1、 GPS GPS全球定位系統簡介全球定位系統簡介全球定位系統（GPS）簡介一、一、GPSGPS的組成的組成三大部分：三大部分： 空間部分空間部分 控制部分控制部分 用戶部分用戶部分 空間衛星座空間衛星座 2424顆衛星發射信號顆衛星發射信號 衛星軌道、時間數據及衛星軌道、時間數據及 輔助資料信息輔助資料信息 用戶設備用戶設備 接收設備接收設備 接收衛星信號接收衛星信號 地面監控地面監控 中央控制系統中央控制系統 時間同步時間同步 跟蹤衛星定位跟蹤衛星定位全球定位系統（GPS）簡介 1 1、空間部分、空間部分 GPSGPS的空間部分是由的空間部分是由24 24 顆工作衛星組成顆工作衛星組成, ,

2、它位于距地表它位于距地表20200km20200km的上空的上空, ,均勻分布在均勻分布在6 6 個軌道面上個軌道面上( (每個軌道面每個軌道面4 4 顆顆) ,) ,軌道傾角為軌道傾角為5555。衛星的分布使得在全球任何。衛星的分布使得在全球任何地方、任何時間都可觀測到地方、任何時間都可觀測到4 4 顆以上的衛星顆以上的衛星, ,并能保持并能保持良好定位解算精度的幾何圖象。這就提供了在時間上良好定位解算精度的幾何圖象。這就提供了在時間上連續的全球導航能力。連續的全球導航能力。 全球定位系統（GPS）簡介 2 2、地面控制部分、地面控制部分 地面控制部分由一個主控站地面控制部分由一個主控站,5

3、,5個全球監測站個全球監測站和和3 3個地面控制站組成。監測站均配裝有精密的銫個地面控制站組成。監測站均配裝有精密的銫鐘和能夠連續測量到所有可見衛星的接受機。監鐘和能夠連續測量到所有可見衛星的接受機。監測站將取得的衛星觀測數據測站將取得的衛星觀測數據, ,包括電離層和包括電離層和氣象數氣象數據據, ,經過初步處理后經過初步處理后, ,傳送到主控站。主控站從各傳送到主控站。主控站從各監測站收集跟蹤數據監測站收集跟蹤數據, ,計算出衛星的軌道和時鐘參計算出衛星的軌道和時鐘參數數, ,然后將結果送到然后將結果送到3 3個地面控制站。地面控制站個地面控制站。地面控制站在每顆衛星運行至上空時在每顆衛星運

4、行至上空時, ,把這些導航數據及主控把這些導航數據及主控站指令注入到衛星。這種注入對每顆站指令注入到衛星。這種注入對每顆GPSGPS衛星每天衛星每天一次一次, ,并在衛星離開注入站作用范圍之前進行最后并在衛星離開注入站作用范圍之前進行最后的注入。如果某地面站發生故障的注入。如果某地面站發生故障, ,那么在衛星中預那么在衛星中預存的導航信息還可用一段時間存的導航信息還可用一段時間, ,但導航精度會逐漸但導航精度會逐漸降低。降低。全球定位系統（GPS）簡介 3 3、用戶設備部分、用戶設備部分 用戶設備部分即用戶設備部分即GPS GPS 信號接收機。其主要功能是信號接收機。其主要功能是能夠捕獲到按一

5、定衛星截止角所選擇的待測衛星，并能夠捕獲到按一定衛星截止角所選擇的待測衛星，并跟蹤這些衛星的運行。當接收機捕獲到跟蹤的衛星信跟蹤這些衛星的運行。當接收機捕獲到跟蹤的衛星信號后，即可測量出接收天線至衛星的偽距離和距離的號后，即可測量出接收天線至衛星的偽距離和距離的變化率變化率, ,解調出解調出衛星軌道參數衛星軌道參數等數據。根據這些數據，等數據。根據這些數據，接收機中的微處理計算機就可按定位解算方法進行定接收機中的微處理計算機就可按定位解算方法進行定位計算，計算出用戶所在地理位置的經緯度、高度、位計算，計算出用戶所在地理位置的經緯度、高度、速度、時間等信息。速度、時間等信息。GPS GPS 接收

6、機的結構分為天線單元接收機的結構分為天線單元和接收單元兩部分。接收機一般采用機內和機外兩種和接收單元兩部分。接收機一般采用機內和機外兩種直流電源。設置機內電源的目的在于更換外電源時不直流電源。設置機內電源的目的在于更換外電源時不中斷連續觀測。在用機外電源時機內電池自動充電。中斷連續觀測。在用機外電源時機內電池自動充電。關機后，機內電池為關機后，機內電池為RAMRAM存儲器供電，以防止數據丟存儲器供電，以防止數據丟失。目前各種類型的接受機體積越來越小，重量越來失。目前各種類型的接受機體積越來越小，重量越來越輕，便于野外觀測使用。越輕，便于野外觀測使用。全球定位系統（GPS）簡介二、二、GPSGP

7、S全球定位系統的應用特點全球定位系統的應用特點 l l用途廣泛用途廣泛 2 2自動化程度高自動化程度高 3 3觀測速度快觀測速度快 4 4定位精度高定位精度高 5 5經費節省和效益高經費節省和效益高 三、三、GPSGPS坐標系統坐標系統 GPSGPS測量中使用協議地球坐標系稱為測量中使用協議地球坐標系稱為19841984年世界大地年世界大地坐標系坐標系(WGS-84)(WGS-84)。全球定位系統（GPS）簡介四、四、GPSGPS定位原理定位原理 GPSGPS定位原理是測量出已知位置的衛星到用戶接定位原理是測量出已知位置的衛星到用戶接收機之間的距離，然后綜合多顆衛星的數據就可收機之間的距離，然

8、后綜合多顆衛星的數據就可知道接收機的具體位置。知道接收機的具體位置。全球定位系統（GPS）簡介五、五、GPSGPS使用使用（一）（一） 開關開關GPSGPS主機主機 1 1、按電源鍵、按電源鍵1 1秒，開機秒，開機 2 2、按電源鍵、按電源鍵3 3秒，關機秒，關機 （二）（二） 控制面板按鍵控制面板按鍵 主機控制面板有按鍵兩個：主機控制面板有按鍵兩個：F F鍵（功能鍵）和電源鍵，鍵（功能鍵）和電源鍵，指示燈個，分別為電源、衛星、狀態。控制面板功指示燈個，分別為電源、衛星、狀態。控制面板功能鍵操作說明：能鍵操作說明： 1 1、雙擊、雙擊 F (F (間隔間隔0.2S, 0.2S, 小于小于1S)

9、, 1S), 進入進入“工作方工作方式式”設置，有設置，有“基站基站”、“移動站移動站”、“靜態靜態”三種三種工作模式選擇。工作模式選擇。 2 2、長按、長按F F大于大于3 3秒進入秒進入“數據鏈設置數據鏈設置”，有，有“UHF”UHF”、“GSM”GSM”、“外掛外掛”三種數據鏈模式選擇。三種數據鏈模式選擇。 3 3、按一次、按一次 F F鍵鍵, , 進入進入“UHFUHF電臺頻道電臺頻道”設置。有設置。有0 09 9、A AF F共共1616個頻道可選。個頻道可選。 全球定位系統（GPS）簡介 4 4、輕按關機按鈕，提示當前工作模式、數據鏈方式、輕按關機按鈕，提示當前工作模式、數據鏈方式

10、和電臺頻道，同時電源燈指示電池電量。和電臺頻道，同時電源燈指示電池電量。 指示燈操作說明指示燈操作說明: : 1 1、電源燈、電源燈( (紅色紅色): “): “常亮常亮”( (正常電壓正常電壓) ) 內電池內電池7.2V, 7.2V, 外電外電11V “11V “慢閃慢閃”( (欠壓欠壓) ) 內電池內電池7.2V7.2V，外，外電電11V “11V “快閃快閃”( (指示電量指示電量) )每分鐘快閃每分鐘快閃 1 14 4 下下 指指示電量示電量 2 2、衛星燈、衛星燈( (綠色綠色) )： “ “慢閃慢閃”：搜星或衛星失鎖：搜星或衛星失鎖 “常亮常亮”：衛星鎖定：衛星鎖定 3 3、狀態燈

11、（紅綠雙色燈）、狀態燈（紅綠雙色燈）: :綠燈：（信號燈）內置綠燈：（信號燈）內置UHFUHF移動站時指示電臺信號強度，外掛移動站時指示電臺信號強度，外掛UHFUHF基準站時常滅基準站時常滅 內置內置GSMGSM時指示登陸（慢閃），連接上（常亮）時指示登陸（慢閃），連接上（常亮） 靜態靜態時發生錯誤（快閃），其他狀態常滅。時發生錯誤（快閃），其他狀態常滅。 紅燈紅燈: :（數據燈）（數據燈）數據鏈收發數據指示（移動站只提示接收，基站只提示數據鏈收發數據指示（移動站只提示接收，基站只提示發射），靜態采集指示。發射），靜態采集指示。全球定位系統（GPS）簡介六、六、GPSGPS測量測量（一）、（一

12、）、GPSGPS工作模式的設置工作模式的設置（二）、（二）、 架設基準站架設基準站 對中、整平基座，連接好對中、整平基座，連接好GPSGPS各連接線。各連接線。 基準站架設點必須滿足以下要求：基準站架設點必須滿足以下要求： （1 1）、高度角在）、高度角在1515度以上開闊，無大型遮擋物度以上開闊，無大型遮擋物（2 2）、無電磁波干擾（）、無電磁波干擾（200200米內沒有微波站、雷達米內沒有微波站、雷達站、手機信號站等，站、手機信號站等，5050米內無高壓線）；（米內無高壓線）；（3 3）、位）、位置比較高，基準站到移動站之間最好無大型遮擋物，置比較高，基準站到移動站之間最好無大型遮擋物，否

13、則差分傳播距離迅速縮短。否則差分傳播距離迅速縮短。 手簿與手簿與GPSGPS主機的連接（藍牙無線連接）注意事項：主機的連接（藍牙無線連接）注意事項： 1 1、 先開先開GPSGPS主機，再進行手簿連接主機，再進行手簿連接 2 2、 手簿連接手簿連接前，要將端口設置為前，要將端口設置為“COM1” 3COM1” 3、 手簿與手簿與GPSGPS主機主機距離最好在距離最好在10m10m內內 4 4、 手簿與手簿與GPSGPS主機間無太大的主機間無太大的障礙物障礙物全球定位系統（GPS）簡介 1 1）、打開手簿電源鍵進入開機界面，選擇右上角）、打開手簿電源鍵進入開機界面，選擇右上角【startstar

14、t】開始菜單，選擇【】開始菜單，選擇【HD-powerHD-power】進入測量】進入測量界面。界面。 2 2）、手薄與主機連接。打開）、手薄與主機連接。打開GPSGPS主機電源，設置好主機電源，設置好GPSGPS主機工作模式，在手簿上選擇【設置】主機工作模式，在手簿上選擇【設置】【連【連接】（如果連接不上選擇【設置】接】（如果連接不上選擇【設置】【選項】【選項】【串口設置】，將端口改為【串口設置】，將端口改為com1com1，在連接）。當，在連接）。當手簿與手簿與GPSGPS主機連接正常時，將彈出一主機連接正常時，將彈出一“已經與接已經與接收機建立連接！收機建立連接！”的提示。的提示。 3

15、3）設置項目文件。選擇【文件】）設置項目文件。選擇【文件】【新建項目】【新建項目】在彈出新在彈出新“建工程屬性建工程屬性”界面中依次完成界面中依次完成“【1 1】項目名稱項目名稱”、“【2 2】坐標系統】坐標系統”、“【3 3】投影】投影參數參數”（只要輸入中央子午線經度即可，如果不（只要輸入中央子午線經度即可，如果不知道可以通過【查看】知道可以通過【查看】【導航信息】）這三項【導航信息】）這三項后，選擇【創建】完成項目屬性設置。后，選擇【創建】完成項目屬性設置。 全球定位系統（GPS）簡介 4 4）、設置基準站坐標。選擇【設置】）、設置基準站坐標。選擇【設置】【基準站【基準站坐標】，選擇【添

16、加坐標】，選擇【添加A A】輸入點名，格式為】輸入點名，格式為“GPSBLH”GPSBLH”，輸入，輸入“天線高天線高”，選擇【當前，選擇【當前C C】自】自動采集五次取平均值作為單點定位的基準站坐標，動采集五次取平均值作為單點定位的基準站坐標，在彈出在彈出“當前點已修改，是否保存當前點已修改，是否保存”時選擇時選擇【是】，在彈出【是】，在彈出“已經設置了基準站已經設置了基準站”后選擇后選擇【OKOK】，電臺收發燈和基站主機信號燈開始閃爍】，電臺收發燈和基站主機信號燈開始閃爍且手簿左下角解類型為且手簿左下角解類型為“固定坐標固定坐標”沒有任何提沒有任何提示就說明基準站設置好了。示就說明基準站設

17、置好了。 5 5）、斷開手簿與主機的連接。選擇【設置】）、斷開手簿與主機的連接。選擇【設置】【斷【斷開】。開】。 全球定位系統（GPS）簡介 （三）、手簿程序的操作流程（三）、手簿程序的操作流程( (轉換參數配合高程擬轉換參數配合高程擬合法合法) ) 不管基站架設在未知點上還是已知點上，坐標系統也不管基站架設在未知點上還是已知點上，坐標系統也不管是國家坐標還是地方施工坐標，此方法都適用。不管是國家坐標還是地方施工坐標，此方法都適用。若只需平面坐標，則無需作高程擬合。若只需平面坐標，則無需作高程擬合。 碎部點采集碎部點采集 1 1、 設置好移動站。打開移動站主機電源，設置好模式設置好移動站。打開

18、移動站主機電源，設置好模式后，手簿和移動站連接好。連接方法和基站相同。在后，手簿和移動站連接好。連接方法和基站相同。在手簿左下角坐標顯示區的坐標解類型必須為固定解手簿左下角坐標顯示區的坐標解類型必須為固定解（窄帶），右下角的數據鏈最好為（窄帶），右下角的數據鏈最好為1 1，而且一直穩定，而且一直穩定保持不變，說明移動臺工作及工作環境都很好。保持不變，說明移動臺工作及工作環境都很好。2 2、 碎部點測量。在需要采集坐標的地方整平對中桿，碎部點測量。在需要采集坐標的地方整平對中桿，用觸筆選擇手簿左下角坐標顯示區（解類型必須為固用觸筆選擇手簿左下角坐標顯示區（解類型必須為固定解（窄帶）或者按手簿的【

19、定解（窄帶）或者按手簿的【SPSP】鍵會采集當前點】鍵會采集當前點坐標，在坐標，在“設置記錄點屬性設置記錄點屬性”對話框內輸入點名、對話框內輸入點名、全球定位系統（GPS）簡介 天線高后按回車鍵即可保存當前坐標。有時需要采集天線高后按回車鍵即可保存當前坐標。有時需要采集多次時可以打開【設置】多次時可以打開【設置】【平滑采集】。在【平滑采集】。在“啟用啟用”前打前打“”，然后在輸入需要采集的次數即可。，然后在輸入需要采集的次數即可。 求轉換參數和高程擬合求轉換參數和高程擬合 1 1、添加控制點：選擇【查看】、添加控制點：選擇【查看】【坐標庫】【坐標庫】【控制【控制點坐標庫】，進入控制點庫，進行控

20、制點標的添加、點坐標庫】，進入控制點庫，進行控制點標的添加、刪除、編輯和查找。此步是為以后求轉換參數作準備。刪除、編輯和查找。此步是為以后求轉換參數作準備。選擇【添加】按鈕：添加一個控制點，彈出【編輯控選擇【添加】按鈕：添加一個控制點，彈出【編輯控制點】對話框，輸入控制點點名，選擇點類型和查看制點】對話框，輸入控制點點名，選擇點類型和查看格式（格式為當地格式（格式為當地XYHXYH），輸入坐標。求轉換參數必），輸入坐標。求轉換參數必須均勻分布在測區范圍的兩個或兩個以上的已知點。須均勻分布在測區范圍的兩個或兩個以上的已知點。控制點越多，所求得的轉換參數可運用的范圍越大。控制點越多，所求得的轉換參

21、數可運用的范圍越大。 注意：控制點即為已知點，而已知點不管為何種坐標注意：控制點即為已知點，而已知點不管為何種坐標系統，在添加控制點的對話框中系統，在添加控制點的對話框中“類型類型”和和“查看格查看格式式”都選擇都選擇“當地當地XYH”XYH”。 全球定位系統（GPS）簡介 2 2、 采集控制點坐標。在控制點上把儀器對中，用觸采集控制點坐標。在控制點上把儀器對中，用觸筆選擇手簿左下角坐標顯示區（解類型必須為固定解筆選擇手簿左下角坐標顯示區（解類型必須為固定解（窄帶）或者按手簿的【（窄帶）或者按手簿的【SPSP】鍵會采集當前點坐標，】鍵會采集當前點坐標，在在“設置記錄點屬性設置記錄點屬性”對話框

22、內輸入點名、天線高后對話框內輸入點名、天線高后按回車鍵即可保存當前坐標。當需要參與求解參數的按回車鍵即可保存當前坐標。當需要參與求解參數的控制點有多個時每個都要采集。控制點有多個時每個都要采集。3 3、 坐標關聯（使添加在控制點坐標庫的已知坐標和采坐標關聯（使添加在控制點坐標庫的已知坐標和采集的控制點坐標一一對應）。選擇選擇【查看】集的控制點坐標一一對應）。選擇選擇【查看】【7 7、坐標庫】、坐標庫】【3 3、記錄點坐標庫】選擇一個已保、記錄點坐標庫】選擇一個已保存的控制點，點擊【編輯存的控制點，點擊【編輯3 3】在】在“編輯記錄點編輯記錄點”對話對話框內在框內在“控制點控制點”前的框內打前的框內打“”，開啟控制點開，開啟控制點開關然后點擊在控制點和詳細的中間的小三角符號處，關然后點擊在控制點和詳細的中間的小三角符號處，選擇