DGPS原理以及GPS系统的特点知识介绍

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1、DGPS原理以及GPS系统的特点知识介绍DGPS原理目前GPS系统提供的定位精度是优于10米，而为得到更高的定位精度，我们通常采 用差分GPS技术：将一台GPS接收机安置在基准站上进行观测。根据基准站已知精密坐标， 计算出基准站到卫星的距离改正数，并由基准站实时将这一数据发送出去。用户接收机在进 行GPS观测的同时，也接收到基准站发出的改正数，并对其定位结果进行改正，从而提高 定位精度。差分GPS分为两大类：伪距差分和载波相位差分1. 伪距差分原理这是应用最广的一种差分。在基准站上，观测所有卫星，根据基准站已知坐标和各卫 星的坐标，求出每颗卫星每一时刻到基准站的真实距离。再与测得的伪距比较，得

2、出伪距改 正数，将其传输至用户接收机，提高定位精度。这种差分，能得到米级定位精度，如沿海广泛使用的“信标差分”2. 载波相位差分原理载波相位差分技术又称RTK （Real Time Kinematic）技术，是实时处理两个测站载波 相位观测量的差分方法。即是将基准站采集的载波相位发给用户接收机，进行求差解算坐标。载波相位差分可使定位精度达到厘米级。大量应用于动态需要高精度位置的领域。GPS系统的特点GPS系统具有全天候、全方位、高精度、多用途以及方便快捷高效 等特点。1）全天候：指野外观测可不受时间的限制。不论白天黑夜、刮风下雨、夏暖冬寒，均 可获得满意的观测效果。2）全方位：指野外作业不受空

3、间的限制，只要能同时接收到四颗以上卫星的信号， 即可进行定位。不要求测站间互相通视，可在陆地、海上、水上、空中（航测）测量定位。 既可静态观测，也可动态观测。3）高精度：单频GPS接收机静态测量（后处理）精度可达5mm+2ppmD。双频GPS 接收机静态测量精度可达5mm+1ppmD。实时动态测量（RTK）精度可达20mm+2ppmD4）多用途：不仅用于测量定位，还可用于导航以及测速和授时。还可为交通、气象、 农业、林业、地震、环保、考古、旅游、探险等领域提供良好的服务。5）方便快捷高效：野外观测操作简单，易于掌握，作业时间短，大大减轻了野外作业 的劳动强度。动态差分定位每站只需几秒钟。GPS

4、系统的应用1）在大地测量中，用于建立各全国性的和地区性的GPS控制网。2）在大型工程控制 测量中，用于建立精密工程控制网 3）用于工程的变形监测。4）用于测制数字地形图和地 籍图。5）用于国界、行政边界等勘界测量。6）GPS配合遥感技术（RS）和地理信息系统 （GIS）的3S技术用于农业的土地资源综合利用，病虫害的防治，精确农业的管理，取得 良好的经济效益。7）用于测定林业分布，测量面积，以及森林防火。8）GPS系统已广泛应 用于野外考察、考古、探险、旅游等工作。9）GPS系统还可用于航空、航海、港口、内河、 湖泊的导航。10）通过GPS系统对车辆的定位管理，实现对车辆的监控、调度、报警、事

5、故紧急处理等。GPS系统发展前景GPS系统原本用于军事目的，由于民用技术上的开发利用，显示强 大的生命力，具有广泛的应用和发展前景，但也面临新的问题。1）GPS系统的功能将得到增强，并增加民用频道（L5），扩大民用服务范围。2）GPS接收机将朝着智能化、小型化发展，GPS与手机的结合，甚至GPS进入因特网 也将成现实。3）导航定位将趋于多元化。GPS系统是美国一家垄断的产品，各国从自身的国家安全和经济利益角度出发，都想 摆脱受制于人的被动局面，因此凡有实力的国家都有意想发展自己的导航定位系统。目前， 俄罗斯的GLONASS系统，欧洲的NAVSAT系统，都已投入使用。国际民航总局正在建立中 的G

6、NSS系统，我国自主建成的北斗导航定位系统，以及正与欧洲合作建立覆盖全球的 Galileo导航定位系统（图15）,都将使未来导航定位沿着多元化空间资源环境的方向发 展，各种定位系统之间共享、互相兼容，技术更趋完善，定位精度更高。此外，3S技术的应用将进一步发展，服务领域将更加扩大。地球坐标系：固定在地球上与地球一起自转和公转的坐标系；地球坐标系分类：参心 坐标系、地心坐标系。定义坐标系的要素：原点位置、尺度与坐标轴指向；还包括一些天文、 物理、地球等参数，若采用大地坐标表述形式还需要椭球元素。GPS测量的误差源：GPS测量误差按其生产源可分3大部分：GPS信号的自身误差， 包括轨道误差（星历误

7、差）和sA, As影响（美国卫星对陆地发射信号的控制系统）；GPS信号 的传输误差，包括太阳光压，电离层延迟，对流层延迟，多路径传播和由它们影响或其他原 因产生的周跳；GPS接收机的误差，主要包括钟误差，通道问的偏差，锁相环延迟，码跟踪 环偏差，天线相位中心偏差等。外业观测是指利用GPS接收机采集来自GPS卫星的电磁波信号，其作业过程大致可分 为天线安置、接收机操作和观测记录。外业观测应严格按照技术设计时所拟定的观测计划进 行实施，只有这样，才能协调好外业观测的进程，提高工作效率，保证测量成果的精度。为 了顺利地完成观测任务，在外业观测之前，还必须对所选定的接收设备进行严格的检验。天线的妥善安

8、置是实现精密定位的重要条件之一，其具体内容包括：对中、整平、定向 并量取天线高。接收机操作的具体方法步骤，详见仪器使用说明书。实际上，目前GPS接收机的自动 化程度相当高，一般仅需按动若干功能键，就能顺利地自动完成测量工作，并且每做一步工 作，显示屏上均有提示，大大简化了外业操作工作，降低了劳动强度。观测记录的形式一般有两种：一种由接收机自动形成，并保存在机载存储器中，供随 时调用和处理，这部分内容主要包括接收到的卫星信号、实时定位结果及接收机本身的有关 信息。另一种是测量手簿，由操作员随时填写，其中包括观测时的气象元素等其它有关信息。 观测记录是GPS定位的原始数据，也是进行后续数据处理的唯一依据，必须妥善保管。