GPS测量培训(内部用)

GPS测量培训（内部培训用）一，GNSS的概念二，世界上GNSS的种类三，GPS定位系统介绍四，GPS定位原理五，GPS的坐标系统六，GPS高程系统七，南方GPS介绍八，RTK培训教程一，GNSS的概念GNSS即卫星定位的概念是美国提出的,由于美国研制的定位系统叫GPS,故目前大家都默认GPS即为卫星定位系统的简称,但卫星定位的精确说法还是GNSSGNSS概念GNSS即卫星定位的概念是美国提出的,由于美国研制的定位系统叫GPS,故目前大家都默认GPS即为卫星定位系统的简称,但卫星定位的精确说法还是GNSS二，世界上GNSS种类•GPS（美国）•GLONASS（俄罗斯－格鲁纳斯）•Galileo（欧盟－伽利略）•BD（中国－北斗）GLONASS状况•俄罗斯普京政府立志要振兴其航天工业•振兴GLONASS是其中的一个重要方面•2004年12月26日当地时间下午16时53分，俄罗斯在拜科努尔航天发射场利用“质子-K”运载火箭成功地将3颗导航卫星送入轨道，其中包括一个设计使用寿命超过7年的GLONASS-M卫星•未来几年还将发射寿命超过十年的GLONASS-K卫星•目前在轨工作卫星数量达到了14颗Galileo状况•34亿欧元总投资，30颗工作卫星，1米的导航精度–第一阶段：发展阶段2002~2005–第二阶段：部署阶段2006~2007–第三阶段：商业运营阶段2008~•欧盟预计Galileo将逐渐为欧盟创造15万个高技术就业岗位，年经济收益达到100亿欧元•从2008年开始到2020年，仅航空和航海市场就将获得150亿欧元的收益•到2025年，“伽利略”相关的设备销售及出口将达到1350亿欧元•中国政府参与建设并投资2亿欧元中国北斗状况•现在有三颗同步卫星•有消息称未来几年中国政府将投巨资提升这一系统•目前民用用户数量少三，GPS定位系统介绍卫星星座地面控制和监测站（主控站1个监控站5个注入站3个）用户设备GPS定位系统由以下三大部分组成GPS定位系统基本参数目前在轨卫星为30颗，全部为BLOCKII卫星卫星轨道面个数为6个卫星高度为20200km轨道倾角为55度卫星运行周期为11小时58分载波频率为1575GHz和1227GHz在地球表面任何地点任何时间，在高度角15度以上，平均可同时观测到6颗卫星，最多可达9颗卫星设计寿命为七年半，新一代的卫星设计寿命为十五年GPS服务政策•选择性服务政策(SA):美国军方人为地降低民用用户的点定位精度。SA政策是通过制造卫星时钟信号的抖动或降低卫星轨道参数的精度来实现的。•防电子欺骗技术(AS):通过对P码的加密，使得民用用户无法连续地获得使用。布什政府的GPS新政策•用级别更高的PNT执行委员会代替原来的GPS部际执行部(IGEB)，并采取一系列措施防止GPS为敌对方使用，以及攻击美国的基础设施•PNT执行委员会主任，由国防部和运输部副部长兼任，委员会负责IGEB原先承担的所有任务，组织、联合、举荐、促进系统的正常维持和现代化进程的需求。PNT执行委员会的成员和观察员，分别包括国务院、商业部、国土安全部(DHS)、科技政策办公室，以及国家经济委员会的官员。•现在和将来GPS民用信号仍然为免费的公开使用，且对用户设备制造商厂家所需的技术规范不设进入门槛。GPS定位系统的优越性•与天气状况无关•不要求点与点之间的彼此通视•高度均匀的定位精度•日夜均可作业•定位速度之快无与伦比•大大节省人力资源•测线长度不受限制•统一的坐标系统•生产成本低于常规测量技术GPS接收机的分类导航型接收机－此类接收机主要用于运动载体的导航，它可以实时给出载体的位置和速度测地型接收机－此类接收机主要用于精密大地测量和精密工程测量，采用载波相位观测值进行相对定位，精度高授时型接收机－此类接收机主要利用卫星提供的高精度时间标准进行授时，常用于天文台及无线电通讯中时间的同步四，GPS定位原理GPS伪距定位原理•基本的导航点位能够按后方交会的方式计算出来。•卫星相当于处在运动“轨道上的控制点”。•采用与时间相关的至每颗卫星的码观测向量。至少观测4颗卫星，我们就可以解算出4个未知参数：测站的纬度、经度、高程及接收机的时钟偏差GPS差分定位原理差分GPS是2个或更多个测站之间的相对定位。如果A和B两点在同一时间区间内观测了相同的一组卫星，而且A是一个已知点，那么B点的位置就可以加以确定。S4ABS1采用差分测量技术，可以:消除观测值中的卫星与接收机时钟误差消除观测值中的卫星星历误差将大气折射的影响削弱到最低程度GPS静态测量模式GPS的静态测量模式目前准静态和快速静态已无明显的界线(基线长度/观测时长)外业观测连接较为简单无需数据连接内业处理基线处理(差分)平差处理成果GPS实时动态差分定位•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，并且由基准站实时地将这一改正数发送出去，用户接收机在进行GPS观测的同时，也接收到基准站的改正数，并且对其定位结果进行改正，从而提高定位精度。公共卫星基线参考站流动站电台、GSMGPS动态测量模式(RTK)流动站通过电台或GSM接收差分信息架设在已知点上的参考站差分改正信息通过电台或GSM进行广播接收机通过内置在机内的软件进行处理,实时显现成果五，GPS的坐标系统•世界大地坐标系WGS-84•UTM坐标系统•1954年北京坐标系•1980年西安大地坐标系•1，WGS-84WGS-84坐标系是目前GPS所采用的坐标系统，GPS所发布的星历参数就是基于此坐标系统的，坐标原点位于地球的质心，Z轴指向BIH1984.0定义的协议地球极方向，X轴指向BIH1984.0的启始子午面和赤道的交点，Y轴与X轴和Z轴构成右手系。•2，1954年北京坐标系1954年北京坐标系是我国目前广泛采用的大地测量坐标系。该坐标系源自于原苏联采用过的1942年普尔科夫坐标系。•3，1980年西安大地坐标系1978年，我国决定重新对全国天文大地网施行整体平差，并且建立新的国家大地坐标系统，整体平差在新大地坐标系统中进行，这个坐标系统就是1980年西安大地坐标系统。椭球的短轴平行于地球的自转轴（由地球质心指向1968.0JYD地极原点方向），起始子午面平行于格林尼治平均天文子午面，椭球面同似大地水准面在我国境内符合最好，高程系统以1956年黄海平均海水面为高程起算基准。六，GPS高程系统•大地高系统大地高系统是以参考椭球面为基准面的高程系统，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。大地高也称为椭球高。大地高一般用符号H表示。大地高是一个纯几何量，不具有物理意义，同一个点在不同的基准下具有不同的大地高。•正常高系统正常高系统是以似大地水准面为基准的高程系统，某点的正常高是该点到通过该点的铅垂线与似大地水准面的交点之间的距离。七、南方GPS部件介绍1,电台电台正面电台反面电台的正面on/off为开关键,TX为电台发射灯,中间的数字为通道,这个通道要与手簿左上角的数字一致,AMP为高低功率指示灯,高低功率在电台反面有个扳手来控制,H为高功率25W,L为低功率10W,电台背面有两个端口,柱子为连接电台发射天线的接口,五针内插口为连接电源线的端口.电台发射天线电缆电源线多用途传输电缆手簿与主机连线2,S82主机主机正侧面主机反面主机电池仓移动站主机移动站接收天线小接头主机正侧面有3组指示灯,上红下绿共6个灯，从左到右，从上到下依次为:STA数据链灯,蓝牙灯,电源灯,DL电台灯，卫星灯，外接电源灯,蓝牙灯如果连通一直亮红色,电源灯正常为常亮红色，外接电源的话为绿色,闪烁说明电量不足.主机反面为电池仓和三个接口,五针孔为电源接口,COM口为静态数据传输线接口和手簿与主机使用线连接时的借口，另外一个为天线。主机正侧面的反面为条形码,也就是机器号.小接头是用来连接主机和基座,发射天线和基座的.S86主机S86主机正面S86主机背面S86主机正面有4个按键，左边为RESET复位键，作用为强行关机复位，右边三个键为F1、F2键和开机键，F1、F2为移动光标的方向键，为电源键，起到开机、关机和回车的作用。S86主机正面有4个灯，分别为TX，RX，DATA和BT，TX为为内置电台灯，RX为手机通讯灯，DATA为数据链灯，BT为蓝牙灯。S86主机背面有3个插槽，一个后盖，3个插槽从左到右依次为COM1/usb，COM2和CH/BAT，COM2为外接电源口，COM1/USB为数据传输口，CH/BAT为主机内置电池充电口，后盖为SIMCARD，把两个螺丝拧开后可以放入手机卡。3,手簿手簿正面手簿反面电池仓和SD卡安放手簿托架读卡器和SD卡手簿键盘和电脑键盘类似，功能键也差不多，开机键为红色ENTER/ON键，也是回车键，上档键有三个，一个为shift，另外两个均为半月牙形,分别对应键盘上相应的颜色：蓝色、橙色，按一下上档一次，按二下为一直上档，按三下恢复，TAB键为换行键，关机键为按住蓝色功能键，然后按红色“ENTER/ON”键，回退为bksp，空格为space，取消键为esc。手簿屏幕为液晶屏，可以用触摸笔点击，触摸笔位置在手簿的右上角，如果安装手写程序可手写。sd卡的安放位置在电池仓，把电池取下后在右上角可以看到一个挡板，打开后把sd卡字面朝上，然后推进去，有轻微的卡璜声音，在推一下sd卡就被顶出。数据拷贝到sd卡上后，把sd卡取出，放到读卡器上，然后插入电脑的usb口，就可以把数据拷贝到电脑上，跟u盘的使用方法一样。手簿托架的一头是卡在对中杆上的，卡上后拧紧螺丝即可，另外一个螺丝是将手簿放上后拧紧固定手簿的，两部分的连接方法为：按下卡对中杆部分上的一个银白不锈钢按钮，将另外一半的对准一个孔插入，然后松开按钮就固定住不动了。托架上有个指北针，可以在放样的时候指示方向。八，RTK培训教程一，仪器的安装RTK由两部分组成：基准站部分和移动站部分。其操作步骤是先启动基准站，后进行移动站操做，所有操作均在手簿上进行，最后用SD卡将所采集的数据传输到微机上。（一）基准站部分1）基准站安装（S82与S86外挂电台安装方法一样，见产品手册24页）１．在基准站架设点上安置脚架，安装上基座，再将基准站主机用连接器安置于基座之上，对中整平（如架在未知点上，则大致整平即可）。注意：基准站架设点可以架在已知点或未知点上，这两种架法都可以使用，但在校正参数时操作步骤有所差异。（详见工程之星2.0用户手册29页“控制点坐标库”）。2.安置发射天线和电台，将发射天线用连接器安置在另一脚架上，将电台挂在脚架的一侧，用发射天线电缆接在电台上S82基准站连接再用电源电缆将主机、电台和蓄电池接好，注意电源的正负极正确（红正黑负）。2）主机操作1．打开主机1-1，S82主机按电源键打开，基准站开始自动初始化和搜索卫星，当卫星数和卫星质量达到要求后（大约１分钟），基准站上的STA指示灯开始1秒闪1次，表明基准站开始正常工作。1-2，S86主机按电源打开基准站，当卫星数达到最大时，按一下F1键，然后按一下电源键，基准站几颗正常工作。2.打开电台打开基准站后，打开电台。轻按电台上的“ON/OFF”按钮打开电台，当基准站正常工作后，电台上的TX指示灯会开始1秒闪1次。这时，整个基准站部分开始正常工作。电台后面有个扳手，是高低功率转换的，高功率为H，低功率为L。注意：为了让接收机能搜索到多数量卫星和高质量卫星，基准站一般应选在周围视野开阔，避免在截止高度角15度以内有大型建筑物；避免附近有干扰源，如高压线、变压器和发射塔等；不要有大面积水域；为了让基准站差分信号能传播的更远，基准站一般应选在地势较高的位置。（二）移动站部分1）移动站安装（移动站S82与S86连接方法一样，详见产品手册）将移动站主机接在碳纤对中杆上，并将接收天线接在主机顶部，同时将手簿使用托架夹在对中杆的适合位置。2）主机与手簿操作1．打开主机轻按电源键打开主机，主机开始自动初始化和搜索卫星，当达到一定的条件后，主机