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1、1.高程(gochng)系统GPS水准 高程(gochng)系统第1页/共41页第一页，共42页。地球表面、参考(cnko)椭球面与大地水准面GPS水准(shuzhn) 高程系统 地球表面、参考椭球面与大地水准(shuzhn)面第2页/共41页第二页，共42页。大地(dd)高定义是以参考椭球面为基准面的高程系统(xtng)。某点的大地高是该点到通过该点的参考椭球的法线与参考椭球面的交点间的距离，也称为椭球高用H表示。大地高是一个纯几何量，与参考椭球有关。测量方法大地高可以通过将笛卡尔坐标（）转换为大地坐标（）得出采用GPS测量的方法可以直接确定出点在地心地固坐标系下的三维坐标GPS水准 高程系
2、统(xtng) 大地高第3页/共41页第三页，共42页。正高定义是以地球不规则的大地水准面（geoid）为基准面的高程系统。某点的正高是基准面（大地水准面）到该点的距离，量测沿它们(tmen)之间每个等位面的垂线进行。用符号表示。测量方法GPS水准(shuzhn) 高程系统 正高第4页/共41页第四页，共42页。正常(zhngchng)高定义正常高系统是以似大地水准面（quasi-geoid）为基准的高程系统。某点的正常高是该点到通过该点的正常重力(zhngl)线与似大地水准面的交点之间的距离。用符号表示。测量方法如果在正高定义式中，用正常重力(zhngl)代替无法精密求定的值，即为正常高的定
3、义式GPS水准(shuzhn) 高程系统 正常高第5页/共41页第五页，共42页。各高程(gochng)系统间的关系GPS水准 高程(gochng)系统 各高程(gochng)系统间的关系第6页/共41页第六页，共42页。2.GPS水准(shuzhn)GPS水准(shuzhn) GPS水准(shuzhn)第7页/共41页第七页，共42页。GPS水准(shuzhn)概述定义采用GPS测量(cling)的手段，测定正高（正常高）。原理关键获得各点的大地高（GPS方法）获得各点的大地水准面差距N（高程异常）GPS水准(shuzhn) GPS水准(shuzhn) GPS水准(shuzhn)概述第8页/
4、共41页第八页，共42页。GPS水准(shuzhn)概述大地水准面差距的确定方法(fngf)天文大地法地球重力场的重力位模型在诸如Stokes积分的技术中使用地面重力数据几何或内插方法(fngf)GPS水准(shuzhn) GPS水准(shuzhn) GPS水准(shuzhn)概述第9页/共41页第九页，共42页。天文(tinwn)大地法方法直接与局部大地网相联系，因为一方面所需数据（垂线偏差(pinch)）为天文坐标，而另一方面为相同点的大地坐标。大地水准面差距的剖面是在这些天文大地点间计算的。特点所获得的大地水准面差距的信息是相对于局部椭球的基本数据为垂线偏差(pinch)仅适合于具有天文
5、坐标的区域精度差GPS水准(shuzhn) GPS水准(shuzhn) 天文大地法第10页/共41页第十页，共42页。重力(zhngl)位模型法方法特点所得到的大地水准面差距信息相对于地心椭球，所带参数针对特定模型(mxng)（现代球谐模型(mxng)的椭球大小和扁率采用了WGS84参数）基本数据位模型(mxng)的球谐或重力位系数适用性广，可在陆地、海洋和近地轨道精度与重力位模型(mxng)有关GPS水准 GPS水准 重力(zhngl)位模型法第11页/共41页第十一页，共42页。重力测量（Stokes积分(jfn)）方法方法特点所得到的大地水准面差距信息是相对于地心椭球的基本数据是计算点附
6、近(fjn)的地面重力观测值仅适用于具有良好局部重力覆盖的区域精度与重力数据密度、分布、质量等有关GPS水准 GPS水准 重力测量（Stokes积分(jfn)）方法 第12页/共41页第十二页，共42页。高程(gochng)拟合原理(yunl)GPS水准(shuzhn) GPS水准(shuzhn) 高程拟合第13页/共41页第十三页，共42页。高程(gochng)拟合影响拟合精度( jnd)的因素拟合区域内的大地水准面起伏山区的起伏大于平原地区水准点的数量与分布数量多、分布均匀、包围拟合区域则有利于拟合大地高、正常高的精度( jnd)拟合的方法GPS水准 GPS水准 高程(gochng)拟合第
7、14页/共41页第十四页，共42页。结合物理大地测量(ddcling)手段确定点的正常高确定高程异常的物理大地测量方法(fngf)纯物理大地测量确定高程异常的缺点优点：若进行重力加密测量，可较好地获取似大地水准面的起伏缺点：所确定出的高程异常值的准确度低扰动(rodng)位正常重力（由公式计算）高程异常正常重力位（由公式计算）实际引力位（由重力场模型计算）GPS水准 GPS水准 结合物理大地测量手段确定点的正常高第15页/共41页第十五页，共42页。结合物理(wl)大地测量手段确定点的正常高结合物理大地测量手段确定点的正常高的步骤第一步：采用物理大地测量手段确定出所有点的高程异常（这里(zhl
8、)所确定出的高程异常准确度不高）第二步：利用水准测量资料，确定出部分点的高程异常（这里(zhl)所确定出的高程异常准确度高），并将这些值分别与“第一步”所获得的对应值相减，得到这些点上两种不同方法所获高程异常的差值第三步：利用“第二步”所获得的差值进行拟合（插值），推求其它点上的差值，并利用这些差值计算出这些点上的正常高GPS水准(shuzhn) GPS水准(shuzhn) 结合物理大地测量手段确定点的正常高第16页/共41页第十六页，共42页。提高(tgo)GPS水准质量的方法将项目区域保持在控制点20km半径的范围内在VDOP小于时进行观测使用固定的三角架使用双频接收机使用相同的带底盘的大
9、地型天线对每个点在不同的卫星星座下、在不同天里至少设站观测两次采用15的截止高度角使用精密星历（PreciseEphemeris）处理GPS数据(shj)对于长于10km的基线，仅使用无电离层影响的基线固定解使用相对的大地水准面差距GPS水准 GPS水准 提高GPS水准质量(zhling)的方法第17页/共41页第十七页，共42页。第第7讲讲 GPS应用应用(yngyng)的最新进展的最新进展第18页/共41页第十八页，共42页。1.GPS现代化GPS应用(yngyng)的最新进展 GPS现代化第19页/共41页第十九页，共42页。背景(bijng)国际局势的变化，世界进入后冷战时代GPS产业
10、为美国带来大量的经济利益克服美国限制措施的技术日益完善成熟(chngsh)其它卫星导航定位系统的竞争GPS应用(yngyng)的最新进展 GPS现代化 背景第20页/共41页第二十页，共42页。内容(nirng)L2上增加C/A码增加第三(dsn)民用频率L5增加军队专用码M1，M2提高PPS信号质量局部SAGPS现代化计划(jhu)中所采用的Block IIFGPS应用的最新进展 GPS现代化 内容第21页/共41页第二十一页，共42页。2.连续运行的卫星导航服务(fw)系统GPS应用的最新进展 连续运行的卫星导航(dohng)服务系统第22页/共41页第二十二页，共42页。美国(miu)的
11、CORSGPS应用的最新进展 连续运行的卫星导航服务(fw)系统 美国的CORS第23页/共41页第二十三页，共42页。加拿大主动式控制系统(knzhxtn)GPS应用的最新进展 连续运行的卫星导航服务(fw)系统 加拿大主动式控制系统第24页/共41页第二十四页，共42页。德国的卫星定位与导航(dohng)服务计划(SAPOS)目的是把当前德国各部门的差分GPS计划协调统一起来，建立一个长期运行的、覆盖全国的多功能差分GPS定位导航服务体系，作为国家的空间数据基础设施。由200个左右永久性GPS跟踪站组成，构成了德国国家动态大地测量框架。代表了当今国家级大地测量系统的新概念。按精度、时间响应
12、和目的分成了实时(shsh)定位服务（EPS），高精度实时(shsh)定位服务（HEPS），精密大地定位服务（GPPS），高精度大地定位服务（GHPS）四个级别。GPS应用的最新进展 连续运行的卫星导航服务(fw)系统 德国的 SAPOS第25页/共41页第二十五页，共42页。日本的GPS连续应变监测(jinc)系统(COSMOS)由一个格网式的GPS永久站阵列构成，是日本国家的重要基础设施，系统提供GPS数据作为定位服务，具有实时动态定位（RTK）能力，目的是完全取代传统的包括GPS静态网的控制网测量和建立模式。主要任务：建成超高精度的地壳运动监测网络系统建成国家范围内的现代“电子大地控制网
13、点”主要应用(yngyng)：地震监测和预报控制测量、测图和地理信息系统更新建筑、工程控制和监测气象监测和天气预报GPS应用的最新进展 连续运行的卫星导航(dohng)服务系统 日本的 COSMOS第26页/共41页第二十六页，共42页。中国(zhnu)分布式WADGPS（方案）方案(fngn)5-6个跟踪站，1-2个主控站7-9个地区差分基准站和差分信息播发站GPS应用的最新进展 连续(linx)运行的卫星导航服务系统 中国分布式WADGPS（方案）第27页/共41页第二十七页，共42页。深圳市连续运行卫星(wixng)定位导航服务系统市话网市话网市话网市话网市话网市电信局监控分析(fnx)
14、中心卫星(wixng)定位信号发射台FM电台基准站1基准站2基准站3基准站4基准站5进入移动电话系统用户用户全向天线定向天线ModemGPS应用的最新进展 连续运行的卫星导航服务系统 深圳市连续运行卫星定位导航服务系统第28页/共41页第二十八页，共42页。高精度变形和形变(xngbin)监测GPS应用的最新进展 高精度变形(bin xng)和形变监测第29页/共41页第二十九页，共42页。大桥(dqio)安全监测GPS应用的最新进展 高精度变形和形变监测(jin c) 大桥安全监测(jin c)第30页/共41页第三十页，共42页。大型水利设施(shsh)的安全监测GPS应用(yngyng)
15、的最新进展 高精度变形和形变监测 大型水利设施的安全监测第31页/共41页第三十一页，共42页。其它(qt)高层建筑(ocnjinzh)的安全监测滑坡监测地面沉降监测GPS应用的最新进展 高精度变形和形变监测(jin c) 其它第32页/共41页第三十二页，共42页。IndoorGPSGPS应用(yngyng)的最新进展 Indoor GPS第33页/共41页第三十三页，共42页。采用(ciyng)数字信号技术GPS应用的最新进展 Indoor GPS 采用(ciyng)数字信号技术第34页/共41页第三十四页，共42页。伪卫星(wixng)技术GPS应用的最新进展 Indoor GPS 伪卫
16、星(wixng)技术第35页/共41页第三十五页，共42页。GPS在精准农业(nngy)中的应用GPS应用(yngyng)的最新进展 GPS在精准农业中的应用(yngyng)第36页/共41页第三十六页，共42页。GPS与精准(jnzhn)农业GPS应用(yngyng)的最新进展 GPS在精准农业中的应用(yngyng) GPS与精准农业第37页/共41页第三十七页，共42页。GPS在其它一些(yxi)方法的进展GPS应用的最新进展 GPS在其它一些方法(fngf)的进展第38页/共41页第三十八页，共42页。GPS用于航空(hngkng)航天器轨道的确定GPS应用的最新进展(jnzhn) G
17、PS在其它一些方法的进展(jnzhn) GPS用于航空航天器轨道的确定第39页/共41页第三十九页，共42页。对地球(dqi)大气进行探测A地基(dj)GPS大气探测GPS掩星（空基GPS探测(tnc)）GPS应用的最新进展 GPS在其它一些方法的进展 对地球大气进行探测第40页/共41页第四十页，共42页。感谢您的观看(gunkn)！第41页/共41页第四十一页，共42页。内容(nirng)总结1. 高程系统。采用(ciyng)GPS测量的方法可以直接确定出点在地心地固坐标系下的三维坐标。是以地球不规则的大地水准面（geoid）为基准面的高程系统。某点的正高是基准面（大地水准面）到该点的距离，量测沿它们之间每个等位面的垂线进行。正常高系统是以似大地水准面（quasi-geoid）为基准的高程系统。大地水准面差距的剖面是在这些天文大地点间计算的。所得到的大地水准面差距信息是相对于地心椭球的。大地高、正常高的精度第四十二页，共42页。
