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1、 . . . 摘要随着GPS系统的不断完善以与定位精度的不断提高，各种品牌与各种型号的高精度GPS接收机应运而生，投放市场。在我国应用比较广泛且精度较好的有Ashtech、Trimble、Leica等接收机。在理论上，GPS接收机静态测量能够在相对较短的时间获得精度较高的点位坐标，但如何在实际测量中能够充分发挥GPS设备的作用，挖掘设备的潜力，提高成果的质量，确实是一个需要研究的课题。根据现有GPS接收机的状况，本设计对Ashtech Z-Xtreme GPS接收机的静态测量进行了深入的探讨和研究。其包括如下几个方面：Ashtech Z-Xtreme GPS接收机的简介；接收机菜单的详细说明；
2、利用此接收机进行数据采集的过程分析；后处理软件进行数据后处理的过程说明和平差结果的综合性评估；Ashtech GPS接收机与Trimble GPS接收机进行联合作业的可行性研究；其中数据后处理的过程说明和成果综合性评估是关键。关键词：Ashtech; 静态测量; 数据采集;据后处理AbstractAlong with the system of GPS continuously perfect and the fixed position accuracy increases continuously, the high accuracy GPS Receivers have been mad
3、e between every kind of brand and every kind of model number, and have put into market. In our country the GPS Receiver that applies more extensively and has good accuracy is Ashtech, Trimble, Leica etc. Theoretically, the static survey of GPS Receives can acquire the higher accuracy in a lesstime,
4、but how can we well develop the equipments of GPS in actual work, scoop out the potential of the equipments, increase the quantity of the result, which is a lesson that demand study. According to the condition of current GPS Receiver, this design have studied thoroughly with the Static Survey of Ash
5、tech Z-Xtreme GPS Receive .It includes a few aspects as follows:The brief introduction of Ashtech Z-Xtreme GPS Receives; The menu of Receiver is elaborateanalyzed;The process analysis of making use of this Receivers collecting data; the process of data handles behind with Ashtech Solution and synthe
6、ticelucidation of adjustment;And the possibility of the Ashtech GPS Receivers with Trimble GPS Receiversworking together.Among them the process of data handles behind with Ashtech Solution and syntheticelucidation of adjustment is key of this design.Key words: Ashtech;Static Survey;Data cquisition;T
7、he data handles behind 目录1 GPS简介12 GPS信号接收机的类型与发展史33 ASHTECH Z-XTREME GPS 接收机简介53.1 功能说明63.2 技术规格63.3 精度指标84 ASHTECH GPS 接收机静态测量数据采集研究与应用104.1 GPS静态测量介绍104.2 接收机按键说明与菜单系统描述104.2.1 按键说明104.2.2 菜单系统114.3 ASHTECH Z-XTREME GPS 接收机静态测量数据采集操作过程134.3.1 静态测量实施134.3.2 外业测量注意事项155 ASHTECH SOLUTION简介与实验网数据处理过程
8、165.1 SOLUTIONS 数据处理软件简介165.2 实验网数据处理过程185.2.1 建立项目185.2.2 添加数据225.2.3 求解基线向量245.2.4 GPS网约束平差255.2.5数据成果265.2.6演示软件制作286 TRIMBLE GPS接收机与ASHTECH GPS接收机联合作业的数据处理296.1 RINEX介绍296.2 ASHTECH数据转换为RINEX文件306.3 TRIMBLE和ASHTECH联合作业数据处理337结论33致34参考文献35 / 1 GPS简介全球定位系统（global position system,简称GPS）是70世纪70年代由美国
9、国防部研制的新一代卫星导航定位系统，该系统是一个高精度、全天候和全球性的导航、定位和定时的多功能系统。GPS 技术已经发展成为多领域、多模式、多用途、多机型的高新技术国际性产业。GPS 导航与定位技术的迅猛发展已成为20世纪后期人类科技进步的里程碑。它极推动了空间科学、大气科学、海洋科学、地球科学以与工程技术的发展，也将广泛地渗透到人类社会发展的多个领域，激起社会生活的变革以与人们观念的更新。1.GPS应用特点（1）GPS应用于导航定位的特点 全球地面连续覆盖。 功能多，精度高。 实时定位速度快。 抗干扰性好，性强。（2）GPS应用于测量的特点 观测站之间无需通视。 定位精度高。 观测时间短，
10、效率高。 提供三维坐标。 操作简便，自动化程度高。 成本低，经济效益高。 全天候作业2.GPS系统组成1GPS包括三大部分：空间星座部分、地面监控部分、用户接收机部分。（1）空间星座部分全球定位系统的空间卫星星座部分，由24颗卫星组成，其中包括3颗备用卫星。工作卫星分布在6个轨道面，每个轨道面上分布有4颗卫星，卫星轨道面相对地球赤道面的倾角为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。轨道平均高度约为20200km，卫星运行周期为11小时58分。因此，同一观测站上每天出现的卫星分布图形一样，只是每天提前约4分钟。每颗卫星每天约有5个小时在地平线以上，同时位于地平
11、线以上的卫星数目随时间和地点而异，最少为4颗，最多可达11颗。（2）地面监控部分GPS的地面监控部分目前主要由分布在全球的5个地面站所组成，其中包括卫星监控站、主控站和信息注入站。（3）用户接收设备部分用户接收部分的基本设备，就是GPS信号接收机，其作用是接收、跟踪、变换和测量GPS卫星所发射的GPS信号，以达到导航和定位的目的。3.GPS应用该系统可向人类提供高精度的导航定位和授时服务，这标志着GPS系统已从最初的取代常规测量和工程测量，发展渗入到了精密工程测量、地籍测量、地形测量、航空摄影测量、地质调查、交通管理、地理信息系统、海洋测绘、气象预报、变形监测和地球科学等领域。尤其是差分GPS
12、（DGPS）中的载波相位差分GPS（RTK）技术的应用，实现了高精度实时动态导航与定位，在20km围瞬间可获得厘米级的定位精度。2 GPS信号接收机的发展史与类型1964年春，美国的一支环球航行舰队首次利用TRANSIT卫星信号接收设备成功地测定了在航舰船的位置。第二代导航卫星GPS卫星和GLONASS卫星的入轨运行，开创了研制卫星信号接收设备的新局面。自1980年第一台商品GPS信号接收机问世以来，GPS信号接收机不断更新换代。特别是90年代第一春以来，由于微波集成电路和计算机技术的迅速发展，致使GPS 信号接收机日新月异。其重量从每台几百克到二三千克，其大小从手表式到背负式，其售价从每台三
13、四百美元到上十万美元，真是多种多样，各适所需。GPS星座和GLONASS星座分别于1994年3月和1995年12月全面建成以来，卫星导航定位技术已发展成为跨学科、跨行业、广用途、广效益的综合性高新技术。GPS信号接收机，是GPS导航卫星的用户设备，是实现GPS卫星导航定位的终端仪器，它是一种能够接收、跟踪、变换和测量GPS卫星导航定位信号的无线电接收设备，既具有常用无线电接收设备的共性。综观现状，GPS信号接收机可以分成下列类型。1.按工作原理分类（1） 码接收机：用伪噪声码和载波作测距信号；（2） 无码接收机：仅用载波做测距信号；（3） 集成接收机；既用GPS信号，又用GLONASS信号测量
14、站星距离。2.按用途分类（1） 测地型接收机：厘米级精度，测后数据处理；（2） 导航型接收机：米级精度，实时数据处理；（3） 定时型接收机：专用于时间测定和频率控制。其中，测地型接收机又分为下列几种型式： 活式：携带方便，适于野外作业； 动态式：功能齐全，适于机载星载测量； 全站式（RTK式）：通讯适时，适于施工放样测量。3.按所用载波频率多少分类（1） 单频接收机：仅使用第一载波（L1）与其调制波进行导航定位测量；（2） 双频接收机：同时使用多个载波与其调制波进行导航定位测量。4.DGPS测量的接收机类型（1） 兼容式：一台接收机既能用于基准站，又能用于动态站。（2） 分立式：基准站和动态站
15、分别采用不同型号的接收机。（3） 单行式：利用公共的DGPS数据播发源，一个GPS动态用户仅用一台接收机，实现米级精度的DGPS定位测量。综观发展，GPS信号接收机的主要特点是：小型化、多功能、一机多用、类型齐全、满足多方需要、适于动静作业。3 Ashtech Z-Xtreme GPS 接收机简介Ashtech Z-Xtreme GPS 接收机(图3-1)，为 GPS 用户提供一种经济适用的传统测量设备的替代品。它的设计支持各种测量应用，包括土地/边界/地籍测量、路线测量、建筑测量。图3-1 Z-Xtreme GPS 接收机Figure3-1 Z-Xtreme GPS ReceiverZ-Xtreme 拥有完整的测量系统功能，是更好、更轻、更符合人体工程学的设备。Z-Xtreme 包容 Ashtech 有专利权的Z跟踪技术(Z-Tracking )，可减少反电子欺骗（AS）政策的影响，使得 Z-Xtreme 在诸如树下、峡谷中或建筑物之间等不利卫星可见度的条件下，增强了其卫星跟踪能力。Z-Xtreme 仅以 6 瓦电力运行，并包含一块可连续操作 10 小时的置电池。若要延长操作时间，Z-Xtre
