位理論及其應(yīng)用研究 摘要：目前， 隨著科技的發(fā)展，硬軟件的發(fā)展，它的應(yīng)用領(lǐng)域還在不斷擴展。集計算機網(wǎng)絡(luò)管理技術(shù)、 線通訊技術(shù)和 大的擴展了它的應(yīng)用范圍。網(wǎng)絡(luò) 成為學者研究的一個熱點。本文對 測量原理，系統(tǒng)組成，誤差來源及削弱方法，網(wǎng)絡(luò) 術(shù)的工作原理和系統(tǒng)組成進行了介紹。并對網(wǎng)絡(luò) 關(guān)鍵 字： 絡(luò) 擬參考站、連續(xù)運行衛(wèi)星定位服務(wù)系統(tǒng) TK is in of as of is of PS TK is of TK of TK RS of TK 錄 位理論及其應(yīng)用研究 2 第 1 章緒論 5 6 第 2 章 位理論 8 10 13 15 15 17 19 第 3 章網(wǎng)絡(luò) 其技術(shù)發(fā)展 述 20 絡(luò) 21 續(xù)運行衛(wèi)星定位服務(wù)系統(tǒng) ( 22 擬參考站 25 離層延遲建模技術(shù) 28 流層延遲建模技術(shù) 29 30 31 軟硬件開發(fā) 33 第 4 章 用 35 35 設(shè)及應(yīng)用情況 36 41 結(jié)論 42 致謝 42 位理論及其應(yīng)用研究 3 參考文獻 43 一章 緒論 位理論及其應(yīng)用研究 4 星定位技術(shù)的發(fā)展 球定位系統(tǒng)的建立 1973 年 12 月，美國國防部批準 他的海陸空三軍聯(lián)合研制新的衛(wèi)星導航系統(tǒng)：是英文“ 縮寫詞。其意為“衛(wèi)星測時測距導航 /全球定位系統(tǒng)”，簡稱 統(tǒng)。該系統(tǒng)是以衛(wèi)星為基礎(chǔ)的無線電導航定位系統(tǒng)，具有全能性、全球性、全天侯、連續(xù)性和實時性的導航、定位和定時的功能。能為各類用戶提供精密的三維坐標、速度和時間。 統(tǒng)組成 G 間部分 面控制部分 地面監(jiān)控系統(tǒng)，用戶設(shè)備部分 （ 1） 21顆工作衛(wèi)星和 3 顆在軌備用衛(wèi)星組成 星星座，記作（ 21+3） 24 顆衛(wèi)星均勻分布在 6個軌道平面內(nèi)，衛(wèi)星高度為 20200道傾角為 55度，衛(wèi)星運行周期為 11小時 58分（恒星時 12小時），載波頻率為 星通過天頂時，衛(wèi)星可見時間為 5小時，在地球表面上任何地點任何時刻，在高度角 15度以上，平均可同時觀測到 6顆衛(wèi)星，最多可達 9顆衛(wèi)星。 送用于導 航定位的信號；其他特殊用途，如通訊、監(jiān)測核暴等。 （ 2）地面監(jiān)控系統(tǒng)：包括一個主控站、三個注入站和五個監(jiān)測站。作用：監(jiān)測和控制衛(wèi)星運行，編算衛(wèi)星星歷（導航電文），保持系統(tǒng)時間。 主控站設(shè)在美國本土科羅拉多。主控站的任務(wù)是收集各監(jiān)測站的數(shù)據(jù)，編制導航電文，監(jiān)控衛(wèi)星狀態(tài)； 三個注入站分別設(shè)在大西洋的阿森松島、印度洋的迪戈加西亞島和太平洋的卡瓦加蘭。任務(wù)是將主控站發(fā)來的導航電文注入到相應(yīng)衛(wèi)星的存儲器。 五個監(jiān)測站除了位于主控站和三個注入站之處的四個站以外，還在夏威夷設(shè)立了一個監(jiān)測站。監(jiān)測站的任務(wù)是 為主控站提供衛(wèi)星的觀測數(shù)據(jù)。 （ 3） 號接收機：任務(wù)是能夠捕獲到一定衛(wèi)星高度截止角所選擇的待測衛(wèi)星的信號，并跟蹤這些衛(wèi)星的運行，對所接收到的 號進行變換、放大和處理，以便測量出 號從衛(wèi)星到接受機天線的傳播時間，解譯出 星所發(fā)送的導航電文，實位理論及其應(yīng)用研究 5 時地計算出測站的三維位置，甚至三維速度和時間。 特點 （ 1）定位精度高； （ 2）觀測時間短； （ 3）測站間無需通視； （ 4）可提供三維坐標； （ 5）操作簡便； （ 6）全天候工作； （ 7）功能多，應(yīng)用廣。 用 以進行海陸空的導航，導彈的制導，大地測量和工程測量的精密定位，時間的傳遞和速度的測量等。對于測繪領(lǐng)域， 定全球性的地球動態(tài)參數(shù)；用于建立陸地海洋大地測量基準，進行高精度的海島陸地聯(lián)測以及海洋測繪；用于監(jiān)測地球板塊運動狀態(tài)和地殼形變；用于工程測量，成為建立城市與工程控制網(wǎng)的主要手段；用于測定航空航天攝影瞬間的相機位置，實現(xiàn)僅有少量地面控制或無地面控制的航測快速成圖，導致地理信息系統(tǒng)、全球環(huán)境遙感監(jiān)測的技術(shù)革命。 術(shù)的興起 隨著通信技術(shù)和信號處理技術(shù)的快速發(fā)展，更精確、更有效的定位方式層出不窮，實時動態(tài)測量技術(shù) (稱 是其中比較有代表性的技術(shù)之一。 實時動態(tài)測量的基本思想是在基準站上安置一臺 收機，對所有可見 星進行連續(xù)地觀測，并將其觀測數(shù)據(jù)，通過無線電傳輸設(shè)備，實時地發(fā)送給用戶觀測站。在用戶站上， 過無線電接收設(shè)備，接收基準站傳輸?shù)挠^測數(shù)據(jù)，然后根據(jù)相對定位的原理，實時的計算并顯示用戶站的三維坐標及其精度。 位理論及其應(yīng)用研究 6 0世紀 90年代初，經(jīng)過十幾年的發(fā)展，它的技術(shù)已趨于成熟，并以其實時、高效的特點廣泛應(yīng)用于控制測量、地形測圖、工程測量等實際生產(chǎn)中，并且受到測繪人士的熱烈歡迎。目前，我國國內(nèi)很多單位都配置了 錯誤 !未找到引用源。 快速準確地求解整周模糊度技術(shù)。目前，on 能在 1分鐘內(nèi)實現(xiàn)整周模糊度的快速求解。較好的解決 錯誤 !未找到引用源。 數(shù)據(jù)鏈問題。一般通過民用無線電臺來實現(xiàn)。 錯誤 !未找到引用源。 坐標參數(shù)的轉(zhuǎn)化問題。 術(shù)是建立在流動站和基準站誤差強相關(guān)的假設(shè)基礎(chǔ)上，當流動站和基準站距離較近時，假設(shè)可較好成立，但當它們距離逐漸變遠時，誤差相關(guān)性便越來越差，各項誤差迅速增加，從而導致難以確定整周模糊度，無法獲得固定解。 在這種情況下為了獲得高精度的定位結(jié)果就必須采取一些特殊的方法和措施 ,于是網(wǎng)絡(luò) 術(shù)便應(yīng)運而生了 。 網(wǎng)絡(luò) 稱多基站 是指在一定區(qū)域內(nèi)建立多個（最少三個）基準站，對該地區(qū)構(gòu)成網(wǎng)狀覆蓋，并以這些基準站中的一個或多個為基準，計算和發(fā)播改正信息，對該地區(qū)內(nèi) 的衛(wèi)星定位用戶進行實時誤差改正的定位技術(shù)。它可以克服常規(guī) 現(xiàn)差分作用廣、定位精度高的優(yōu)點。且可靠性、可用性比常規(guī) 了很大提高。 20世紀 90年代以來，國際上逐漸開始了對網(wǎng)絡(luò) 前網(wǎng)絡(luò) 密定位研究的一個熱點。經(jīng)過多年的研究，已出現(xiàn)了較成熟的理論，其中最具代表性的是： 術(shù)。 目前，日本、新加坡、德國和香港等國家和地區(qū)都已建立了自己的 網(wǎng)絡(luò) 我國國內(nèi)，幾個城市也都開始建立自己的網(wǎng)絡(luò) 圳市于 2001年建成了我國第一個基于網(wǎng)絡(luò) 本文分四章。第一章主要介紹了 及 第二章主要介紹了常規(guī) 差影響、以及常規(guī) 是本文的基礎(chǔ)。 第三章介紹了網(wǎng)絡(luò) 其代表算法 續(xù)運行衛(wèi)星定位服務(wù)系統(tǒng)。這是本文的重點。 位理論及其應(yīng)用研究 7 第四章介紹了基于常規(guī) 第二章 位理論 位原理 實時動態(tài)測量技術(shù)（ 稱 是以載波相位觀測量為根據(jù)的實時差分 是 常規(guī) 量是根據(jù) 相對定位理論，將一臺接收機設(shè)在基準站，另一臺或幾臺接收機放在流動站上，同步采集相同衛(wèi)星的信號?；鶞收驹诮邮?號并進行載波相位測量的同時，通過數(shù)據(jù)鏈將觀測值、衛(wèi)星跟蹤狀態(tài)和測站坐標信息按照 動站通過數(shù)據(jù)鏈接收來自基準站的數(shù)據(jù)，并對數(shù)據(jù)解調(diào)后，利用 制器 內(nèi)置的隨機實時數(shù)據(jù)處理軟件，與本機采集的 測數(shù)據(jù)組成差分觀測值，進行實時處理，給出待測點的坐標、高程及實測精度。為消除衛(wèi)星鐘和接收機鐘的鐘差，削弱衛(wèi)星星歷誤差、電離層延遲誤差和對流層延遲誤差的影響，在常規(guī) 通常都采用雙差觀測值。 謂修正法，即將基準站的載波相位修正值發(fā)送給用戶，改正用戶接收到的載波相位，再解求坐標。所謂差分法，即是將基準站采集的載波相位發(fā)送給用戶，進行求差解算坐標?？梢?，修正法屬準 分法為真正 據(jù)處理和數(shù)據(jù)傳輸技術(shù)。主要有三個方面 ,一是求解起始的整周模糊度 (初始化 )；二是基準站與流動站間的數(shù)據(jù)傳輸；三是合適的坐標轉(zhuǎn)換參數(shù)。 整周模糊度的確定： 目前應(yīng)用最多的為 法 ,它是在流動站近似坐標和協(xié)方差的基礎(chǔ)上確定整周模糊度的搜索空間 ,在此空間內(nèi)計算所有的可能模糊度解 ,然后通過比較最小方差選擇最大優(yōu)解和次優(yōu)解 ,最后確定整周模糊度。它能在 1 秒內(nèi)確定模糊度 ,對于失鎖后再次鎖定將更快。 數(shù)據(jù)的傳輸及坐標轉(zhuǎn)換參數(shù)在后面詳細介紹。 準站、流動站、數(shù)據(jù)鏈。 基準站：接收機設(shè)在具有已知坐標的參 考點位上，連續(xù)接收所有可視 位理論及其應(yīng)用研究 8 由于 104 衛(wèi)星發(fā)出的信號到接收機接收，中間經(jīng)過電離層、對流層以及多方面的干擾，信號十分微弱。同時， 數(shù)據(jù)鏈采用超高頻（ 磁波，它的傳輸距離與接收機天線的高度、地球曲率的半徑及大氣折射等因素有關(guān)。故要提高 準站必須遠離各種強電磁干擾源（如高壓線、電視臺等）；同時為減少多路徑效應(yīng)的影響，基準站周圍應(yīng)無明顯的大面積的信號反射物（如大面 積水域、大型建筑物等）；另外，基準站電臺天線之間無大的遮擋物（如高層建筑物、高山等），且天線盡量設(shè)置高些，以提高數(shù)傳電臺的傳輸距離。 流動站：要先初始化，即確定整周未知數(shù)，完成整周未知數(shù)的搜索求解后，進入動態(tài)作業(yè)?？梢韵仍谝阎c上初始化后，再進入動態(tài)作業(yè)；也可在動態(tài)條件下直接初始化。在正常條件下 ,地面兩點間距離較短時 ,系統(tǒng)能夠模擬電離層和對流層的影響 ,其殘余影響也可通過對觀測值的差分處理予以消除或減弱。但電離層的電子含量會隨時空發(fā)生劇烈變化 ,衛(wèi)星信號到達基準站和移動站將有不同的影響 ,且基線越長 ,影響越大 ,當 電離層劇烈活動時 ,將導致周跳或失鎖 ,即使是短基線也需要大大延長觀測時間才能固定整周模糊值 ,嚴重時 (如太陽黑子爆發(fā)時 ) 甚至根本不能固定整周模糊值。實踐證明 ,確定整周模糊值的時間和可靠性取決于 4 個因素 ,即接收機類型 (單頻或雙頻 )、所觀測衛(wèi)星的個數(shù)、移動站至基準站的距離及 件質(zhì)量。一般地 ,雙頻 而且同距離的關(guān)系不大；解算時采用的星數(shù)越多 ,精確性和可靠性越好；移動站至基準站的距離越近 ,其初始化的時間也越短。 數(shù)據(jù)鏈：能否實時接收基準站的差分信號，是 否成功 的決定因素，也是制約程的關(guān)鍵因素。測繪領(lǐng)域，目前都采用 臺播發(fā)的差分數(shù)據(jù)，其頻率大約為450長約 60右。其最大的傳輸距離是由接收機天線的高度、地球的曲率半徑及大氣折射等因素決定的。因此，在沙漠、戈壁、平原、海域等地區(qū) 位的效果較好；而在城區(qū)、山地、森林等地進行 量時，其成果質(zhì)量及作業(yè)效率將受一定影響，甚至無法進行作業(yè)。 （ 1）能接收 5個以上的衛(wèi)星。 （ 2）遷站過程中不能關(guān)機，不能失鎖。 位理論及其應(yīng)用研究 9 （ 3）必須能同時接收到 星 的信號和基地站播發(fā)的差分信號。 星數(shù)問題限制了 術(shù)的應(yīng)用范圍。在城鎮(zhèn)、林蔭、山地等地區(qū)，凡所測星數(shù)少于 5個時， 來，當 難會少些。 來了空前的高效率。而隨著最新計算機網(wǎng)絡(luò)管理技術(shù)、 線通訊技術(shù)和 使 根本上提高測量的質(zhì)量和效率。 載波相位測量 波相位測量原 理： 載波相位測量的觀測量是 收機所接收的衛(wèi)星載波信號與接收機本振參考信號的相位差。以 )(t表示 k 接收機在接收鐘面時刻j 衛(wèi)星載波信號的相位值， )(kk t表示 在接收機鐘面時刻 )()()( （ 通常的相位或相位差測量只是測出一周以內(nèi)的相位值。實際測量中，如果對整周進行計數(shù)，則自某一初始取樣（0t）以后就可以取得連續(xù)的相位測量值。 位理論及其應(yīng)用研究 10 圖 如圖 初始0得小于一周的相位差為0，其整周數(shù)為 時包含整周數(shù)的相位觀測值應(yīng)為： 00000000 )()()()()( （ 接收機繼續(xù)跟 蹤衛(wèi)星信號，不斷測定小于一周的相位差為 )(t ，并利用整波計數(shù)器記錄從0(只要衛(wèi)星 0初始時刻整周模糊度 樣，任一時刻 )()()()()( 0 I n （ 上式說明，從第一次開始，在以后的觀測中，其測量量包括了相位差的小數(shù)部分和累計的整周數(shù)。 波相位測量的觀測方程 載波相位觀測量是接收機（天線）和衛(wèi)星位置的函數(shù)，只有得到它們之間的函數(shù)關(guān)系，才能從觀測量中求解接收機（或衛(wèi)星）的位置。 位理論及其應(yīng)用研究 11 設(shè)在 星鐘面時刻星 射的載波信號相位為 )(經(jīng)傳播延遲 后，在 收機鐘面時刻達接收機。 根據(jù)電磁波傳播原理 , )()( ，而在收機本振產(chǎn)生的載波相位為 )( 由（ 可知，在波相位觀測量為： )()( ，考慮到衛(wèi)星鐘差和接收機鐘差，有 ,，則有 )()( （ 對于衛(wèi)星鐘和接收機鐘，其振蕩器頻率一般穩(wěn)定良好，所以其信號的相位與頻率的關(guān)系可表示為： )()( （ 式中 以 2 為單位。 設(shè) 且 ，同時考慮 T，則有 ()(（ 顧及 (（ (改寫為： )()(（ 傳播延遲 中考慮到電離層和對流層的影響 1 和 2 ，則 )(1 21 c （ 式中， 為衛(wèi)星至接收機之間的幾何距離。代入（ ，有 ba )( 21（ 考慮到載波相位整周數(shù)： )(后，有： 位理論及其應(yīng)用研究 12 21 （ 整周未知數(shù)的確定是載波相位測量的一項重要工作。在 量中尤其顯得重要，它的求解是 前，在運動中（ 定和解算模糊度的方法，已經(jīng)得到了世界眾多學者的關(guān)注。在 稱 快速模糊度解算法。它是一種基于統(tǒng)計檢驗的算法。首先用一組相位觀測數(shù)據(jù)進行雙差解，求解出實數(shù)的雙差相位模糊度和定位參數(shù)。然后，根據(jù)解的統(tǒng)計信息， 建立置信區(qū)間，對每一組落在該置信區(qū)間的模糊度組合進行檢驗，找出一組既能滿足統(tǒng)計檢驗（不含系統(tǒng)誤差），又具有最小方差的模糊度組合作為正確的模糊度解。 法是荷蘭 學的 1995) ,是目前快速靜態(tài)定位中最成功的一種模糊度搜索方法。 法利用整數(shù)可逆模糊度變換，將模糊度變換到另一模糊空間后再進行條件最小二乘搜索。由于在新空間中模糊度間的相關(guān)系數(shù)變小、精度提高，因此該方法使得模糊度的搜索效率和成功率大大提高。 量的誤差及其影響 星有關(guān)的誤差和同信號傳播有關(guān)的誤差。同儀器和 道誤差、鐘誤差、觀測誤差等；同信號傳播有關(guān)的誤差包括電離層誤差、對流層誤差、多路徑效應(yīng)、信號干擾等。 對固定基準站而言 ,同儀器和 星有關(guān)的誤差可通過各種校正方法予以削弱 ,同信號傳播有關(guān)的誤差將隨移動站至基準站的距離的增加而加大 ,所以 有效作 業(yè)半徑是有限的 (一般為 10 ) 。 儀器和 星有關(guān)的誤差 （ 1）天線相位中心變化 天線的機械中心和電子相位中心一般不重合。而且電子相位中心是變化的 ,它取決于接收信號的頻率、方位角和高度角。天線相位中心的變化 ,可使點位坐標的誤差一般達到 3 5此 ,天線相位中心的變化 ,對 位精度的影響是非常大的。實際作業(yè)中 ,可通過觀測值的求差來削弱相位中心偏移的影響 ,要求接收機位理論及其應(yīng)用研究 13 的天線均應(yīng)按天線附有的方位標志進行定向 ,必要時應(yīng)進行天線檢驗校正。 （ 2）軌道誤差 目前 ,隨著定軌技術(shù)的不斷 完善 ,軌道誤差只有 5 10m ,其影響到基線的相對誤差不到 1就短基線 ( 10而言 ,對結(jié)果的影響可忽略不計。但是 ,對20 30基線則可達到 2 3 （ 3）衛(wèi)星鐘差 目前鐘差可通過對衛(wèi)星鐘運行狀態(tài)的連續(xù)監(jiān)測而精確地確定 ,就 （ 4）觀測誤差 主要是對中、整平及天線高量取的誤差。要求對儀器要認真細心地架設(shè) ,要有高度的責任心 , 對天線高的量取可采用兩次量取 , 量取部位要準確 ,不能有差錯。 信號傳播有關(guān)的誤差 （ 1）電離層誤差 電離層引起電磁 波傳播延遲從而產(chǎn)生誤差 ,其延遲強度與電離層的電子密度密切相關(guān) ,電離層的電子密度隨太陽黑子活動狀況、地理位置、季節(jié)變化、晝夜不同而變化 ,白天為夜間的 5 倍 ,冬季為夏季的 5 倍 ,太陽黑子活動最強時為最弱時的 4倍。利用下列方法使電離層誤差得到有效的消除和削弱 :利用雙頻接收機將 2的觀測值進行線性組合來消除電離層的影響；用兩個以上觀測站同步觀測量求差 (短基線 )；用電離層模型加以改正。實際上 術(shù)一般都考慮了上述因素和辦法。但在太陽黑子爆發(fā)期內(nèi) ,量無法進行。 （ 2）流層誤差 對流層誤差同點間 距離和點間高差密切相關(guān) ,高度角 90時可使電磁波的傳播路徑差達 2 3當高度角為 10時高達 20m 左右。利用下列方法使對流層誤差得到有效的消除和削弱 :衛(wèi)星高度截止角不得小于 15；利用兩個以上觀測站同步觀測量求差 (短基線 ) ；利用對流層模型加以改正。 （ 3）多路徑誤差 多路徑誤差是 路徑誤差取決于天線周圍的環(huán)境。多路徑誤差一般為幾個厘米 ,高反射環(huán)境下可超過 10路徑誤差可通過下列措施予以削弱 :選擇地形開闊、不具反射面的點位 ;采用扼流圈天線或具有削弱多徑誤差的各種技 術(shù)的天線 ;基地站附近輔設(shè)吸收電波的材料。 （ 4）信號干擾 信號干擾可能有多種原因 ,如無線電發(fā)射源、雷達裝置、高壓線等 ,干擾的強度取決于頻率、發(fā)射臺功率和至干擾源的距離。為了削弱電磁波幅射副作用 ,必位理論及其應(yīng)用研究 14 須在選點時遠離這些干擾源 ,離無線電發(fā)射臺應(yīng)超過 200m , 離高壓線應(yīng)超過 50m。在基地站削弱天線電噪聲最有效的方法是連續(xù)監(jiān)測所有可見衛(wèi)星的周跳和信噪比。 量的步驟 本節(jié)詳細的介紹 具體測量步驟。 步： （ 1）架立基準站系統(tǒng)：基準站應(yīng)該選在一個上空開闊、無遮擋的點上，如山頭 或樓頂上，能夠看到周圍沿地平線高度角 13以上的全部天空?；鶞收镜竭_指定點后，使用三腳架、帶有光學對中器和整平水泡的基座在點位上對中整平，連接 線和接收機電源。使用天線測高尺量測天線高度并記錄。將電子手簿連接到 收機上，暫不打開電子手簿電源。將外接電臺的天線和延長桿安裝在比較高的固定位置（如三角架），連接電臺天線和電臺，連接電臺和 收機，連接電臺電源。檢查各項無誤后，打開電臺電源開關(guān)。 （ 2）啟動基準站接收機：打開電子手簿電源，軟件啟動同時也打開接收機電源。 （ 3）設(shè)置基準站：建立 /打開、 配置工作項目；啟動基準站測量。 （ 4）安裝 接手簿、電源、天線等。 （ 5）啟動 主菜單中選擇“測量”；建立或選擇 擇“開始測量”；進行初始化。 （ 6）進行測量或放樣。 量須注意的一些問題 近年來，隨著全球定位系統(tǒng)的發(fā)展， 圖根控制、像片控制、施工放樣及帶狀圖測繪等諸多方面 ,取得了良好的經(jīng)濟效益。 但是 還受到數(shù)據(jù)鏈質(zhì)量、坐標轉(zhuǎn)換參數(shù)的精度和可靠性等因素的 綜合影響 ,而實際作業(yè)中往往缺乏必要的檢核條件。作業(yè)時如果操作失誤或某些技術(shù)問題處理不當 ,都將會給測量成果帶來嚴重影響。因此 ,必須通過對 量成果進行質(zhì)量控制 ,才能確保實際觀測的 果正確可靠 ,一旦發(fā)現(xiàn)問題 ,可以及時采取相應(yīng)的措施進行處理。 因此，必須注意質(zhì)量控制和坐標參數(shù)轉(zhuǎn)換的問題。 位理論及其應(yīng)用研究 15 質(zhì)量控制的幾種方法： 1已知點檢核比較法：即在布測控制網(wǎng)時用靜態(tài) 后用 現(xiàn)問題即采取措施改正。 2重測比較法：即每次初始化成功后，先重測 1 2個 已測過的 認無誤后才進行 3電臺變頻實時檢測法：即在測區(qū)內(nèi)建立兩個以上基準站，每個基準站采用不同的頻率發(fā)送改正數(shù)據(jù)，流動站用變頻開關(guān)選擇性的分別接收每個基準站的改正數(shù)據(jù)從而得到兩個以上解算結(jié)果，比較這些結(jié)果就可判斷出質(zhì)量高低。 以上方法中，最可靠的是已知點檢核比較法，但控制點的數(shù)量總是有限的，所以沒有控制點的地方需要用重測比較法來檢驗測量成果，電臺變頻實時檢測法的實時性好，但它需要具備一定的儀器條件。 坐標轉(zhuǎn)換參數(shù)的求解。 地坐標系為根 據(jù)而建立的 , 因此 用的坐標系統(tǒng)是 標系統(tǒng)。而我國目前使用的是 1954 年北京坐標系或1980 年國家大地坐標系 , 因此必須求出 標轉(zhuǎn)換到 54 北京坐標系或 80 國家坐標系的參數(shù)。目前求解坐標轉(zhuǎn)換七參數(shù)的方法有兩種 :一是將測區(qū)控制點的 標和 54 北京坐標直接鍵入手簿來自動求取轉(zhuǎn)換參數(shù)。二是控制點若無 標 ,可采取現(xiàn)場采集的方法 ,通過鍵入一定數(shù)量控制點的地方坐標 ,然后到這些控制點上用 標 ,通過點校正擬合出最佳轉(zhuǎn)換參數(shù) (又稱建模 ) ,其轉(zhuǎn)換參數(shù)的準確性與控制點的數(shù)量及分布有關(guān)。建模控制點的精度及分布是影響定位精度很重要的一環(huán) ,一般要求控制點在測區(qū)內(nèi)要分布均勻 ,平面起算點 5 個以上 ,高程起算點 7 個以上 (以擬合出高精度的水準 ) 。 此外，還有下列問題值得注意： 觀測時間 安排觀測時間時應(yīng)排除點位幾何圖形強度因子 ( 值大的時間段 (可以通過衛(wèi)星預(yù)報的信息來查看 ) ,經(jīng)分析出現(xiàn)粗差的時候往往是 較大的時間段 ,一般中午時分不易進行 量 ,或者測量效率很低 ,所以要早出工 ,晚收工 ,利用良好時段進行 不僅效 率快 ,而且精度高。 機內(nèi)精度設(shè)置 設(shè)置機內(nèi)精度時保留一定的精度儲備 ,這樣可以使收斂較慢的點位觀測精度會提高。 位理論及其應(yīng)用研究 16 測站架設(shè)與觀測要求 為減少對中誤差和加快初始化收斂 ,要求 觀測時間應(yīng)不少于 2 數(shù)據(jù)鏈路問題 數(shù)據(jù)鏈由調(diào)制解調(diào)器和電臺組成。數(shù)據(jù)鏈路問題是 調(diào)制解調(diào)器對改正數(shù)進行編碼和調(diào)制，然后輸入到電臺上發(fā)射出去。用戶將其接收下來，并將數(shù)據(jù)解調(diào)后，送入 電臺的頻率和輻射功率視作用距離而定。 在 個波段主要是超高頻兩個波段廣泛用于電視、調(diào)頻廣播、移動電話、傳呼機、股票信息機、微波通信和雷達等 ,信道極為擁擠。這一波段的傳播方式 ,主要是直線傳播，一般作用距離可達到 20100前的 因此 發(fā)射機天線更便于安裝 ,小巧的天線便于野外作業(yè)。 在 傳播的方式主要是空間波 ,即直射波、 折射波、散射波以及它們的合成波。其穿透性強 ,直線傳播性強 ,但易受障礙物、地形和地球曲率的影響?；鶞收疽话忝棵雮魉鸵唤M 想的傳送 )(，式中 1h 和 2h 分別是基準站和流動站電臺的天線高 ,單位為 m； D 為數(shù)據(jù)鏈覆蓋范圍的半徑 ,單位為 然這是在無障礙物遮擋和無電波干擾的理想條件下的覆蓋范圍 ,實際應(yīng)用中將會有些出入。 丘、建筑物甚至樹木的遮擋，受多路徑影響會降低信號質(zhì)量。尤其對遠距離用戶，這種衰減可通過選用合適的天線、頻率或時間來克服。 為了增強通信能力 ,進行 可采取下列解決辦法來改進 把 高基準站和流動站天線的架設(shè)高度 ;使用高增益天線及高靈敏度接收機；縮短各點到基準站的距離 ,使其能滿足“電磁波通視”，在地形、地物遮擋時 ,另增設(shè)中繼站等?？傊?,最佳通信系統(tǒng) = 最佳發(fā)射機 + 最 佳接收機 + 最佳通信路徑 ,研究 才能將 位理論及其應(yīng)用研究 17 能設(shè)置到最佳狀態(tài)。 差分數(shù)據(jù)格式 術(shù)以其定位精度高、速度快已經(jīng)得到了廣泛應(yīng)用 。但是該定位模式除了需要用戶擁有 收機外 ,還需要基準站和數(shù)據(jù)通信鏈?；鶞收窘邮諜C將接收到的所有的衛(wèi)星信息 ,經(jīng)基準站的控制器 (計算機 ) 處理 ,數(shù)據(jù)鏈將處理得到的信息連同基準站自身的一些信息發(fā)送給流動站。這些差分信息應(yīng)有固定的格式 ,即差分數(shù)據(jù)電文格式標準 ,它主要規(guī)定需要傳輸?shù)碾娢膬?nèi)容以及每種電文的編碼格式。數(shù) 據(jù)電文標準不僅和通信相關(guān) ,而且關(guān)系到定位精度。 海運事業(yè)無線電技術(shù)委員會 ( 1983年 11月為全球推廣應(yīng)用差分 制定各種數(shù)據(jù)格式標準。最早于 1985年發(fā)表了 在廣泛應(yīng)用于 994年正式公布的 998年公布的 關(guān)的電文 ,準最多能定義 64 種電文 ,已定義的有 34 種 ,電文由二進制編碼的數(shù)據(jù)流組成。 （一） 通用電文格式。 每種電文由 ( N + 2) 個字組成 ,電文頭兩個字 ,稱為通用電文 ,數(shù)據(jù)部分為可變長度 個字由 30成 ,可分解為 5個 6字節(jié) ,2530成字節(jié) 5 ,為奇偶校驗碼 ,以校驗接收到的 據(jù)。每種電文的電文頭 (通用電文 ) 的格式和內(nèi)容相同 ,主要包含了用于解碼的同步信息引導字、電文類型識別、基準站識別、修正 Z 計數(shù)、序號、幀長和衛(wèi)星狀況。其中 航電文的 Z 計數(shù)相同 ,范圍是 1h ,但其分辨率已從 6s 提高到 圖 位理論及其應(yīng)用研究 18 圖 電文格式 （二 ) 用于 要電文格式。 已定義的電文中用于 種電文。 這些信息在一定的時間內(nèi)是不發(fā)生變化的。其中 這是兩套實用于 其中 9提供的是 未加改正的原始觀測值 ,定位精度達到厘米級；1提供的是差分改正數(shù) ,定位精度為分米級。 主要包括載波識別、觀測時間、碼識別、衛(wèi)星識別以及原始載波相位觀測值等。其中載波相位觀測值占 32 位 ,精度為 1/256周 ,范圍是 8 388608 周。電文 占 32位 ,精度為 范圍是 85899345. 90m ,和 格式完全相同 ,長度相等 ,只是內(nèi)容稍有差別。 供的是載波相位 改正數(shù) , 是偽距改正數(shù)和其變化率 ,改正數(shù)的變化范圍相對原始觀測值要小得多。 第 3 章 網(wǎng)絡(luò) 其技術(shù)發(fā)展 引導字 電文類型 基臺識別 奇偶效驗 0 1 1 0 0 1 0 （幀識別） 電文第 1 字碼 1 3 5 7 9 11 13 15 17 19 21 23 25 27 29 修正的 Z 計數(shù) 序號 幀長 基臺 奇偶效驗 狀況 電文第 2 字碼 1 3 5 7 9 11 13 15 17 19 21 23 25 27 29 位理論及其應(yīng)用研究 19 述 高精度 時差分定位 術(shù)是目前最為廣泛使用的測量技術(shù)之一 , 但它的應(yīng)用受到電離層和對流層影響的限制 , 使原始數(shù)據(jù)產(chǎn)生了系統(tǒng)誤差并導致以下缺點 : (1) 用戶需要架設(shè)本地參考站； (2) 誤差隨距離增長； (3) 誤差增長使流動站和參考站的距離受到限制 ( 15 公里 ) , 因而需要建設(shè)足夠多的流動站； (4) 其精度為 1 1 可靠性和 可行性隨距離增大而降低。 網(wǎng)絡(luò) 出現(xiàn)則把 術(shù)推向了一個更趨完美的地步。它的實施將使一個地區(qū)的測繪工作成為一個有機的整體 , 改變以往 業(yè)單打獨斗的局面 , 同時它使 術(shù)的應(yīng)用更為廣泛 , 精度和可靠性得到進一步提高 , 使許多從前難以完成的任務(wù)成為可能 , 最重要的是建立 絡(luò)的成本反而降低了很多。 絡(luò) 擬參考站技術(shù)表 展的未來方向。 傳統(tǒng)的 比 ,優(yōu)勢有以下幾點 : (1) 增大了流動站與參考站的作業(yè)距離 , 用戶作業(yè)范圍可擴 大到 50 且完全保證精度； (2) 費用大幅度降低 , 70邊長可使 絡(luò)的建設(shè)費用大大降低 , 按 70長計算 , 每個三角形可覆蓋 2200 平方公里的面積 , 與建設(shè)傳統(tǒng)的 比費用可下降70% , 用戶無需架設(shè)自己的基準站； (3) 相對傳統(tǒng)的 量精度 1 11概念沒有了 , 精度始終在 1 2 個厘米 , 精度得到了提高； (4) 提高了可靠性； (5) 改進了 始化時間； (6) 測量用戶可通過 取存貯在控制中心的歷 史改正值用于事后差分； (7) 應(yīng)用范圍更廣泛 : 城市測量、城市規(guī)劃、 G 政建設(shè)、交通管理、機械控制、工程監(jiān)控、船舶車輛導航、公安消防、農(nóng)業(yè)、氣象、生態(tài)環(huán)保等等領(lǐng)域。 由于網(wǎng)絡(luò) 一經(jīng)問世就受到世界各國的廣泛關(guān)注 , 并得到積極位理論及其應(yīng)用研究 20 的實施 , 德國、瑞士等一些國家的 絡(luò)已經(jīng)建成或正在建成。我國第一個基于 術(shù)的深市連續(xù)運行衛(wèi)星定位服務(wù)系統(tǒng)（ 初步建成 , 它正在為深圳的經(jīng)濟發(fā)展、城市信息化和數(shù)字化發(fā)揮重要作用。與此同時，廣州、北京、昆明等一些城市都在大力發(fā)展 將為我國的城市數(shù)字化提供強有力的支撐條件。 絡(luò) 工作原理及組成 網(wǎng)絡(luò) 術(shù)也叫多基站 術(shù)，這是對普通 法的改進。目前網(wǎng)絡(luò) 術(shù)的代表方法有：虛擬參考站法（ 稱 中虛擬參考站 絡(luò) 作原理 在某一大區(qū)域（或城市）內(nèi)，建立若干個（三個以上）連續(xù)運行的 準站，根據(jù)這些 準站的觀測值（由于 準站有長時間的觀測數(shù)據(jù)，故點位坐標精度很高），建立區(qū)域內(nèi) 要誤差模型（如電離層、對流層、衛(wèi)星軌道等誤差模型），系統(tǒng)運行時，將這些誤差從基準站的觀測值中減去，形成“無誤差”的觀測值，然后利用這些無誤差的觀測值和移動站（用戶 單臺 收機）的觀測值，經(jīng)有效地組合，在移動站附近（幾米到幾十米）建立起一個虛擬參考站，移動站和虛擬參考站進行載波相位差分改正，實現(xiàn)實時 由于其差分改正是經(jīng)多個基準站觀測資料有效組合求出的，可有效地消除電離層、對流層和衛(wèi)星軌道等誤差，哪怕移動站遠離基準站（ 100外），也能很快確定自己的模糊度，實現(xiàn)厘米級快速實時定位。 絡(luò) 統(tǒng)組成及功能 網(wǎng)絡(luò) 統(tǒng)由若干個連續(xù)運行的 準站、計算中心、數(shù)據(jù)發(fā)布中心和移動站（用戶 成。 連續(xù)運行的 續(xù)進行 實時將觀測值傳輸至計算中心。 計算中心：根據(jù)各 準站的觀測值，計算區(qū)域電離層、對流層和衛(wèi)星軌道等誤差模型，并實時將各基準站的觀測值減去其誤差改正，得出無誤差觀測值，再結(jié)合移動站的觀測值，計算出在移動站附近的虛擬參考站的相位差分改正，并實時地傳給數(shù)據(jù)發(fā)布中心。 位理論及其應(yīng)用研究 21 數(shù)據(jù)發(fā)布中心：實時接收計算中心的相位差分改正信息，并實時 發(fā)布（可用 移動站：接收數(shù)據(jù)發(fā)布中心發(fā)布的相位差分改正，結(jié)合自身 測值，組成雙差相位觀測值，快速確定整周模糊度參數(shù)和位置信息，完成實時定位。 續(xù)運行衛(wèi)星定位服務(wù)系統(tǒng) (連續(xù)運行衛(wèi)星定位服務(wù)系統(tǒng) (簡稱是現(xiàn)代 2 網(wǎng)絡(luò)化概念引入到了大地測 量應(yīng)用中 ,不僅為測繪行業(yè)帶來深刻的 變革 ,而且也將為現(xiàn)代社會帶來新的位置、時間信息的服務(wù)模式。 按照服務(wù)響應(yīng)時間區(qū)分 ,分為靜態(tài)或準動態(tài)和實時動態(tài)兩種類型。靜態(tài)或準動態(tài)的 要采用事后或準動態(tài)的精密處理技術(shù) ,實時動態(tài) 要采用實時相位差分技術(shù) ,近年則以網(wǎng)絡(luò) 術(shù)為主要發(fā)展方向 ,實際上 ,實時動態(tài) 含了靜態(tài)或準動態(tài) 全部功能。 市 型 城市 由衛(wèi)星跟蹤基準 站、系統(tǒng)控制中心、用戶數(shù)據(jù)