第五章控制測量與定位測量

本章主要講述控制測量問題。內容涉及控制測量概述、導線測量、導線測量的內業工作、經緯儀前方交會法、全站儀與GPS測量等。第五章控制測量與定位測量

[重點]坐標正反算計算方法，閉合、附合導線的內業計算過程。

了解等級控制網的建立過程和意義；了解小地區控制網的建立方法；導線的幾種布設形式及技術要求和外業作業方法；熟悉坐標正反算的概念；基本掌握閉合、附合導線的內業計算過程；了解前方交會點的布設方法及其坐標計算方法；了解全站儀與GPS測量方面的一些基本知識。通過本章教學，要求學生熟悉控制測量概述、導線測量、導線測量的內業工作、經緯儀前方交會法、全站儀與GPS測量等；掌握坐標正反算計算方法，閉合、附合導線的內業計算過程。第五章控制測量與定位測量§5-1控制測量概述§5-2定位測量基本方法§5-3全站儀測量§

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GPS定位測量1.定義

控制測量就是在較大范圍內，以較高的精度測定地面上一些點的平面位置和高程。這些點稱為控制點。2.目的與作用

①建立測區統一的平面和高程基準

②控制誤差的積累

③作為進行各種細部測量的基準，保證測繪和測設必要的精度。3.分類

平面控制測量、高程控制測量5.1.1控制測量的概念5.1.2平面控制測量

——測定控制點的平面位置(X，Y)。

等級關系：分一等、二等、三等、四等，前一等作為以后各等的控制基準，逐級控制(由整體到局部，由高級到低級)。小地區內布置一級、二級、三級和圖根控制。平面控制測量分類:三角測量、導線測量、GPS測量。按方法分：按控制范圍和用途分：國家大地控制網：測圖、工程建設、科研。城市控制網：城市測圖、市政建設。工程控制網：為工程服務。技術要求：見表5-1、表5-2表5-1三角測量技術要求表5-2導線測量技術要求等級平均邊長(Km)測角中誤差(″)起始邊邊長相對中誤差最弱邊邊長相對中誤差測回數三角形最大閉合差(″)J1J2J6三等首級4.51.8≤1/150000≤1/7000069--7加密≤1/120000四等首級22.5≤1/100000≤1/4000046--9加密≤1/70000一級小三角15≤1/40000≤1/20000--2415二級小三角0.510≤1/20000≤1/10000--1230等級導線長度(Km)平均邊長(Km)測角中誤差(″)測距中誤差(mm)測距相對中誤差測回數方位角閉合差(″)相對閉合差(″)J2J6四等91.52.518≤1/800006--5」n≤1/35000一級40.5515≤1/300002410」n≤1/15000二級2.40.25815≤1/140001316」n≤1/10000三級1.20.11215≤1/70001224」n≤1/5000表5-3GPS測量技術要求（CJJ73--97）

GPS的出現給控制測量帶來突破。只要將GPS接收機安置于控制點上，接收衛星信號，經隨機處理軟件和平差軟件，即可解算地面控制點的三維坐標（x、y、H）。隨著GPS定位技術的成熟和接收機價格的下降，GPS在各級控制測量中所占比重越來越大。等級平均距離km固定誤差a(mm)比例誤差b(ppm)最弱邊相對中誤m(mm)三5≤10≤51/80000四2≤10≤101/45000一級1≤10≤101/20000二級<1≤15≤201/10000項目等級觀測方法二等三等四等一級二級衛星高度角（o）靜態≥15≥15≥15≥15≥15有效觀測衛星數靜態≥4≥4≥4≥4≥4平均重復設站數靜態≥2≥2≥1.6≥1.6≥1.6時段長度（min）靜態≥90≥60≥45≥45≥45數據采樣間隔(s)靜態10~6010~6010~6010~6010~60GPS測量各等級的作業的基本技術要求

GPS控制網的主要技術指標5.1.3高程控制測量——測定控制點的高程H。

：水準測量另外方法：三角高程測量、全站儀高程測量。

：分一等、二等、三等、四等，前一等作為以后各等的控制基準，逐級控制(由整體到局部，由高級到低級)。地形測量時，布設圖根水準(也稱等外水準)。：見表5-4

技術要求主要方法等級關系表5-4水準測量技術要求等級每千米高差全中誤差(mm)路線長度(Km)水準儀的型號水準尺觀測次數往返測較差、附合或環線閉合差與已知點聯測與已知點聯測平地(mm)山地(mm)二等2--DS1因瓦往返各一次往返各一次4」L--三等6≤50DS1因瓦往返各一次往返各一次12」L4」nDS3雙面四等10≤16DS3雙面往返各一次往一次20」L6」n五等15--DS3單面往返各一次往一次30」L--

第五章控制測量與定位測量§5-1控制測量概述§5-2定位測量基本方法§5-3全站儀測量§

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GPS定位測量已知方位已知點連接角轉折角導線邊5.2.1導線測量

將相鄰的控制點連成互相連接的折線（導線），通過測量轉折角和邊長，由已知點坐標計算未知點的坐標。定位測量：用測量技術方法確定點的三維坐標。特點：布設靈活，數據處理簡單。在圖根測量和工程控制網中應用普遍。5.2.1.1導線的布置形式

閉合導線:

附合導線：45AB23（1）ABDC（1）234（5）（1）234（5）

如圖，從高級控制點B(1)和已知方向A1出發，經導線點2、3、4、5再回到B(1)點形成一閉合多邊形。適用于較開闊地區布設。

由一已知點開始，經若干控制點的連續折線到達另一已知點上。（布設在兩個高級控制點間的導線稱附合導線）由已知點開始，經若干控制點的連續折線又回到原來點。

如圖，從一高級控制點B和已知方向AB出發，經過導線點1、2、3、4再附合到另一高級控制點C和已知方向CD上，形成附合導線。適用于帶狀地區布設。有嚴密的幾何條件，能檢核觀測成果。

支導線：AB（1）234（5）（1）234（5）

由已知點開始，經若干控制點的連續折線沒有回到原已知點或另一已知點上。（從一個已知點和一個已知方向出發，支出1-2個點的導線，稱支導線）支導線為一開放式導線，只具有必要的起始數據，缺乏嚴密的幾何條件作檢核，因此只適于作圖根控制測量和一般的定點定位，而且只能支2個點。區別：水準路線考慮的是高程條件；導線考慮的是縱橫坐標條件。5.2.1.2導線測量的外業工作

水平角：觀測導線各連接角、轉折角。

連接角：導線定向角，主要取得方位角的起算數據。

轉折角：附合導線測左、右角，閉合導線測內角。距離：（光電測距、鋼尺量距）測量各導線邊的距離，要求往返測取平均值。每一步都檢查是否超限

選點觀測

外業資料整理導線測量的外業工作主要包括：選點、測距、測角等三項工作。（通視好、能保存、分布均）在現場選定控制點位置，設立標志。實地選點注意事項：導線點應選在視野廣闊，便于控制點使用的地方。相鄰點必須通視。點均勻分布，相鄰邊長度相差不宜過大。點應選在不易被行人車馬觸動，土質堅實便于安置儀器的地方。1、選點2、觀測①

邊長測量②水平角測量(連接角及轉折角）鋼尺量距：往返丈量相對中誤差<1/2000或1/1000光電測距：視距法

：往返相對誤差<1/300

一般規定觀測左角。閉合導線中，導線點按逆時針編號，左角即是內角。EDCBA121°28′00″90°07′30″84°10′30″108°27′00″135°48′00″96°51′36″(方位角）231.32201.58200.44241.00263.41

1.計算公式

(1)坐標正算公式（x1、y1、D12、α12—x2、y2）5.2.1.3導線測量的內業計算

由兩點的邊長和坐標方位角計算兩點的坐標差（坐標增量），進而由已知點坐標計算未知點的坐標。知1、2點坐標知D12、α12（2）坐標反算公式（x1、y1、x2、y2—

D12、α12）由兩點坐標求直線的坐標方位角和邊長。由△x12、△y12的正負號判斷所在象限，再換成方位角。計算前的準備工作：（1）、全面檢核外業原始觀測數據記錄、計算是否齊全、正確、限差是否合格。（2）、抄錄已知數據（已知高級點坐標，方位角等）。（3）、繪導線略圖（注明點、角度、邊長）。（4）、準備應用的計算表格。2.閉合導線計算內業計算任務：利用已知數據和外業觀測成果,計算導線點的平面直角坐標（X，Y）。評價觀測質量是否合格內業計算內容：①角度閉合差計算和調整

②導線邊方位角計算

③坐標增量計算及坐標增量閉合差調整

④坐標計算（1）、計算目的

利用已知數據和外業觀測成果,計算導線點的平面直角坐標（X，Y）。閉合導線點的坐標計算AB25431（2）、計算思路X2=X1+△X12=X1+D12×COSα12Y2=Y1+△Y12=Y1+D12×SINα12Xi+1Yi+1βiαi,i+1△Xi,i+1=Di,i+1×COSαi,i+1△Yi,i+1=Di,i+1×SINαi,i+1應滿足內角和條件：∑βi-(n-2)180°≠0

＝ff滿足限差后βi要改正應滿足縱橫坐標條件：∑△X≠0＝fx∑△Y≠0＝fy計算f、K，K滿足限差后△X、△Y要改正閉合導線點的坐標計算AB25431β1β2β5β3β4角度調整：Vi=-fβ/n

即：閉合差反號平均分配至每個觀測，再計算改正后角值第一步：

角度閉合差計算和調整

（3）、計算步驟和方法（四步）若f＞

f允，不合格，檢查后，重測。

f＜

f允，合格可進行角度調整檢核：

∑（i+Vi)=(n-2)×180°閉合導線點的坐標計算f

=∑測-∑理=∑測-(n-2)×180°f允=±16″第二步：導線邊方位角計算

檢核：

12=

51±180°

+

1左AB25431閉合導線點的坐標計算I,i+1=

i-1,i±180°

+

i左i,i+1=

i-1,i±180°

－

i右由起算方位角、調整后內角、連接角逐邊推算，最后再回到起算邊。檢查是否一致。

坐標增量計算

坐標增量閉合差計算閉合導線點的坐標計算第三步：坐標增量計算及坐標增量閉合差調整

若K

＞

K允，檢查后，重測邊長。

K

＜

K允，合格可進行調整

導線全長絕對閉合差：導線全長相對閉合差：檢核：

fx=－∑v△xi

fy=－∑v△YiK=f/∑D△xi=Di×cos

△Yi=Di×sin

fx=∑△Xi

fy=∑△Yi改正數計算：第四步：坐標計算：檢核：

Y1=Y5+△Y51

(與起始原點坐標相等)AB25431Xi+1=Xi+△Xii+1

Yi+1=Yi+△Yii+1閉合導線點的坐標計算EDCBA121°28′00″90°07′30″84°10′30″108°27′00″135°48′00″96°51′36″(方位角）231.32201.58200.44241.00263.41閉合導線計算略圖閉合導線點的坐標計算閉合導線計算表閉合導線點的坐標計算閉合導線計算表閉合導線點的坐標計算閉合導線計算示例（書上示例）閉合導線點的坐標計算閉合導線計算總結

（1）角度閉合差的計算與調整

角度閉合差：fβ=∑β測-（n-2）×180°

閉合差容許值：

角度改正數：改正后角值：（2）坐標方位角的計算

用改正后角值按第二章公式計算。（3）坐標增量的計算

按坐標正算公式計算各邊的坐標增量。

(4)坐標(增量)閉合差的計算與調整a.閉合差測量值與真值（已知值）之差！全長閉合差全長相對閉合差b.改正數取位至毫米，檢核！∑vx

=-fx∑vy=-fyc.改正后坐標增量檢核！∑△x’=0∑△y’=0（5）導線點坐標計算

根據起算點的已知點坐標和調整后的坐標增量，逐點計算各點坐標。計算至導線最末一點后，還應再次計算出起算點的坐標，檢核其是否一致！計算目的

利用已知數據和外業觀測成果,計算導線點的平面直角坐標（X，Y）。附合導線點的坐標計算ABDC（1）234（5）3.附合導線的計算

附合導線計算步驟與附合導線相同，只是導線形式不同，使角度閉合差和坐標增量閉合差的計算公式有所不同。只介紹不同部分的計算，其它計算過程及要求相同。（1）角度閉合差（2）坐標（增量）閉合差實際上就是終邊的測量方位角與已知方位角之差！實際上就是測量坐標增量與已知坐標增量之差；或者說是終點的測量坐標與已知坐標之差！4.支導線的坐標計算直接按照坐標正算公式計算即可！附合導線點的坐標計算附合導線計算總結DCAB1299°01′00″167°45′36″123°11′24″189°20′56″225.860172.570139.030附合導線計算略圖附合導線點的坐標計算附合導線計算附合導線點的坐標計算附合導線計算示例（書上示例）附合導線點的坐標計算

1、前方交會法已知:A(xA,yA),B(xB,yB)觀測值：兩個已知點處的水平角和。求:P點的坐標xP

,yP

計算公式如下：5.2.2交會法定位2、側方交會法已知:A(xA,yA),B(xB,yB)觀測值：一個已知點處的水平角和待定點處的水平角γ

。計算：先求第三角

=1800-(+γ)然后再按下式計算P點的坐標。3、后方交會法已知點：A，B，C觀測值：夾角和。輔助量：r=360°-(+)求：XP，YP第一步：計算A,B,C角ABCaPβr第二步：計算權系數第三步：計算待定點P的坐標

圖中，A，B點坐標已知，P為待定點，若測量了邊長a和b，則根據A，B點坐標及邊長a和b，可以計算P點的坐標，這種方法稱邊長交會法，隨著電磁波測距儀的普及，邊長交會將會成為一種常用的交會方法，測邊交會有兩邊交會，三邊交會或四邊交會，基本的圖形為兩邊交會如圖。aAPBbD4、邊長交會法同GPS,空間后方邊長交會。作業P127-3、4

兩邊交會圖形的未知點坐標計算公式為

式中：

對于三邊交會，可以通過取兩條近似正交的邊求出P點坐標，然后以第三條邊邊長C作檢核，用下式計算：

C的計算值應等于實測值。

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GPS定位測量可以進行角度測量(水平角、豎直角)和距離測量(斜距、平距、高差)；測距系統光軸與測角系統視準軸同軸；顯示測點的角度(方向值)、距離、高差或三維坐標；具有后方交會、放樣、偏心、懸高、對邊等高級測量功能；具有較大容量的內部存儲器，可以存儲測點的點號、編碼、三維坐標；

可以與計算機進行雙向數據通訊；高精度全站儀測角精度達0.5秒，測距精度達(1+1PPM)；可以實現無棱鏡測距；與計算機聯合組成的智能觀測系統（測量機器人）已面市。與GPS組合成超級全站儀（超站儀）

全站儀是集電子測角、光電測距及微處理器于一體，能夠進行水平角測量、豎直角測量、距離測量和具有計算、顯示、存貯及與計算機進行雙向數據通訊等功能的儀器。

由于這種儀器可以完成測站上所有的測量和計算工作，故被稱為“全站儀”(TotalStation、全站型電子速測儀)徠卡TCA2003NikonDTM-502TOPCONGTS-330N南方NTS662

徠卡TPS400索佳set230RPENTAXR-202索佳SET2110超站儀全站儀的構造智能型全站儀LeicaTCA2003特點：自動無人值守觀測，全天候觀測。全站儀的構造徠卡全站儀發展簡史

19821986199119941999

TC2000單軸補償彩色組合功能鍵操作（DOS方式）

T3000雙軸補償彩色組合功能鍵操作（DOS方式）

TC1610雙軸補償菜單功能鍵操作

TPS1000雙軸補償軟功能鍵操作(圖標操作)自動目標識別

TPS1100雙軸補償軟功能鍵操作(圖標操作)自動目標識別

無合作目標測距5.3.1全站儀的基本結構框圖光電測角系統光電測距系統雙軸補償系統垂直角水平角斜距ΔV.ΔH微處理器鍵盤顯示器數據存儲器程序存儲器輸入輸出接口電子經緯儀+光電測距儀+內置微處理器

發展方向：

全站儀一般都有一個六針圓孔的RS-232接口，通過專用電纜可以方便地與筆記本電腦或掌上電腦相連，在相應的繪圖軟件支持下，實現野外電子平板測圖。如清華三維的EPSW2000和EPSCE等。也可將野外采集的測量數據直接存儲在全站儀內，作業完成后用專用通訊電纜將數據傳輸至計算機里，通過繪圖軟件處理后，由繪圖儀直接出圖，實現數字地圖的成圖自動化。南方測繪儀器公司CASS系列軟件就是這類成圖軟件。全站儀內置式的存儲器和存儲卡與早期全站儀使用的功能單一的電子手簿相比，具有容量大，功能多，速度快，操作方便，安全，可靠的優點，因此漸成主流。

全站儀的使用：不同儀器使用方法稍有差別。5.3.2全站儀在工程中的應用

普通工程型全站儀除了具有同時測量距離和角度的基本功能外，還具有三維坐標測量、、施工放樣測量、后方交會測量、對邊測量、懸高測量、偏心測量等高級功能。但象后方交會測量、對邊測量、懸高測量、偏心測量等功能應用不多。⑴三維坐標測量(coordinate)—測繪

如圖，A、B為已知點，在A點上設站并輸入其坐標及儀器高和棱鏡高后，后視B點并輸入其坐標,完成定向后（選擇好模式，設置好儀器）,瞄準P點處棱鏡并觀測，儀器即可顯示待定點P的三維坐標。三維坐標測量后方交會測量⑵后方交會測量(Resection)

如圖，全站儀安置在一待定點上，觀測兩個以上已知點的角度和距離，并分別輸入各已知點的三維坐標和儀器高、棱鏡高后，全站儀即可計算出測站點的坐標。并可根據需要，設置好方位角。本功能也稱作自由設站法。(3)對邊測量(RDM(remotedistancemeasurement))

如圖，在任意位置設站，分別瞄準兩個目標點棱鏡并觀測其角度與距離，全站儀即可計算出兩目標點間的平距、斜距、高差和坡度。對邊測量懸高測量(4)懸高測量(REM(remoteelevationmeasurement))

如圖，要測量某些不能設置棱鏡的目標（如高壓線、懸崖）的高度時，可在目標的正上方或正下方安置棱鏡，并輸入棱鏡高h1。瞄準棱鏡并觀測后，再瞄準被測目標，全站儀即可顯示被測目標的高度H。(5)放樣測量S.O(setting-out)—測設

如圖，Α、Β是已知點，在A點上安置全站儀，并輸入A點坐標、儀器高和棱鏡高，后視B點，再輸入其坐標，即完成定向工作。將要測設的角度和邊長（或坐標值）輸入全站儀，固定照準部于測設的方位角上，指揮棱鏡進入望遠鏡十字絲中心并作上下、前后移動，使實測距離與測設距離相等（或差值為零），此時棱鏡所在的位置就是測設的點位。放樣測量偏心測量⑹偏心測量(OffSet)—同懸高測量。因是一個平面內，一個豎直面內。

如圖，若待定點不能安置棱鏡，則可將棱鏡安置在此待定點一側，并構成等邊三角形。瞄準偏心點的棱鏡并觀測；再瞄準待定點，全站儀即可顯示出待定點坐標。

隨著光、機、電、磁等現代科技的發展，新型全站儀集成了更多新的功能：如激光對中器，即使在黑暗的環境中也可獲得很高的對中精度；又如激光導向系統，在放樣測量中，可引導司鏡員快速進入望遠鏡視場內；有些以激光為光源的全站儀，還可在短距離內（100米左右）實現高精度的無反射棱鏡測距，在建筑、橋梁和隧道工程的施工中得到廣泛應用。至于具有強大應用軟件支持的智能型全站儀(測量機器人），更使得諸如核電站反應堆外殼形變、水利水電工程大壩形變和礦山的巖移等工程的自動化變形監測成為可能。全站儀成為現代建設工程的質量和效率之源。

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GPS定位測量GPS系統組成GPS

定位原理GPS

定位方法GPS技術的應用

GPS是美國國防部1973年開始研制，歷經20年耗資300億美元,1993年24顆工作衛星進入軌道，GPS計劃完成。

GPS由于具有較多優點（全球性、全天候、連續的三維測速、導航、定位、授時能力、自動化、高精度），GPS定位技術應用于國民經濟和科學技術的眾多領域，測量只是其中之一。5.4.1GPS系統組成

空間部分

提供星歷和時間信息發射偽距和載波信號提供其它輔助信息用戶部分

接收衛星信號記錄處理數據提供導航定位信息地面控制部分

中心控制系統實現時間同步跟蹤衛星進行定軌

系統功能?導航?定位?測速?授時

1994年GPS全面進入正式運行階段，空間衛星星座由24顆衛星組成，大致均勻分布在6個軌道面上，每個軌道面上均布有4顆衛星。其中21顆為工作衛星，3顆備用衛星。軌道面相對于地球赤道面傾角為55°，各軌道平面升交點的赤經相差60°。軌道平均高度為20200公里，衛星運行周期為11小時58分，在1998年就有27顆GPS衛星在軌道上運行。1.空間GPS衛星星座

在世界任何時候、任意地點至少可接收到4顆衛星信號，多則可達11顆衛星信號，我國一般可接收到5~6顆衛星。GPS是基于精確計時的定位系統：高精度原子鐘是GPS衛星的核心部件。每顆衛星上裝有4個原子鐘，以標準頻率為GPS定位測量提供高精度的時間標準。BlockIIRBlockII/IIABlockIIFGPS衛星GPS衛星星座GPS衛星星座GPS衛星的主要功能

1）接受和儲存地面控制站發送的信息，執行監控站的控制指令；

2）微機處理機進行必要的數據處理；

3）通過原子鐘提供精密的時間標準；

4）以（1575.42MHz）、（1227.60MHz）兩種載波向用戶發送導航和定位信息。GPS衛星信號構成GPS衛星信號測距碼數據碼(導航電文）載波P碼（Y碼）C/A碼L1載波L2載波偽隨機碼L波段L1載波L2載波

衛星由于受到地球引力、太陽、月亮及其他星體引力、太陽光壓、大氣阻力和地球潮汐力等因素的影響，衛星的運行軌道會發生攝動，地面監測系統就是了解衛星的工作狀態并及時調整衛星運行軌道等的工作。地面監測系統包括1個主控站，3個注入站和5個監測站，分布在美國本土和其國外空軍基地，其具體分布見圖5—3。

圖5—3地面監測站分布

2.地面監測部分主控站的作用：收集監測站所測得的偽距和積分多普勒觀測值、環境要素等數據；計算每顆GPS衛星的星歷（軌道參數）、時鐘改正量、狀態數據、以及信號的大氣層傳播改正，并按一定的形式編制成導航電文，傳送到主控站。控制和監視其它站的工作情況并管理調度GPS衛星。注入站的作用：將主控站傳來的導航電文，用微波作載波，分別注入到相應的GPS衛星中，通過衛星將導航電文傳遞給地面上的用戶。由于導航電文是GPS用戶所需要的一項重要信息，通過導航電文才能確定出GPS衛星在各時刻的具體位置，因此注入站的作用是很重要的。監測站的任務：為主控站編算導航電文提供原始觀測數據。每個監測站上都有GPS信號接收機對所見衛星作偽距測量和積分多普勒觀測，采集環境要素等數據，經初步處理后發往主控站。

用戶設備部分可分GPS接收機和數據處理軟件兩部分。GPS接收機主要由天線、微處理機及其終端設備、電源組成。GPS接收機主要任務是接收、跟蹤、變換和測量衛星信號，以獲取必要的定位信息和觀測量，經數據處理計算出測站的三維坐標，完成導航與定位任務。按用途可分導航型和測地型兩類。測地型GPS接收機按頻率分可分單頻機和雙頻機。3.用戶設備部分導航型：用于運動載體的導航，實時測出載體的位置、速度。分手持型、車載型、機載型、星載型。絕對定位，精度低，賤。測地型：用于大地測量、工程測量等。相對定位，精度高，貴。分為

單頻機：接收L1載波，不能消除電離層延遲影響，短基線定位。

雙頻機：接收L2載波，能消除電離層延遲影響，長基線定位。

用戶設備作用：接收GPS衛星發射的信號，獲得必要的導航和定位信息及觀測量，經數據處理后獲得觀測時刻接收機天線相位中心的位置坐標。

用戶設備部分：包括GPS接收機、天線、數據處理軟件包、硬件。GPS接收機有多種類型，對于大地測量而言應用的有單頻接收機或雙頻接收機，后者可作精密測量，定位精度高。信號接收機

基本結構主體（天線、信號接收機）控制顯示裝置記錄裝置附件（電池等）十多個國家，60多家公司生產，300多種型號的接收機。5.4.2GPS定位原理距離觀測值—①偽距觀測值②載波相位觀測值

空間后方距離交會

通過測量衛星發射的信號至接收機的傳播時間，得到衛星與接收機之間的距離，然后根據多個（4個）這樣的距離來解算接收機天線所在的位置坐標。1.GPS偽距測量由于測定時間時存在衛星鐘誤差、接收機鐘誤差及衛星信號在電離層和對流層中傳播的延遲誤差，接收機測定的ρ是有誤差的，所以通常稱求得的距離為“偽距”,用表示。因此,測站至衛星的幾何距離為：偽距測量的優缺點

優點：是數據處理簡單，對定位條件的要求低，不存在整周模糊度的問題，可以非常容易地實現實時定位；

缺點：觀測值精度低，C/A碼（粗測碼）偽距觀測值的精度一般為3米，而P碼（精測碼）偽距觀測值的精度一般也在30個厘米左右，從而導致定位成果精度低，另外，若采用精度較高的P碼偽距觀測值，還存在AS政策（限制絕對定位）的問題。

2.載波相位測量

載波相位測量是高精度觀測數據的方法。載波相位定位所采用的觀測值為GPS的載波相位觀測值，即L1、L2或它們的某種線性組合。通過測定衛星載波信號在衛星處某時刻的相位與該信號到達待定點天線時刻的相位間的相位差：（5－4－4）式中：N——信號的整周數；——不足整周數的相位差。衛星與待測點天線間的距離則為：

(5－4－5）式中：——波長。

相位測量只能測定不足一個整周數的相位差，無法直接測定整周數，因此這種載波相位測量的解算比較復雜。載波相位測量是利用衛星載波波長為單位進行量度的，衛星載波波長=19.03cm，波長=24.42cm，如果測相（比相）的精度達到百分之一周期，則測量的分辨率分別可達0.19cm，和0.24cm，測距中誤差分別為（3mm~5mm）和（3mm~7mm），從而保證了測量定位精度。

優點：觀測值的精度高，一般優于2個毫米。

缺點：數據處理過程復雜，存在整周模糊度的問題。

現有GPS接收機多采用載波相位測量載波相位測量的優缺點5.4.3GPS定位方法定位方式依觀測值分:偽距載波相位依待定點狀態分:靜態定位動態定位依定位模式分:絕對定位(單點定位）相對定位（差分定位）依定位結果時間分:實時定位非實時定位--依載波頻道數分:單頻雙頻絕對定位實時偽距差分(RTD)實時載波相位差分(RTK)載波相位平滑偽距差分事后差分網絡RTK廣域網差分(SBAS差分)靜態定位快速靜態定位動態定位靜態定位（經典、精密）動態定位（經典、精密）定位模式相對定位差分定位1.靜態定位

所謂靜態定位，就是在進行GPS定位時，認為接收機的天線在整個觀測過程中的位置是保持不變的。也就是說，在數據處理時，將接收機天線的位置作為一個不隨時間的改變而改變的量。在測量中，靜態定位一般用于高精度的測量定位，其具體觀測模式多臺接收機在不同的測站上進行靜止同步觀測，時間由幾分鐘、幾小時甚至數十小時不等。靜態定位是待定點相對于周圍固定點無相對運動的GPS定位方法，通過大量的重復觀測，高精度測定GPS信號傳播時間，根據已知GPS衛星瞬間位置，準確確定接收機的三維坐標。靜態定位多余觀測量大、可靠性強、定位精度高，是測量工程中精密定位的基本方法。2.動態定位

所謂動態定位，就是在進行GPS定位時，認為接收機的天線在整個觀測過程中的位置是變化的。也就是說，在數據處理時，將接收機天線的位置作為一個隨時間的改變而改變的量。動態定位是待定點相對于周圍固定點顯著運動（相對于地球運動）的GPS定位方法，以車輛、艦船、飛機和航天器為載體，實時測定GPS信號接收機的瞬間位置，定位精度低。它發展速度最快，應用較廣，尤其是實時動態（RTK）測量系統，是GPS測量技術與數據傳輸技術相結合的一種新的定位方法。

基本做法是在基準站上安置一臺GPS接收機，對所有可見GPS衛星進行連續觀測，并將觀測數據通過無線電傳輸設備，實時發送給動態用戶觀測站，從而可實時高精度地解算用戶站的三維坐標。從動態定位的精度來看，可分20m左右的低精度，5m左右的中等精度，0.5m左右的高精度定位。在測得運動載體的實時位置的同時，測得運動載體的速度、時間和方位等狀態參數，進而引導運動載體駛向預定的后續位置，稱之為導航。導航是一種廣義的動態定位。

精度

10-30m

單機定位用于導航，其定位精度大約在10到30m左右，觀測值可為偽距或相位差。3.GPS單點定位（絕對定位）受AS政策的影響，定位精度低。