 RINEX格式 错误！未定义书签第2节 GPSurvey软件使用 错误！未定义书签一、 GPSurvey软件概述 错误！未定义书签二、 建立项目 错误！未定义书签三、 数据传输 错误！未定义书签四、 基线解算 错误！未定义书签五、 基线向量网平差（TRIMNET PLUS） 错误！未定义书签第3节 词汇表 错误！未定义书签概述全球定位系统（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，已发展成为一种被广泛采用的系统，它的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、气象等几乎所有的领域中，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作为较早采用GPS技术的领域，在测量中，它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，它除了继续在这些领域发挥着重要作用外，还在测量领域的其它方面得到充分的应用，如用于各种类型的施工放样、测图、变形观测、航空摄影测量、海测和地理信息系统中地理数据的采集等。
尤其是在各种类型的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，成为了主要的技术手段现在，在我国采用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为了使大家能充分了解和掌握利用GPS定位技术建立控制网的基本原理和方法，本书将围绕着利用GPS定位技术布设控制网的全过程，介绍在布网过程中所设及到的大量理论与技术问题，内容将包括从技术设计、外业观测、基线解算、直到网平差和提交成果进行验收等各个环节，具体有以下一些内容：n GPS定位原理概述在这一部分里，将简要介绍GPS系统和GPS定位的基本原理如果读者已对此有较全面的了解，可以跳过此部分n 坐标系、基准和坐标系统介绍在采用GPS布设控制网时常用的坐标系统及各坐标系统间的转换关系n GPS静态定位在测量中的应用介绍GPS静态定位在测量中的主要应用方式及作业步骤n 技术设计介绍在布设GPS网时，进行技术设计的作用、原则和内容n 布网方法介绍GPS网的类型和布网方法n GPS基线解算介绍基线解算的原理、步骤、精化处理方法和质量控制方法n GPS基线向量网平差介绍GPS网平差的类型、原理、步骤和质量控制方法。
n GPS高程介绍采用GPS进行测定高程的方法n 技术总结介绍布设GPS网时，技术总结的作用和内容本书的目的是使读者能够了解GPS数据处理的基本原理和过程，掌握布设GPS网及数据处理的方法，因此全书侧重于方法的介绍，对于理论问题未做过多叙述，对于这些问题，读者若感兴趣，可阅读其它有关书籍 本书附录中将提供一些参考文献，供读者选读第一章 GPS定位原理概述第1节 GPS的组成GPS（Global Positioning System）即全球定位系统，是由美国建立的一个卫星导航定位系统，利用该系统，用户可以在全球范围内实现全天候、连续、实时的三维导航定位和测速；另外，利用该系统，用户还能够进行高精度的时间传递和高精度的精密定位GPS计划始于1973年，已于1994年进入完全运行状态(FOC FOC – Full Operational CapabilityGPS的整个系统由空间部分、地面控制部分和用户部分所组成：n 空间部分GPS的空间部分是由24颗GPS工作卫星所组成，这些GPS工作卫星共同组成了GPS卫星星座，其中21颗为可用于导航的卫星，3颗为活动的备用卫星 实际上这3颗备用卫星同样可用于导航定位。
这24颗卫星分布在6个倾角为55°的轨道上绕地球运行卫星的运行周期约为12恒星时每颗GPS工作卫星都发出用于导航定位的信号GPS用户正是利用这些信号来进行工作的n 控制部分GPS的控制部分由分布在全球的由若干个跟踪站所组成的监控系统所构成，根据其作用的不同，这些跟踪站又被分为主控站、监控站和注入站主控站有一个，位于美国克罗拉多（Colorado）的法尔孔（Falcon）空军基地，它的作用是根据各监控站对GPS的观测数据，计算出卫星的星历和卫星钟的改正参数等，并将这些数据通过注入站注入到卫星中去；同时，它还对卫星进行控制，向卫星发布指令，当工作卫星出现故障时，调度备用卫星，替代失效的工作卫星工作；另外，主控站也具有监控站的功能监控站有五个，除了主控站外，其它四个分别位于夏威夷（Hawaii）、阿松森群岛（Ascencion）、迭哥伽西亚（Diego Garcia）、卡瓦加兰（Kwajalein），监控站的作用是接收卫星信号，监测卫星的工作状态；注入站有三个，它们分别位于阿松森群岛（Ascencion）、迭哥伽西亚（Diego Garcia）、卡瓦加兰（Kwajalein），注入站的作用是将主控站计算出的卫星星历和卫星钟的改正数等注入到卫星中去。
n 用户部分GPS的用户部分由GPS接收机、数据处理软件及相应的用户设备如计算机气象仪器等所组成它的作用是接收GPS卫星所发出的信号，利用这些信号进行导航定位等工作以上这三个部分共同组成了一个完整的GPS系统第2节 GPS信号GPS卫星发射两种频率的载波信号，即频率为1575.42MHz的L1载波和频率为1227.60HMz的L2载波，它们的频率分别是基本频率10.23MHz的154倍和120倍，它们的波长分别为19.03cm和24.42cm在L1和L2上又分别调制着多种信号，这些信号主要有：n C/A码C/A码又被称为粗捕获码，它被调制在L1载波上，是1MHz的伪随机噪声码（PRN码），其码长为1023位（周期为1ms）由于每颗卫星的C/A码都不一样，因此，我们经常用它们的PRN号来区分它们C/A码是普通用户用以测定测站到卫星间的距离的一种主要的信号n P码P码又被称为精码，它被调制在L1和L2载波上，是10MHz的伪随机噪声码，其周期为七天在实施AS时，P码与W码进行模二相加生成保密的Y码，此时，一般用户无法利用P码来进行导航定位n Y码见P码n 导航信息导航信息被调制在L1载波上，其信号频率为50Hz，包含有GPS卫星的轨道参数、卫星钟改正数和其它一些系统参数。
用户一般需要利用此导航信息来计算某一时刻GPS卫星在地球轨道上的位置，导航信息也被称为广播星历第3节 SPS和PPSGPS系统针对不同用户提供两种不同类型的服务一种是标准定位服务(SPS–Standard Positioning Service)，另一种是精密定位服务(PPS–Precision Positioning Service)这两种不同类型的服务分别由两种不同的子系统提供，标准定位服务由标准定位子系统(SPS–Standard Positioning System)提供，精密定位服务则由精密定位子系统(PPS–Precision Positioning System)提供SPS主要面向全世界的民用用户PPS主要面向美国及其盟国的军事部门以及民用的特许用户第4节 GPS定位的常用观测值在GPS定位中，经常采用下列观测值中的一种或几种进行数据处理，以确定出待定点的坐标或待定点之间的基线向量：n L1载波相位观测值n L2载波相位观测值（半波或全波）n 调制在L1上的C/A码伪距n 调制在L1上的P码伪距n 调制在L2上的P码伪距n L1上的多普勒频移n L2上的多普勒频移实际上，在进行GPS定位时，除了大量地使用上面的观测值进行数据处理以外，还经常使用由上面的观测值通过某些组合而形成的一些特殊观测值，如宽巷观测值（Wide-Lane） L1-L2。
窄巷观测值（Narrow-Lane） L1+L2消除电离层延迟的观测值（Ion-Free） 2.546L1-1.984L2来进行数据处理第5节 GPS定位的误差源我们在利用GP。