1、GPS原理及其應(yīng)用1第1頁(yè)，共114頁(yè)。第一章 GPS衛(wèi)星定位原理一、衛(wèi)星定位技術(shù)發(fā)展的回顧二、GPS定位系統(tǒng)的組成三、GPS定位的觀測(cè)方程四、GPS衛(wèi)星測(cè)量的誤差來(lái)源五、差分法載波相位測(cè)量和觀測(cè)的線性組合2第2頁(yè)，共114頁(yè)。一、衛(wèi)星定位技術(shù)發(fā)展的回顧衛(wèi)星定位技術(shù)是利用人造地球衛(wèi)星進(jìn)行定位測(cè)量。五十年代美國(guó)國(guó)家大地測(cè)量局開(kāi)始利用衛(wèi)星幾何光學(xué)觀測(cè)法和衛(wèi)星軌道跟蹤法建立全球衛(wèi)星網(wǎng)和全球地心坐標(biāo)系，建立了一個(gè)由45個(gè)點(diǎn)組成的全球三角網(wǎng)。前蘇聯(lián)和若干歐洲國(guó)家也作了類似的工作。六十年代美國(guó)還完成了多普勒衛(wèi)星定位系統(tǒng)-海軍子午導(dǎo)航衛(wèi)星系統(tǒng)（NNSS）的布設(shè)，并于1968年向民用開(kāi)放。前蘇聯(lián)也建立了一個(gè)由

2、12顆宇宙衛(wèi)星組成的衛(wèi)星導(dǎo)航系統(tǒng)，自此揭開(kāi)了衛(wèi)星定位的新篇章。接著美國(guó)在七十年代又開(kāi)始研制第二代衛(wèi)星定位系統(tǒng)-全球定位系統(tǒng)（GPS）。第3頁(yè)，共114頁(yè)。一、衛(wèi)星定位技術(shù)發(fā)展的回顧1978年2月22日，第1顆GPS試驗(yàn)衛(wèi)星發(fā)射成功，1985年10月9日最后一顆GPS試驗(yàn)衛(wèi)星入軌運(yùn)行； 1989年2月14日，第1顆GPS工作衛(wèi)星發(fā)射成功，宣告了GPS系統(tǒng)進(jìn)入了生產(chǎn)作業(yè)階段；1994年全部完成24顆工作衛(wèi)星（含3顆備用衛(wèi)星）的發(fā)射工作。GPS系統(tǒng)的出現(xiàn)，使衛(wèi)星定位技術(shù)發(fā)展到了一個(gè)輝煌的歷史階段。第4頁(yè)，共114頁(yè)。二、GPS定位系統(tǒng)的組成 GPS定位技術(shù)是利用高空中的GPS衛(wèi)星，向地面發(fā)射L波段的

3、載頻無(wú)線電測(cè)距信號(hào)，由地面上用戶接收機(jī)實(shí)時(shí)地連續(xù)接收，并計(jì)算出接收機(jī)天線所在的位置。GPS定位系統(tǒng)由以下三個(gè)部分組成：（1）GPS衛(wèi)星星座（空間部分）（2）地面監(jiān)控系統(tǒng)（地面控制部分）（3）GPS信號(hào)接收機(jī)（用戶設(shè)備部分）。 這三部分有各自獨(dú)立的功能和作用，對(duì)于整個(gè)全球定位系統(tǒng)來(lái)說(shuō)，它們都是不可缺少的。第5頁(yè)，共114頁(yè)。第6頁(yè)，共114頁(yè)。GPS衛(wèi)星第7頁(yè)，共114頁(yè)。目前覆蓋全球的“GPS星座”（24顆），使得在地球上任何地方可以同時(shí)觀測(cè)到4-12顆高度角15以上的衛(wèi)星。24顆GPS衛(wèi)星分布在6個(gè)近圓形軌道面，高度在地面以上約20200km，軌道面相對(duì)于地球赤道面傾斜55角，衛(wèi)星運(yùn)轉(zhuǎn)周期約

4、11小時(shí)58分（半個(gè)恒星日）。這樣在各地每天出現(xiàn)的衛(wèi)星情況提前4分鐘與上一次的相同。在GPS定位系統(tǒng)中，GPS衛(wèi)星的作用是：（1）向廣大用戶連續(xù)不斷地發(fā)送導(dǎo)航定位信號(hào)，用導(dǎo)航電文報(bào)告自己的現(xiàn)勢(shì)位置，以及其它在軌衛(wèi)星的概略位置。（2）在飛越注入站上空時(shí)，接受由地面注入站發(fā)送來(lái)的導(dǎo)航電文和其它有關(guān)信息，供實(shí)時(shí)轉(zhuǎn)發(fā)給地面上廣大用戶。（3）接收地面主控站通過(guò)注入站發(fā)送到衛(wèi)星的調(diào)度命令。（一）GPS衛(wèi)星和星座第8頁(yè)，共114頁(yè)。GPS衛(wèi)星分布圖第9頁(yè)，共114頁(yè)。（二）地面監(jiān)控系統(tǒng)地面監(jiān)控系統(tǒng)由一個(gè)主控站、三個(gè)注入站和五個(gè)監(jiān)測(cè)站組成。主控站的作用：收集各個(gè)監(jiān)測(cè)站所測(cè)得的偽距和積分多普勒觀測(cè)值、環(huán)境要素等

5、數(shù)據(jù)，計(jì)算每顆GPS衛(wèi)星的星歷（軌道參數(shù)）、時(shí)鐘改正量、狀態(tài)數(shù)據(jù)、以及信號(hào)的大氣層傳播改正，并按一定的形式編制成導(dǎo)航電文，傳送到主控站，此外還控制和監(jiān)視其余站的工作情況并管理調(diào)度GPS衛(wèi)星。第10頁(yè)，共114頁(yè)。（二）地面監(jiān)控系統(tǒng)注入站的作用：將主控站傳來(lái)的導(dǎo)航電文，用10cm（S）波段的微波作載波，分別注入到相應(yīng)的GPS衛(wèi)星中，通過(guò)衛(wèi)星將導(dǎo)航電文傳遞給地面上的廣大用戶。由于導(dǎo)航電文是GPS用戶所需要的一項(xiàng)重要信息，通過(guò)導(dǎo)航電文才能確定出GPS衛(wèi)星在各時(shí)刻的具體位置，因此注入站的作用是很重要的。監(jiān)測(cè)站的任務(wù)：為主控站編算導(dǎo)航電文提供原始觀測(cè)數(shù)據(jù)。每個(gè)監(jiān)測(cè)站上都有GPS信號(hào)接收機(jī)對(duì)所見(jiàn)衛(wèi)星作偽距

6、測(cè)量和積分多普勒觀測(cè)，采集環(huán)境要素等數(shù)據(jù)，經(jīng)初步處理后發(fā)往主控站。第11頁(yè)，共114頁(yè)。(三) 用戶設(shè)備部分GPS的空間部分和地面監(jiān)控部分，為用戶利用該系統(tǒng)進(jìn)行導(dǎo)航和定位提供了基礎(chǔ)。而用戶要實(shí)現(xiàn)利用GPS進(jìn)行導(dǎo)航和定位的目的，還需要具備GPS信號(hào)接收機(jī)，即用戶設(shè)備部分。其作用：接收GPS衛(wèi)星發(fā)射的信號(hào)，獲得必要的導(dǎo)航和定位信息及觀測(cè)量，經(jīng)數(shù)據(jù)處理后獲得觀測(cè)時(shí)刻接收機(jī)天線相位中心的位置坐標(biāo)。 用戶設(shè)備部分：由GPS接收機(jī)和數(shù)據(jù)處理軟件組成。GPS接收機(jī)有多種分類，對(duì)于大地測(cè)量應(yīng)用來(lái)說(shuō)，一般都是采用單頻接收機(jī)或雙頻接收機(jī)，后者可作雙頻載波相位精密測(cè)量，定位精度高。第12頁(yè)，共114頁(yè)。第13頁(yè)，共

7、114頁(yè)。 第14頁(yè)，共114頁(yè)。（四）GPS的主要特點(diǎn) 全球地面覆蓋。 功能多，精度高。 實(shí)時(shí)定位。 應(yīng)用廣泛。 觀測(cè)站之間無(wú)需通視。 傳統(tǒng)的測(cè)量技術(shù)既要保持良好的通視條件，又要保障測(cè)量控制網(wǎng)的良好結(jié)構(gòu)，這一直是在實(shí)踐方面的困難問(wèn)題之一。GPS測(cè)量不要求觀測(cè)站之間相互通視，因而不再需要建造覘標(biāo)，這一優(yōu)點(diǎn)既可大大減少測(cè)量工作的經(jīng)費(fèi)和時(shí)間，同時(shí)也使點(diǎn)位的選擇變得甚為靈活。 不過(guò)為了使接收GPS衛(wèi)星的信號(hào)不受干擾，必須保持觀測(cè)站上空的開(kāi)闊（凈空）。相對(duì)于傳統(tǒng)的測(cè)量技術(shù)，GPS的主要特點(diǎn)有： 第15頁(yè)，共114頁(yè)。定位精度高。現(xiàn)已完成的大量實(shí)驗(yàn)表明，目前在小于50km的基線上，其相對(duì)定位精度可達(dá)12

8、10-6，而在100km500km的基線上可達(dá)10-6 10-7。隨著觀測(cè)技術(shù)與數(shù)據(jù)處理方法的改善，可望在大于1000km的距離上，相對(duì)定位精度可達(dá)到或優(yōu)于10-8。觀測(cè)時(shí)間短。目前，利用經(jīng)典的靜態(tài)定位方法，完成一條基線的相對(duì)定位所需要的觀測(cè)時(shí)間，根據(jù)要求的精度不同，一般約為13小時(shí)。為了進(jìn)一步縮短觀測(cè)時(shí)間，提高作業(yè)速度，近年來(lái)發(fā)展的短基線（例如不超過(guò)20km）快速相對(duì)定位法，其觀測(cè)時(shí)間僅需數(shù)分鐘。第16頁(yè)，共114頁(yè)。提供三維坐標(biāo)。GPS測(cè)量，在精確測(cè)定觀測(cè)站平面位置的同時(shí)，可以精確測(cè)定觀測(cè)站的大地高程。GPS測(cè)量的這一特點(diǎn)，不僅為研究大地水準(zhǔn)面的形狀和確定地面點(diǎn)的高程開(kāi)辟了新途徑，同時(shí)也為

9、其在航空物探，航空攝影測(cè)量及精度導(dǎo)航中的應(yīng)用，提供了重要的高程數(shù)據(jù)。操作簡(jiǎn)便。GPS測(cè)量的自動(dòng)化程度很高，在觀測(cè)中測(cè)量員的主要任務(wù)只是安置并開(kāi)關(guān)儀器，量取儀器高，監(jiān)視儀器的工作狀態(tài)和采集環(huán)境的氣象數(shù)據(jù)，而其它觀測(cè)工作，如衛(wèi)星的捕獲，跟蹤觀測(cè)和記錄等均由儀器自動(dòng)完成。另外，GPS用戶接收機(jī)一般重量較輕，體積較小，因此攜帶和搬運(yùn)都很方便。 第17頁(yè)，共114頁(yè)。全天侯作業(yè)。GPS觀測(cè)工作，可以在任何地點(diǎn)，任何時(shí)間連續(xù)地進(jìn)行，一般也不受天氣狀況的影響。第18頁(yè)，共114頁(yè)。三、GPS定位的觀測(cè)方程（一） 偽距法 GPS全球定位系統(tǒng)的基本定位方法，是通過(guò)測(cè)量信號(hào)從衛(wèi)星到接收機(jī)的傳播時(shí)間，得到衛(wèi)星與接收

10、機(jī)之間的距離，然后根據(jù)多個(gè)這樣的距離來(lái)解算接收機(jī)天線所在的位置坐標(biāo)。假定衛(wèi)星和接收機(jī)的時(shí)鐘都是與GPS系統(tǒng)的時(shí)間（或UTC時(shí)間世界協(xié)調(diào)時(shí)）保持完全同步，即不存在衛(wèi)星鐘差與接收機(jī)鐘差，并且為簡(jiǎn)化起見(jiàn)，也不考慮大氣層折射延遲（包括電離層和對(duì)流層）等的影響，則此時(shí)衛(wèi)星至地面接收機(jī)的距離，與信號(hào)傳播時(shí)間之間有如下簡(jiǎn)單關(guān)系： 式中c為光速。第19頁(yè)，共114頁(yè)。式中tR 為接收機(jī)時(shí)鐘與GPS系統(tǒng)時(shí)間的同步差；tS 為衛(wèi)星鐘與GPS系統(tǒng)時(shí)間的同步差；ta 為大氣層折射延遲影響（包括電離層和對(duì)流層的折射延遲）； ， XS、XR 分別為GPS衛(wèi)星和接收機(jī)在協(xié)議地球坐標(biāo)系（WGS-84系）中的地心矢量。 實(shí)際上

11、衛(wèi)星鐘與接收機(jī)鐘一般并沒(méi)有與GPS系統(tǒng)時(shí)間完全同步，再考慮到大氣層折射延遲的影響，因此測(cè)量得到的并非真正的衛(wèi)星至接收機(jī)的幾何直線距離，而是所謂的偽距PR：第20頁(yè)，共114頁(yè)。 在上式中，tS 可以由衛(wèi)星廣播電文查出，并在觀測(cè)方程中作相應(yīng)的改正；tR 是直接作為未知數(shù)，與測(cè)站坐標(biāo)等其它未知數(shù)一并求解；ta 為大氣層折射所致的多余時(shí)間延遲，其中電離層折射影響可以通過(guò)雙頻觀測(cè)技術(shù)予以消除，對(duì)單頻接收機(jī)則可通過(guò)有關(guān)模型予以粗略改正；對(duì)流層折射效應(yīng)可以通過(guò)選擇適當(dāng)延遲模型予以估算。 由于存在測(cè)站三維位置坐標(biāo)和接收機(jī)時(shí)鐘改正量四個(gè)未知數(shù)，故至少需同時(shí)對(duì)四個(gè)衛(wèi)星進(jìn)行觀測(cè)才能對(duì)方程 求解，求出四個(gè)未知數(shù)。第

12、21頁(yè)，共114頁(yè)。無(wú)SA時(shí) C/A碼單點(diǎn)定位精度 15-30m有SA時(shí) C/A碼單點(diǎn)定位精度 100 m 軍用P碼單點(diǎn)定位精度 3 m精度:GPS衛(wèi)星GPS單機(jī)實(shí)時(shí)定位原理第22頁(yè)，共114頁(yè)。第23頁(yè)，共114頁(yè)。(二) 載波相位測(cè)量方法由于載波的波長(zhǎng)遠(yuǎn)小于測(cè)距碼的波長(zhǎng)，所以在分辨率相同的情況下，載波相位的觀測(cè)精度遠(yuǎn)較碼相位的觀測(cè)精度高。載波相位觀測(cè)值的定義為式中：S(tS)為接收機(jī)于tR時(shí)刻收到的衛(wèi)星信號(hào)的相位；R(tR)為接收機(jī)同時(shí)刻產(chǎn)生的參考信號(hào)的相位；tS、tR 是GPS系統(tǒng)時(shí)間或UTC時(shí)間。對(duì)于連續(xù)波，載波相位測(cè)量的觀測(cè)方程可表示為：第24頁(yè)，共114頁(yè)。式中，為信號(hào)發(fā)射時(shí)刻（t

13、S）的衛(wèi)星至接收機(jī)距離，=c/fS為信號(hào)波長(zhǎng)，fS為衛(wèi)星信號(hào)頻率，N為初始觀測(cè)時(shí)刻傳播路徑上整波長(zhǎng)數(shù)目（整周未知數(shù)），t包括衛(wèi)星鐘與接收機(jī)鐘誤差和大氣層折射延遲等影響。從上式中可以看到，用精密的載波相位測(cè)量值解算時(shí)，除了同樣要考慮衛(wèi)星鐘與接收機(jī)鐘的時(shí)間同步差，以及大氣層折射延遲影響外，還有整周未知數(shù)的問(wèn)題。只有這些問(wèn)題都解決了，才能得出高精度的衛(wèi)星測(cè)量定位結(jié)果。第25頁(yè)，共114頁(yè)?；鶞?zhǔn)站（坐標(biāo)已知）GPS衛(wèi)星待定站（坐標(biāo)未知）差分定位精度偽距： 5 m相位： 厘米級(jí) 到毫米級(jí) 差分GPS定位原理第26頁(yè)，共114頁(yè)。四、GPS衛(wèi)星測(cè)量的誤差來(lái)源 GPS衛(wèi)星在距離地面約20200公里的高空，向

14、地面上的廣大用戶發(fā)送測(cè)距信號(hào)和導(dǎo)航電文等信息。GPS定位的觀測(cè)量不可避免地會(huì)受到多種誤差源影響。按照這些誤差源的來(lái)源，可分為三種情況：（1）與GPS衛(wèi)星有關(guān)的誤差、（2）與信號(hào)傳播有關(guān)的誤差、（3）與接收設(shè)備有關(guān)的誤差。以下作簡(jiǎn)要的分析：(一) 與GPS衛(wèi)星有關(guān)的誤差1衛(wèi)星星歷誤差: 它是指廣播星歷或其它軌道信息給出的衛(wèi)星理論位置與實(shí)際位置之間的差值。前面已經(jīng)提到過(guò)，GPS衛(wèi)星星歷是由布設(shè)在地面上監(jiān)測(cè)站連續(xù)跟蹤觀測(cè)GPS衛(wèi)星，再由主控站對(duì)衛(wèi)星作精密定軌計(jì)算得到的。而廣播星歷又是由定軌結(jié)果外推得出，因此廣播星歷的精度是有限的。第27頁(yè)，共114頁(yè)。2衛(wèi)星鐘誤差：與衛(wèi)星位置是時(shí)間的函數(shù)，所以GPS

15、的觀測(cè)量均以精密測(cè)時(shí)為前提。雖然GPS衛(wèi)星均配有高精度的原子鐘，但它們與理想的GPS時(shí)之間仍會(huì)有偏差或漂移，難以避免。由此引起的等效距離誤差在0.5m左右。第28頁(yè)，共114頁(yè)。(二) 與信號(hào)傳播有關(guān)的誤差GPS信號(hào)傳播的誤差：是大氣折射誤差和多路徑效應(yīng)引起的。而大氣折射誤差又分為電離層折射影響和對(duì)流層折射影響。多路徑效應(yīng)：是指接收機(jī)天線除直接收到來(lái)自GPS衛(wèi)星的信號(hào)外，還可能收到天線周圍地物反射來(lái)的信號(hào)。這兩種信號(hào)疊加在一起將會(huì)引起測(cè)量參考點(diǎn)（相位中心）的變化，而且這種變化隨天線周圍反射面的性質(zhì)而異，難以控制。多路徑效應(yīng)具有周期性誤差，其變化幅度可達(dá)數(shù)厘米。消除或減弱多路徑效應(yīng)，除了采用載波

16、相位測(cè)量方法外，一般是采用造型適宜且屏蔽良好的天線。這種天線一般裝備有抑徑板或抑徑圈，可以阻擋來(lái)自水平面以下的多路徑信號(hào)被接收。第29頁(yè)，共114頁(yè)。(三) 與接收設(shè)備有關(guān)的誤差主要有：觀測(cè)誤差、接收機(jī)鐘差、相位中心誤差和載波相位觀測(cè)的整周不定性誤差等。1觀測(cè)誤差：分觀測(cè)的分辨誤差、接收機(jī)天線的安置誤差。2接收機(jī)的鐘差：可在數(shù)據(jù)處理中作為未知數(shù)來(lái)解出。在作差分法相對(duì)定位時(shí)，也可通過(guò)在不同衛(wèi)星之間求差來(lái)消除。3天線的相位中心誤差：GPS接收機(jī)天線的幾何中心與相位中心不一致產(chǎn)生的誤差，GPS測(cè)量的觀測(cè)值都是以天線的相位中心為準(zhǔn)的，而我們一般只能觀察到天線的幾何中心。該項(xiàng)誤差是天線設(shè)計(jì)誤差。整周不定

17、性誤差：是指觀測(cè)中整周未知數(shù)的跳變現(xiàn)象（周跳）。第30頁(yè)，共114頁(yè)。五、差分法載波相位測(cè)量和觀測(cè)量的線性組合設(shè)在某基線兩端安設(shè)GPS接收機(jī)Ti（i=1，2），對(duì)衛(wèi)星sk和sj與歷元t1和t2進(jìn)行同步觀測(cè)，則對(duì)任一頻率Li（i=1，2），有獨(dú)立的載波相位觀測(cè)量j1(t1)、j1(t2)、k1(t1)、k1(t2)、j2(t1)、j2(t2)、k2(t1)、k2(t2) 。而相應(yīng)的基本觀測(cè)方程為 式中t1(t)為歷元t時(shí)測(cè)站1的接收機(jī)鐘差，tj(t)為歷元t時(shí)衛(wèi)星j的時(shí)鐘誤差，j1,IP(t)為電離層折射延遲量，j1,T(t)為對(duì)流層折射延遲量。為了克服大氣折射延遲改正不夠準(zhǔn)確，以及減少未知數(shù)等

18、原因，常對(duì)以上觀測(cè)量作差分處理。一般有單差、雙差、和三差法。第31頁(yè)，共114頁(yè)。(一) 單差法單差觀測(cè)量通常是指不同觀測(cè)站同步觀測(cè)相同衛(wèi)星所得觀測(cè)量之差，其表達(dá)形式為 相應(yīng)的觀測(cè)方程為可見(jiàn)式中已經(jīng)消去了兩站共視衛(wèi)星sj的時(shí)鐘誤差tj(t)，另外對(duì)流層折射與電離層折射部分也都有所消弱。第32頁(yè)，共114頁(yè)。圖2-4 測(cè)站間同步觀測(cè)量的單差 T2 T1 S1 第33頁(yè)，共114頁(yè)。(二) 雙差法雙差觀測(cè)量是在單差法基礎(chǔ)上，對(duì)不同測(cè)站同步觀測(cè)一組衛(wèi)星所得單差之差，即 相應(yīng)的觀測(cè)方程為這樣進(jìn)一步消除了兩站的接收機(jī)時(shí)鐘誤差項(xiàng)。為了簡(jiǎn)便起見(jiàn)，式中忽略了有關(guān)大氣折射延遲的雙差項(xiàng)。第34頁(yè)，共114頁(yè)。圖2

19、-5 GPS同步觀測(cè)量之雙差 T1 T2S1 S2第35頁(yè)，共114頁(yè)。(三) 三差法三差法是在雙差法基礎(chǔ)上，進(jìn)一步對(duì)不同歷元之間，不同測(cè)站同步觀測(cè)的同一組衛(wèi)星所得雙差觀測(cè)量作差分，即 相應(yīng)的觀測(cè)方程為這樣一來(lái)，就進(jìn)一步消去了雙差觀測(cè)方程中含有整周未知數(shù)的項(xiàng)。第36頁(yè)，共114頁(yè)。圖2-6 GPS相對(duì)定位的觀測(cè)量 T1T2第37頁(yè)，共114頁(yè)。第二章 GPS測(cè)量的實(shí)施前面介紹了有關(guān)GPS定位的基本概念和原理，本章將介紹目前GPS測(cè)量實(shí)施的主要過(guò)程，作業(yè)的基本方法和原則。由于GPS測(cè)量工作的實(shí)施方法與用戶的要求，和所用接收系統(tǒng)硬件與軟件的相關(guān)，所以，GPS測(cè)量工作的作業(yè)細(xì)節(jié)，還須按國(guó)家有關(guān)部門(mén)頒

20、發(fā)的GPS測(cè)量規(guī)范，以及所用GPS接收系統(tǒng)的操作說(shuō)明書(shū)執(zhí)行。 第38頁(yè)，共114頁(yè)。第1節(jié) 概 述 GPS測(cè)量工作可分為外業(yè)和內(nèi)業(yè)兩大部分。其中，外業(yè)工作主要包括，選點(diǎn)（即觀測(cè)站址的選擇）、建立測(cè)站標(biāo)志、野外觀測(cè)作業(yè)以及成果質(zhì)量檢核等工作；內(nèi)業(yè)工作主要包括，GPS測(cè)量的技術(shù)設(shè)計(jì)、測(cè)后數(shù)據(jù)處理以及技術(shù)總結(jié)等。如果按照GPS測(cè)量實(shí)施的工作程序，則大體可分為這樣幾個(gè)階段：網(wǎng)的優(yōu)化設(shè)計(jì)；選點(diǎn)與建立標(biāo)志；外業(yè)觀測(cè)；成果檢核與處理。GPS測(cè)量，是一項(xiàng)技術(shù)復(fù)雜、要求嚴(yán)格、耗費(fèi)較大的工作，實(shí)施這項(xiàng)工作的原則是，在滿足用戶對(duì)測(cè)量精度和可靠性等要求的情況下，盡可能地減少經(jīng)費(fèi)、時(shí)間和人力的消耗。因此，對(duì)其各階段的工

21、作，都要精心設(shè)計(jì)，精心組織和實(shí)施。第39頁(yè)，共114頁(yè)。GPS相對(duì)定位的精度指標(biāo) 表1測(cè)量分級(jí)常量誤差a0(mm)比例誤差b0(10-6)相鄰點(diǎn)距離(km)ABCDE581010100.1151020100200015250540215110精度指標(biāo)，是GPS網(wǎng)優(yōu)化設(shè)計(jì)的一個(gè)重要量，它的大小將直接影響GPS網(wǎng)的布設(shè)方案、觀測(cè)計(jì)劃、觀測(cè)數(shù)據(jù)的處理方法以及作業(yè)的時(shí)間和經(jīng)費(fèi)。所以，在實(shí)際設(shè)計(jì)工作中，要根據(jù)用戶的實(shí)際需要和可能，慎重確定。第40頁(yè)，共114頁(yè)。2.2 網(wǎng)的圖形設(shè)計(jì)網(wǎng)的圖形設(shè)計(jì)，雖然主要決定于用戶的要求，但是有關(guān)經(jīng)費(fèi)、時(shí)間和人力的消耗以及所需接收設(shè)備的類型、數(shù)量和后勤保障條件等，也都與網(wǎng)

22、的圖形設(shè)計(jì)有關(guān)。對(duì)此應(yīng)當(dāng)充分加以顧及，以期在滿足用戶要求的條件下，盡量減少消耗。第41頁(yè)，共114頁(yè)。（1）基本圖形的選擇 根據(jù)GPS測(cè)量的不同用途，GPS網(wǎng)的獨(dú)立觀測(cè)邊，應(yīng)構(gòu)成一定的幾何圖形。圖形的基本形式如下。 圖-1三角形 圖-2環(huán)形網(wǎng)第42頁(yè)，共114頁(yè)。星形網(wǎng) 星形網(wǎng)的幾何圖形如圖-3所示。 星形網(wǎng)的幾何圖形簡(jiǎn)單，但其直接觀測(cè)邊之間，一般不構(gòu)成閉合圖形，所以其檢驗(yàn)與發(fā)現(xiàn)粗差的能力差。 這種網(wǎng)形的主要優(yōu)點(diǎn)，是觀測(cè)中通常只需要兩臺(tái)GPS接收機(jī)，作業(yè)簡(jiǎn)單。因此在快速靜態(tài)定位和準(zhǔn)動(dòng)態(tài)定位等快速作業(yè)模式中，大都采用這種網(wǎng)形，它被廣泛地應(yīng)用于工程放樣、邊界測(cè)量、地籍測(cè)量和碎部測(cè)量等。 圖-3星形

23、網(wǎng) 第43頁(yè)，共114頁(yè)。第3節(jié) 選點(diǎn)與建立標(biāo)志 3.1 選點(diǎn)工作 選點(diǎn)，即觀測(cè)站址的選擇。由于GPS測(cè)量觀測(cè)站之間不要相互通視，而且網(wǎng)的圖形選擇也比較靈活，所以選點(diǎn)工作，遠(yuǎn)較經(jīng)典控制測(cè)量的選點(diǎn)工作簡(jiǎn)便。但由于點(diǎn)位的選擇，對(duì)于保證觀測(cè)工作的順利進(jìn)行和可靠地保持測(cè)量結(jié)果，具有重要意義，所以，在選點(diǎn)工作開(kāi)始之前，應(yīng)充分收集和了解有關(guān)測(cè)區(qū)的地理情況，以及原有測(cè)量標(biāo)志點(diǎn)的分布及保存情況，以便確定適宜的觀測(cè)站位置。選點(diǎn)工作通常應(yīng)遵守的原則是（1）觀測(cè)站應(yīng)遠(yuǎn)離大功率的無(wú)線電發(fā)射臺(tái)和高壓輸電線，以避免其周圍磁場(chǎng)對(duì)GPS衛(wèi)星信號(hào)的干擾。接收機(jī)天線與其距離，一般不得小于200m；第44頁(yè)，共114頁(yè)。（2）觀測(cè)

24、站附近不應(yīng)有大面積的水域，或?qū)﹄姶挪ǚ瓷洌ɑ蛭眨?qiáng)烈的物體，以減弱多路徑效應(yīng)的影響；（3）觀測(cè)站應(yīng)設(shè)在易于安置接收設(shè)備的地方，且視場(chǎng)開(kāi)闊。在視場(chǎng)內(nèi)周圍障礙物的高度角，根據(jù)情況一般應(yīng)小于1015；（4）觀測(cè)站應(yīng)選在交通方便的地方，并且便于用其它測(cè)量手段聯(lián)測(cè)和擴(kuò)展；（5）對(duì)于基線較長(zhǎng)的GPS網(wǎng)，還應(yīng)考慮觀測(cè)站附近，應(yīng)具有良好的通信設(shè)施（電話與電報(bào)、郵電）和電力供應(yīng)，以供觀測(cè)站之間的聯(lián)絡(luò)和設(shè)備用電；（6）點(diǎn)位選定后（包括方位點(diǎn)），均應(yīng)按規(guī)定繪制點(diǎn)之記，其主要內(nèi)容包括，點(diǎn)位及點(diǎn)位略圖，點(diǎn)位的交通情況以及選點(diǎn)情況等。第45頁(yè)，共114頁(yè)。3.2 建立點(diǎn)位標(biāo)志為了保持點(diǎn)位，以便長(zhǎng)期利用GPS測(cè)量進(jìn)行重復(fù)

25、觀測(cè)，GPS網(wǎng)點(diǎn)，一般應(yīng)設(shè)置具有中心標(biāo)志的標(biāo)石，以精確標(biāo)志點(diǎn)位。點(diǎn)的標(biāo)石和標(biāo)志必須穩(wěn)定、堅(jiān)固，以利長(zhǎng)久保存和利用。尤其對(duì)于研究地球動(dòng)力學(xué)現(xiàn)象和工程變形。而建立的各種監(jiān)測(cè)網(wǎng)，以及大范圍的高精度GPS網(wǎng)，其網(wǎng)點(diǎn)的位置，必須可靠地加以標(biāo)志。對(duì)于城市、礦山和工程測(cè)量的區(qū)域性GPS網(wǎng)，其點(diǎn)位一般也須妥善地加以標(biāo)志。但是，隨著GPS定位技術(shù)的發(fā)展和普及，重測(cè)一個(gè)點(diǎn)，將可能比建造和長(zhǎng)久保持一個(gè)點(diǎn)更經(jīng)濟(jì)，那時(shí)，除上述以研究動(dòng)力學(xué)現(xiàn)象為目的的監(jiān)測(cè)網(wǎng)、衛(wèi)星跟蹤網(wǎng)和作為坐標(biāo)系統(tǒng)維持和傳遞國(guó)家GPS控制網(wǎng)之外，建造長(zhǎng)久保護(hù)的標(biāo)志點(diǎn)，可能將不再是必要的了。第46頁(yè)，共114頁(yè)。目前，GPS網(wǎng)點(diǎn)的標(biāo)石類型及其適用范圍，如

26、表4所列。關(guān)于各種標(biāo)石的構(gòu)造可參見(jiàn)附錄七。類 別形 式適 用 級(jí) 別基巖標(biāo)石基巖天線墩基巖標(biāo)石A基本標(biāo)石一般基本標(biāo)石土層天線墩巖層天線墩凍土基本標(biāo)石沙丘基本標(biāo)石A或B普通標(biāo)石一般標(biāo)石巖層標(biāo)石建筑物上標(biāo)石BE標(biāo) 石 類 型 表4第47頁(yè)，共114頁(yè)。第4節(jié) GPS測(cè)量的觀測(cè)工作 觀測(cè)工作的內(nèi)容主要包括：觀測(cè)計(jì)劃的擬定、儀器的選擇與檢驗(yàn)和觀測(cè)工作的實(shí)施等。其中， 有關(guān)儀器的檢驗(yàn)，將在5節(jié)另行介紹。第48頁(yè)，共114頁(yè)。4.1 觀測(cè)計(jì)劃的擬定 觀測(cè)工作，或數(shù)據(jù)采集，是GPS測(cè)量的主要外業(yè)工作，所以，當(dāng)觀測(cè)工作開(kāi)始之前，仔細(xì)地?cái)M定觀測(cè)計(jì)劃，對(duì)于順利地完成觀測(cè)任務(wù)，保障測(cè)量成果的精度，提高效益是極為重要

27、的。 擬定觀測(cè)計(jì)劃的依據(jù)是：GPS網(wǎng)的布設(shè)方案，規(guī)模大小，精度要求，GPS衛(wèi)星星座，參加作業(yè)的GPS接收機(jī)數(shù)量以及后勤保障條件（運(yùn)輸、通信）等。觀測(cè)計(jì)劃的主要內(nèi)容應(yīng)包括：GPS衛(wèi)星的可見(jiàn)性圖及最佳觀測(cè)時(shí)間的選擇，采用的接收機(jī)類型和數(shù)量，觀測(cè)區(qū)的劃分和觀測(cè)工作的進(jìn)程以及接收機(jī)的高度計(jì)劃等。第49頁(yè)，共114頁(yè)。1. 觀測(cè)工作量的設(shè)計(jì)與計(jì)算 外業(yè)觀測(cè)的工作量，與用戶的要求精度和采用的接收機(jī)類型和數(shù)量，以及作業(yè)模式等因素有關(guān)。GPS網(wǎng)觀測(cè)工作量的設(shè)計(jì)，除要考慮觀測(cè)工作的效率外，還必須保證網(wǎng)的精度和可靠性。 前已指出，當(dāng)參加作業(yè)的接收機(jī)數(shù)為ki，則每一時(shí)段可得觀測(cè)基線向量數(shù)為 ki (ki-1)/2

28、其中包括獨(dú)立觀測(cè)向量數(shù)(ki-1)和多余觀測(cè)向量數(shù)（ki-1）(ki-2)/2。 因?yàn)樵黾佣嘤嘤^測(cè)量，會(huì)提高網(wǎng)的可靠性，所以，作業(yè)中適當(dāng)增加接收機(jī)的數(shù)量，不僅會(huì)提高工作效率，同時(shí)也將明顯地增加多余觀測(cè)量。 另外，為了有助于外業(yè)觀測(cè)數(shù)據(jù)的檢核，增加可靠性，通常根據(jù)不同的精度要求，基線測(cè)量中，同步觀測(cè)的時(shí)段數(shù)以及時(shí)段的長(zhǎng)度，應(yīng)滿足表5規(guī)定。第50頁(yè)，共114頁(yè)。GPS測(cè)量的基本技術(shù)規(guī)定 表 5 級(jí)別項(xiàng)目 ABCDE衛(wèi)星高度角（1）1015151515觀測(cè)時(shí)段數(shù)86222時(shí)段長(zhǎng)度(min)180120906060數(shù)據(jù)采樣間隔(s)15161560156015601560衛(wèi)星觀測(cè)值象限分布(255)%

29、(2510)%(2520)%(2520)%25%(2520)%25%第51頁(yè)，共114頁(yè)。3. 關(guān)于衛(wèi)星的可見(jiàn)性預(yù)報(bào)及觀測(cè)時(shí)段的選擇 因?yàn)橛^測(cè)衛(wèi)星的幾何分布，對(duì)GPS定位的精度具有重要影響，所以，為了選擇最佳的觀測(cè)時(shí)段，擬定觀測(cè)計(jì)劃，應(yīng)首先編制如GPS衛(wèi)星數(shù)和PDOP變化圖。編制可見(jiàn)性圖所用的測(cè)站概略坐標(biāo)，可取該圖適用范圍（300km）內(nèi)，各點(diǎn)概略坐標(biāo)的平均值，而編制可見(jiàn)性圖所用的概略星歷，其齡期也不能過(guò)長(zhǎng)，一般不應(yīng)超過(guò)30天，超過(guò)時(shí)應(yīng)重新觀測(cè)一組新的概略星歷。第52頁(yè)，共114頁(yè)。第53頁(yè)，共114頁(yè)。在GPS測(cè)量中，所測(cè)衛(wèi)星與觀測(cè)站所組成的幾何圖形，其強(qiáng)度可取空間位置精度度因子（PDOP）

30、來(lái)表示。無(wú)論是絕對(duì)定位或相對(duì)定位。基值均不應(yīng)超過(guò)一定的要求。相應(yīng)表1所列的精度級(jí)別，PDOP值應(yīng)不超過(guò)表6所列限制。 圖6可見(jiàn)衛(wèi)星數(shù)和PDOP變化PDOP的限制 表6級(jí) 別ABCDEPDOP4681010第54頁(yè)，共114頁(yè)。4.2 GPS測(cè)量?jī)x器設(shè)備的配置GPS接收機(jī)是實(shí)施測(cè)量工作的關(guān)鍵設(shè)備，其性能要求所需的接收機(jī)數(shù)量與GPS網(wǎng)的布設(shè)方案和要求的精度有關(guān)，工作中可根據(jù)情況按表7規(guī)定選擇。PDOP的限制 表6級(jí) 別ABCD、E單頻/雙頻雙頻雙頻雙頻或單頻單頻或雙頻標(biāo)稱精度優(yōu)于5mm+0.5ppm優(yōu)于5mm+1ppm優(yōu)于5mm+2ppm優(yōu)于5mm+3ppm第55頁(yè)，共114頁(yè)。級(jí) 別ABCD、E

31、觀測(cè)量載波相位載波相位載波相位載波相位同步觀測(cè)接收機(jī)數(shù)4322GPS接收機(jī)的配置 續(xù)表第56頁(yè)，共114頁(yè)。 4.3 觀測(cè)工作 觀測(cè)工作主要包括：天線安置，觀測(cè)作業(yè)，觀測(cè)記錄和觀測(cè)數(shù)據(jù)的質(zhì)量判定等。1. 天線安置 天線的妥善安置，是實(shí)現(xiàn)精密定位的重要條件之一。其安置工作一般應(yīng)滿足以下要求： 靜態(tài)相對(duì)定位時(shí)，天線安置應(yīng)盡可能利用三腳架，并安置在標(biāo)志中心的上方直接對(duì)中觀測(cè)。在特殊情況下，方可進(jìn)行偏心觀測(cè)，但歸心元素應(yīng)精密測(cè)定。 當(dāng)天線需安置在三角點(diǎn)覘標(biāo)的基板上時(shí)，應(yīng)先將覘標(biāo)頂部拆除，以防止對(duì)信號(hào)的干擾。這時(shí)可將標(biāo)志中心投影到基板上，作為安置天線的依據(jù)。 天線底板上的圓水準(zhǔn)器氣泡必須居中。第57頁(yè)，

32、共114頁(yè)。 天線的定向標(biāo)志線，應(yīng)指向正北，并顧及當(dāng)?shù)卮牌怯绊?，以減弱相位中心偏差的影響。定向誤差依定位的精度不同而異，一般應(yīng)不超過(guò)35。 雷雨天氣安置天線時(shí)，應(yīng)注意將其底盤(pán)接地，防止雷擊。 天線安置后，應(yīng)在各觀測(cè)時(shí)段的前后，各量測(cè)天線高一次，測(cè)量的方法按儀器的操作說(shuō)明執(zhí)行。兩次量測(cè)結(jié)果之差不應(yīng)超過(guò)3mm，并取其平均值采用。 所謂天線高，系指天線的相位中心，至觀測(cè)點(diǎn)標(biāo)志中心頂端的垂直距離。一般分為上、下兩段，上段是從相位中心至天線底面的距離，這一段的數(shù)值由廠家給出，并作為常數(shù)；下段是從天線底面，至觀測(cè)點(diǎn)標(biāo)志中心頂端的距離，這一段由用戶臨時(shí)測(cè)定。天線高的量測(cè)值應(yīng)為上下兩段距離之和。第58頁(yè)，共

33、114頁(yè)。2. 觀測(cè)作業(yè) 在開(kāi)機(jī)實(shí)施觀測(cè)工作之前，接收機(jī)一般需按規(guī)定經(jīng)過(guò)預(yù)熱和靜置。觀測(cè)作業(yè)的主要任務(wù)是捕獲GPS衛(wèi)星信號(hào)，并對(duì)其進(jìn)行跟蹤、處理和量測(cè)，以獲取所需要的定位信息和觀測(cè)數(shù)據(jù)。 利用GPS接收機(jī)作業(yè)的具體操作步驟和方法，隨接收機(jī)的類型和作業(yè)模式不同而異。而且，隨著接收機(jī)設(shè)備軟件和硬件的不斷發(fā)展，接收機(jī)設(shè)備的操作方法也將有所變化，自動(dòng)化的水平將不斷提高。用戶可按隨機(jī)操作手冊(cè)執(zhí)行。 一般來(lái)說(shuō)，在外業(yè)觀測(cè)工作中，操作人員應(yīng)注意以下事項(xiàng)： 當(dāng)確認(rèn)外接電源電纜及天線等各項(xiàng)聯(lián)結(jié)完全無(wú)誤后，方可接通電源，啟動(dòng)接收機(jī)； 開(kāi)機(jī)后，接收機(jī)的有關(guān)指和儀表數(shù)據(jù)顯示正常時(shí)，方能進(jìn)行自測(cè)試和輸入有關(guān)測(cè)站和時(shí)段控

34、制信息；第59頁(yè)，共114頁(yè)。 接收機(jī)在開(kāi)始記錄數(shù)據(jù)后，用戶應(yīng)注意查看有關(guān)觀測(cè)衛(wèi)星數(shù)量、衛(wèi)星號(hào)、相位測(cè)量殘差，實(shí)時(shí)定位結(jié)果及其變化、存儲(chǔ)介質(zhì)記錄等情況； 在觀測(cè)過(guò)程中，接收機(jī)不得關(guān)閉并重新啟動(dòng)；不準(zhǔn)改變衛(wèi)星高度角的限值；不準(zhǔn)改變天線高； 每一觀測(cè)時(shí)段中，氣象資料一般應(yīng)在時(shí)段始末及中間各觀測(cè)記錄一次，當(dāng)時(shí)段較長(zhǎng)時(shí)（如超過(guò)60分），應(yīng)適當(dāng)增加觀測(cè)次數(shù)； 觀測(cè)站的全部預(yù)定作業(yè)項(xiàng)目，經(jīng)檢查均已按規(guī)定完成，且記錄與資料均完整無(wú)誤后，方可遷站。 第60頁(yè)，共114頁(yè)。3. 觀測(cè)記錄 在外業(yè)觀測(cè)過(guò)程中，所有的觀測(cè)數(shù)據(jù)和資料，均須妥善記錄。記錄的形式主要有以下兩種：（1）觀測(cè)記錄 觀測(cè)記錄，由接收設(shè)備自動(dòng)形成

35、，均記錄在存儲(chǔ)介質(zhì)（如磁帶、磁卡或記憶卡等）上，其內(nèi)容包括， 載波相位觀測(cè)值及相應(yīng)的觀測(cè)歷元； 同一歷元的測(cè)碼偽距觀測(cè)值； GPS衛(wèi)星星歷及衛(wèi)星鐘差參數(shù)； 實(shí)時(shí)絕對(duì)定位結(jié)果； 測(cè)站控制信息及接收機(jī)工作狀態(tài)信息。第61頁(yè)，共114頁(yè)。第6節(jié) GPS測(cè)量的作業(yè)模式 所謂GPS測(cè)量的作業(yè)模式，亦即利用GPS定位技術(shù)，確定觀測(cè)站之間相對(duì)位置所采用的作業(yè)方式。它與GPS接收設(shè)備的軟件和硬件密切相關(guān)。同時(shí)，不同的作業(yè)模式，因作業(yè)方法和觀測(cè)時(shí)間的不同，而具有不同的應(yīng)用范圍。 近年來(lái)，特別由于GPS測(cè)量數(shù)據(jù)處理軟件系統(tǒng)的發(fā)展，為確定兩點(diǎn)之間的相對(duì)位置，已有多種作業(yè)模式可供選擇。目前，在GPS接收系統(tǒng)硬件和軟件

36、的支持下，較為普遍采用的作業(yè)模式，主要有靜態(tài)相對(duì)定位、快速靜態(tài)相對(duì)定位、準(zhǔn)動(dòng)態(tài)相對(duì)定位和動(dòng)態(tài)相對(duì)定位等?，F(xiàn)將這些不同作業(yè)模式的特點(diǎn)及其適用范圍，簡(jiǎn)單地介紹如下。 第62頁(yè)，共114頁(yè)。第63頁(yè)，共114頁(yè)。6.1經(jīng)典靜態(tài)相對(duì)定位模式作業(yè)方法：采用兩套（或兩套以上）接收設(shè)備，分別安置在一條（或數(shù)條）基線的端點(diǎn)，根據(jù)基線長(zhǎng)度和要求的精度，按表5的規(guī)定同步觀測(cè)4顆以上衛(wèi)星數(shù)時(shí)段，每一時(shí)段長(zhǎng)13小時(shí)。定位精度：基線測(cè)量的精度可達(dá)5mm+1ppmD，D為基線長(zhǎng)度，以公里計(jì)。特點(diǎn)：這種作業(yè)模式所觀測(cè)的獨(dú)立基線邊，應(yīng)構(gòu)成某種閉合圖形（如圖8），以利于觀測(cè)成果的檢核，增強(qiáng)網(wǎng)的強(qiáng)度，提高成果的可靠性和精確性，基

37、線長(zhǎng)度可由數(shù)公里至上千公里。第64頁(yè)，共114頁(yè)。適應(yīng)范圍： 建立地殼運(yùn)動(dòng)或工程變形監(jiān)測(cè)網(wǎng)； 建立全球性或國(guó)家級(jí)大地控制網(wǎng)；建立長(zhǎng)距離檢校基線；進(jìn)行島嶼與大陸聯(lián)測(cè)；建立精密工程測(cè)量控制網(wǎng)。第65頁(yè)，共114頁(yè)。圖8 經(jīng)典靜態(tài)相對(duì)定位第66頁(yè)，共114頁(yè)。6.2快速靜態(tài)相對(duì)定位模式作業(yè)方法：在測(cè)區(qū)的中部選擇一個(gè)基準(zhǔn)站(或參考站)，并安置一臺(tái)接收機(jī)，連續(xù)跟蹤所有可見(jiàn)衛(wèi)星；另一臺(tái)接收機(jī)，依次到各點(diǎn)流動(dòng)設(shè)站，并且在每個(gè)流動(dòng)站上，靜止觀測(cè)數(shù)分鐘，以便按快速解算整周未知數(shù)的方法解算整周未知數(shù)。如圖10-9所示。該作業(yè)模式要求，在觀測(cè)中必須至少跟蹤4顆衛(wèi)星，同時(shí)流動(dòng)站與基準(zhǔn)站相距，不超過(guò)15km。 第67頁(yè)

38、，共114頁(yè)。圖9 快速靜態(tài)相對(duì)定位模式 基準(zhǔn)站 觀測(cè)基線 遷站路線 流動(dòng)站 第68頁(yè)，共114頁(yè)。 定位精度： 流動(dòng)站相對(duì)基準(zhǔn)站的基線中誤差，可達(dá)(510)mm+1ppmD 特點(diǎn): 接收機(jī)在流動(dòng)站之間移動(dòng)時(shí),不必保持對(duì)所測(cè)衛(wèi)星的連續(xù)跟蹤，因而可關(guān)閉電源以降低能耗。該模式作業(yè)速度快，精度高。缺點(diǎn)是，在采用兩臺(tái)接收機(jī)作業(yè)的情況下，直接觀測(cè)邊不構(gòu)成閉合圖形，可靠性較差。 適用范圍： 小范圍的控制測(cè)量及其加密； 工程測(cè)量、邊界測(cè)量； 地籍測(cè)量及碎部測(cè)量等。 第69頁(yè)，共114頁(yè)。 6.3 準(zhǔn)動(dòng)態(tài)相對(duì)定位模式作業(yè)方法： -在測(cè)區(qū)選擇一基準(zhǔn)站，并在其上安置一臺(tái)接收機(jī)，連續(xù)跟蹤所有可見(jiàn)衛(wèi)星； -置另一臺(tái)流

39、動(dòng)的接收機(jī)于起始點(diǎn)(例如圖10中1號(hào)點(diǎn))觀測(cè)數(shù)分鐘，以便快速確定整周未知數(shù)； 在保持對(duì)所測(cè)衛(wèi)星連續(xù)跟蹤的情況下，流動(dòng)的接收機(jī)依次遷到2，3號(hào)流動(dòng)點(diǎn)各觀測(cè)數(shù)分鐘。 該作業(yè)模式要求，作業(yè)時(shí)必須至少有4顆以上分布良好的衛(wèi)星可供觀測(cè)；在觀測(cè)過(guò)程中，流動(dòng)接收機(jī)對(duì)所測(cè)衛(wèi)星信號(hào)不能失鎖；一旦發(fā)生失鎖現(xiàn)象，應(yīng)在失鎖后的流動(dòng)點(diǎn)上，將觀測(cè)時(shí)間延長(zhǎng)至數(shù)分鐘；流動(dòng)點(diǎn)與基準(zhǔn)站相距，目前一般應(yīng)不超過(guò)15km。第70頁(yè)，共114頁(yè)。 定位精度： 基準(zhǔn)測(cè)量的中誤差可達(dá)(1020)mm+1ppmD。 特點(diǎn)： 該作業(yè)模式效率甚高。在作業(yè)過(guò)程中，即使偶然發(fā)生失鎖，只要在失鎖的流動(dòng)點(diǎn)上，延長(zhǎng)觀測(cè)數(shù)分鐘，仍可繼續(xù)按該模式作業(yè)。 應(yīng)用范

40、圍： 開(kāi)闊地區(qū)的加密測(cè)量； 工程定位及碎部測(cè)量； 剖面測(cè)量和路線測(cè)量； 地籍測(cè)量等。圖10 準(zhǔn)動(dòng)態(tài)相對(duì)定位模式 基準(zhǔn)站 1 234567891012131 1第71頁(yè)，共114頁(yè)。 6.4 動(dòng)態(tài)相對(duì)定位模式 作業(yè)方法： 建立一個(gè)基準(zhǔn)站，并在其上安置一臺(tái)接收機(jī)，連續(xù)跟蹤所有可見(jiàn)衛(wèi)星； 另一臺(tái)接收機(jī)，安置在運(yùn)動(dòng)的載體上(見(jiàn)圖11)，在出發(fā)點(diǎn)按快速靜態(tài)相對(duì)定位法，靜止觀測(cè)數(shù)分鐘，以進(jìn)行初始化； 運(yùn)動(dòng)的接收機(jī)從出發(fā)點(diǎn)開(kāi)始，在運(yùn)動(dòng)過(guò)程中，按預(yù)定的采樣間隔自動(dòng)觀測(cè)。 該作業(yè)模式要求，至少同步觀測(cè)4顆以上分布良好的衛(wèi)星，并在運(yùn)動(dòng)過(guò)程中保持連續(xù)跟蹤；同時(shí)，運(yùn)動(dòng)點(diǎn)與基準(zhǔn)站的距離，目前應(yīng)不超過(guò)15km。第72頁(yè)，

41、共114頁(yè)。 定位精度：運(yùn)動(dòng)點(diǎn)相對(duì)基準(zhǔn)之基線測(cè)量精度，可達(dá)(1-2)cm+1ppmD.特點(diǎn):速度快，精度高，可實(shí)現(xiàn)載體的連續(xù)實(shí)時(shí)定位。應(yīng)用范圍： 精密測(cè)定載體的運(yùn)動(dòng)軌跡； 道路中心測(cè)量； 航道測(cè)量； 開(kāi)闊地區(qū)的剖面測(cè)量和水文測(cè)量等。圖11 動(dòng)態(tài)相對(duì)定位模式基準(zhǔn)站 912341178651012 第73頁(yè)，共114頁(yè)。第7節(jié) 實(shí)時(shí)動(dòng)態(tài)測(cè)量系統(tǒng)及其應(yīng)用 7.1 GPS 實(shí)時(shí)動(dòng)態(tài)定位方法概述實(shí)時(shí)動(dòng)態(tài)(Real Time KinematicRTK)測(cè)量系統(tǒng)，是GPS測(cè)量技術(shù)與數(shù)據(jù)傳輸技術(shù)相結(jié)合，而構(gòu)成的組合系統(tǒng)。它是GPS測(cè)量技術(shù)發(fā)展中的一個(gè)新的突破。第74頁(yè)，共114頁(yè)。RTK測(cè)量技術(shù)，是以載波相位

42、觀測(cè)為根據(jù)的實(shí)時(shí)差分GPS (RTD GPS)測(cè)量技術(shù)。大家知道，GPS測(cè)量工作的模式已有多種，如靜態(tài)、快速靜態(tài)、準(zhǔn)動(dòng)態(tài)和動(dòng)態(tài)相對(duì)定位等。但是，利用這些測(cè)量模式，如果不與數(shù)據(jù)傳輸系統(tǒng)相結(jié)合，其定位結(jié)果均需通過(guò)觀測(cè)數(shù)據(jù)的測(cè)后處理而獲得。由于觀測(cè)數(shù)據(jù)需在測(cè)后處理，所以上述各種測(cè)量模式，不僅無(wú)法實(shí)時(shí)地給出觀測(cè)站的定位結(jié)果，而且也無(wú)法對(duì)基準(zhǔn)站和用戶站觀測(cè)數(shù)據(jù)的質(zhì)量，進(jìn)行實(shí)時(shí)的檢核，因而難以避免在數(shù)據(jù)后處理中發(fā)現(xiàn)不合格的測(cè)量成果，需要進(jìn)行返工重測(cè)的情況。過(guò)去解決這一問(wèn)題的措施，主要是延長(zhǎng)觀測(cè)時(shí)間，以獲得大量的多余觀測(cè)，來(lái)保障測(cè)量結(jié)果的可靠性。但是，這樣一來(lái)，便顯著地降低了GPS測(cè)量工作的效率。第75頁(yè)，

43、共114頁(yè)。實(shí)時(shí)動(dòng)態(tài)測(cè)量的基本思想是，在基準(zhǔn)站上安置一臺(tái)GPS接收機(jī)，對(duì)所有可見(jiàn)GPS衛(wèi)星進(jìn)行連續(xù)地觀測(cè)，并將其觀測(cè)數(shù)據(jù)，通過(guò)無(wú)線電傳輸設(shè)備，實(shí)時(shí)地發(fā)送給用戶觀測(cè)站。在用戶站上，GPS接收機(jī)在接收GPS衛(wèi)星信號(hào)的同時(shí)，通過(guò)無(wú)線電接收設(shè)備，接收基準(zhǔn)站傳輸?shù)挠^測(cè)數(shù)據(jù)，然后根據(jù)相對(duì)定位的原理，實(shí)時(shí)地計(jì)算并顯示用戶站的三維坐標(biāo)及其精度。這樣，通過(guò)實(shí)時(shí)計(jì)算的定位結(jié)果，便可監(jiān)測(cè)基站與用戶站觀測(cè)成果的質(zhì)量和解算結(jié)果的收斂情況，從而可實(shí)時(shí)地判別解算結(jié)果是否成功，以減少冗余觀測(cè)，縮短觀測(cè)時(shí)間。 RTK測(cè)量系統(tǒng)的開(kāi)發(fā)成功，為GPS測(cè)量工作的可靠性和高效率提供了保障，這對(duì)GPS測(cè)量技術(shù)的發(fā)展和普及，具有重要的現(xiàn)實(shí)意

44、義。不過(guò)，這一測(cè)量系統(tǒng)的應(yīng)用，也明顯地增加了用戶的設(shè)備投資。 第76頁(yè)，共114頁(yè)。 7.2 實(shí)時(shí)動(dòng)態(tài)（RTK）測(cè)量系統(tǒng)的設(shè)備配置RTK測(cè)量系統(tǒng)的構(gòu)成， 主要包括三部分： - GPS接收設(shè)備； - 數(shù)據(jù)傳輸系統(tǒng)； - 軟件系統(tǒng)。 第77頁(yè)，共114頁(yè)。第78頁(yè)，共114頁(yè)。 1.GPS接收設(shè)備 RTK測(cè)量系統(tǒng)中，至少包含二臺(tái)接收機(jī)，分別安置在基準(zhǔn)站和用戶站上。基準(zhǔn)站應(yīng)設(shè)在測(cè)區(qū)內(nèi)地勢(shì)較高，視野開(kāi)闊，且坐標(biāo)已知的點(diǎn)上。在城區(qū)可考慮設(shè)在樓頂平臺(tái)上。作業(yè)期間，基準(zhǔn)站的接收機(jī)應(yīng)連續(xù)跟蹤全部可見(jiàn)GPS衛(wèi)星，并將觀測(cè)數(shù)據(jù)通過(guò)數(shù)據(jù)傳輸系統(tǒng)，實(shí)時(shí)地發(fā)送給用戶站。 圖12實(shí)時(shí)相對(duì)定位(RTK或RTDGPS)示意T

45、1T2基準(zhǔn)站 當(dāng)基準(zhǔn)站為多用戶服務(wù)時(shí)，應(yīng)采用雙頻GPS接收機(jī)，且其采樣率應(yīng)與用戶站接收機(jī)采樣率最高的相一致。第79頁(yè)，共114頁(yè)。圖12實(shí)時(shí)相對(duì)定位(RTK或RTDGPS)示意 T2T1第80頁(yè)，共114頁(yè)。2. 數(shù)據(jù)傳輸系統(tǒng) 數(shù)據(jù)傳輸系統(tǒng)（或簡(jiǎn)稱數(shù)據(jù)鏈），由基準(zhǔn)站的發(fā)射臺(tái)與用戶站的接收臺(tái)組成，它是實(shí)現(xiàn)實(shí)時(shí)動(dòng)態(tài)測(cè)量的關(guān)鍵設(shè)備。 數(shù)據(jù)傳輸設(shè)備，要充分保證傳輸數(shù)據(jù)的可靠性，其頻率和功率的選擇主要決定于用戶站與基準(zhǔn)站間的距離，環(huán)境質(zhì)量，數(shù)據(jù)的傳輸速度。有關(guān)數(shù)據(jù)鏈的詳細(xì)情況，讀者可參閱有關(guān)文獻(xiàn)。第81頁(yè)，共114頁(yè)。3. 支持實(shí)時(shí)動(dòng)態(tài)測(cè)量的軟件系統(tǒng)在此，軟件系統(tǒng)的質(zhì)量與功能，對(duì)于保障實(shí)時(shí)動(dòng)態(tài)測(cè)量的可行

46、性，測(cè)量結(jié)果的精確性與可靠性，具有決定性的意義。以測(cè)相偽距為觀測(cè)量的實(shí)時(shí)動(dòng)態(tài)測(cè)量，其主要問(wèn)題仍在于，載波相位初始整周未知數(shù)的精密確定，流動(dòng)觀測(cè)中對(duì)衛(wèi)星的連續(xù)跟蹤，以及失鎖后的重新初始化問(wèn)題。目前，由于快速解算和動(dòng)態(tài)解算整周未知數(shù)的發(fā)展，為實(shí)時(shí)動(dòng)態(tài)測(cè)量的實(shí)施奠定了基礎(chǔ)。實(shí)時(shí)動(dòng)態(tài)測(cè)量的軟件系統(tǒng)，應(yīng)具有基本功能是第82頁(yè)，共114頁(yè)。a. 快速解算，或動(dòng)態(tài)快速解算整周未知數(shù)；b. 根據(jù)相對(duì)定位原理，采用適當(dāng)?shù)臄?shù)據(jù)處理方法（例如序貫平差法），實(shí)時(shí)解算用戶站在WGS84中的三維坐標(biāo)；c. 根據(jù)已知轉(zhuǎn)換參數(shù)，進(jìn)行坐標(biāo)系統(tǒng)的轉(zhuǎn)換；d. 解算結(jié)果質(zhì)量的分析與評(píng)價(jià)；e. 作業(yè)模式（例如，靜態(tài)，快速靜態(tài)，準(zhǔn)動(dòng)態(tài)和

47、動(dòng)態(tài)等工作模式）的選擇與轉(zhuǎn)換；f. 測(cè)量結(jié)果的顯示與繪圖。第83頁(yè)，共114頁(yè)。7.3 實(shí)時(shí)動(dòng)態(tài)（RTK）測(cè)量的作業(yè)模式與應(yīng)用根據(jù)用戶的要求，目前實(shí)時(shí)動(dòng)態(tài)測(cè)量采用的作業(yè)模式，主要有：快速靜態(tài)測(cè)量采用這種測(cè)量模式，要求GPS接收機(jī)在每一用戶站上，靜止地進(jìn)行觀測(cè)。在觀測(cè)過(guò)程中，連同接收到的基準(zhǔn)站的同步觀測(cè)數(shù)據(jù)，實(shí)時(shí)地解算整周未知數(shù)和用戶站的三維坐標(biāo)。如果解算結(jié)果的變化趨于穩(wěn)定，且其精度已滿足設(shè)計(jì)的要求，便可適時(shí)的結(jié)束觀測(cè)工作。采用這種模式作業(yè)時(shí)，用戶站的接收機(jī)在流動(dòng)過(guò)程中，可以不必保持對(duì)GPS衛(wèi)星的連續(xù)跟蹤，其定位精度可達(dá)1cm2cm。這種方法可應(yīng)用于城市、礦山等區(qū)域性的控制測(cè)量，工程測(cè)量和地籍測(cè)

48、量等。第84頁(yè)，共114頁(yè)。第85頁(yè)，共114頁(yè)。 準(zhǔn)動(dòng)態(tài)測(cè)量同一般的準(zhǔn)動(dòng)態(tài)測(cè)量一樣，這種測(cè)量模式，通常要求流動(dòng)的接收機(jī)。在觀測(cè)工作開(kāi)始之前，首先在某一起始點(diǎn)上靜止地進(jìn)行觀測(cè)，以便采用快速解算整周未知數(shù)的方法實(shí)時(shí)地進(jìn)行初始化工作。初始化后，流動(dòng)的接收機(jī)在每一觀測(cè)站上，只需靜止觀測(cè)數(shù)歷元，并連同基準(zhǔn)站的同步觀測(cè)數(shù)據(jù)，實(shí)時(shí)地解算流動(dòng)站的三維坐標(biāo)。目前，其定位的精度可達(dá)厘米級(jí)。這種方法，要求接收機(jī)在觀測(cè)過(guò)程中，保持對(duì)所測(cè)衛(wèi)星的連續(xù)跟蹤。一旦發(fā)生失鎖，便需重新進(jìn)行初始化的工作。準(zhǔn)動(dòng)態(tài)實(shí)時(shí)測(cè)量模式，通常主要應(yīng)用于地籍測(cè)量、碎部測(cè)量、路線測(cè)量和工程放樣等。第86頁(yè)，共114頁(yè)。第87頁(yè)，共114頁(yè)。 動(dòng)態(tài)

49、測(cè)量動(dòng)態(tài)測(cè)量模式，一般需首先在某一起始點(diǎn)上，靜止地觀測(cè)數(shù)分鐘，以便進(jìn)行初始化工作。之后，運(yùn)動(dòng)的接收機(jī)按預(yù)定的采樣時(shí)間間隔自動(dòng)地進(jìn)行觀測(cè)，并連同基準(zhǔn)站的同步觀測(cè)數(shù)據(jù)，實(shí)時(shí)地確定采樣點(diǎn)的空間位置。目前，其定位的精度可達(dá)厘米級(jí)。這種測(cè)量模式，仍要求在觀測(cè)過(guò)程中，保持對(duì)觀測(cè)衛(wèi)星的連續(xù)跟蹤。一旦發(fā)生失鎖，則需重新進(jìn)行初始化。這時(shí)，對(duì)陸上的運(yùn)動(dòng)目標(biāo)來(lái)說(shuō)，可以在衛(wèi)星失鎖的觀測(cè)點(diǎn)上，靜止地觀測(cè)數(shù)分鐘，以便重新初始化，或者利用動(dòng)態(tài)初始化（AROF）技術(shù)，重新初始化，而對(duì)海上和空中的運(yùn)動(dòng)目標(biāo)來(lái)說(shuō)，則只有應(yīng)用AROF技術(shù)，重新完成初始化的工作。第88頁(yè)，共114頁(yè)。第89頁(yè)，共114頁(yè)。實(shí)時(shí)動(dòng)態(tài)測(cè)量模式，主要應(yīng)用于

50、航空攝影測(cè)量和航空物探中采樣點(diǎn)的實(shí)時(shí)定位，航道測(cè)量，道路中線測(cè)量，以及運(yùn)動(dòng)目標(biāo)的精密導(dǎo)航等。目前，實(shí)時(shí)動(dòng)態(tài)測(cè)量系統(tǒng)，已在約20km的范圍內(nèi)，得到了成功的應(yīng)用。相信，隨著數(shù)據(jù)傳輸設(shè)備性能和可靠性的不斷完善和提高，數(shù)據(jù)處理軟件功能的增強(qiáng)，它的應(yīng)用范圍將會(huì)不斷地?cái)U(kuò)大。第90頁(yè)，共114頁(yè)。智能交通系統(tǒng)（Intelligent Transport Systems，簡(jiǎn)稱ITS）就是將先進(jìn)的信息技術(shù)、數(shù)據(jù)通訊傳輸技術(shù)、電子控制技術(shù)以及計(jì)算機(jī)處理技術(shù)等有效地綜合運(yùn)用于整個(gè)交通系統(tǒng)，而建立起來(lái)的一種在大范圍內(nèi)、全方位發(fā)揮作用的實(shí)時(shí)、準(zhǔn)確、高效的運(yùn)輸綜合管理系統(tǒng)。城市公共交通智能化調(diào)度系統(tǒng)是運(yùn)用先進(jìn)的GPS技術(shù)

51、、GIS技術(shù)、無(wú)線通信技術(shù)以及計(jì)算機(jī)管理技術(shù)，在每個(gè)公交車輛和調(diào)度中心都配置雙向語(yǔ)音和數(shù)據(jù)通信功能的電臺(tái)，建立車輛動(dòng)態(tài)管理系統(tǒng)，實(shí)現(xiàn)全天候、大范圍、多車輛的實(shí)時(shí)動(dòng)態(tài)定位、調(diào)度、監(jiān)控，改進(jìn)車輛運(yùn)行管理，增強(qiáng)突發(fā)事件的反應(yīng)能力，提高車輛運(yùn)行率和行車安全度，并針對(duì)公交車輛的實(shí)際運(yùn)行情況，通過(guò)電子站牌提供實(shí)時(shí)乘客服務(wù)信息。 第91頁(yè)，共114頁(yè)。第92頁(yè)，共114頁(yè)。4. 同步環(huán)閉合差的檢驗(yàn)當(dāng)環(huán)中各邊為多臺(tái)接收機(jī)同步觀測(cè)的結(jié)果時(shí)（例如，3臺(tái)接收機(jī)同步觀測(cè)結(jié)果所構(gòu)成的三角形邊），由于各邊是不獨(dú)立的，所以在理論上其閉合差應(yīng)恒為零。但是，由于數(shù)據(jù)處理軟件模型的不完善，或計(jì)算各同步邊時(shí)數(shù)據(jù)取舍的差異，使得這種

52、同步環(huán)的閉合差，實(shí)際上一般仍不為零。這種閉合差的數(shù)值雖然一般較小，但實(shí)際觀測(cè)中也可把它作為成果質(zhì)量的一種檢核標(biāo)準(zhǔn)。如果假設(shè)，WX，WY，Wz分別為上述同步環(huán)坐標(biāo)分量的閉合差，則按規(guī)定應(yīng)滿足 （8）其中，W限為同步環(huán)閉合差的限值。第93頁(yè)，共114頁(yè)。第94頁(yè)，共114頁(yè)。9.2平差計(jì)算根據(jù)上述處理所獲得的標(biāo)準(zhǔn)化數(shù)據(jù)文件，便可進(jìn)行觀測(cè)數(shù)據(jù)的平差計(jì)算工作。平差計(jì)算的主要內(nèi)容包括：-同步觀測(cè)的基線向量平差。即同一基線邊，多歷元同步觀測(cè)值的平差計(jì)算。在同一測(cè)區(qū)中，同類精度的數(shù)據(jù)處理，應(yīng)采用相同的方法和相同的模型。由此所得到的平差結(jié)果，為基線向量（坐標(biāo)差）及其相應(yīng)的方差與協(xié)方差。-GPS網(wǎng)平差。利用上述

53、基線向量的平差結(jié)果，作為相關(guān)觀測(cè)量，進(jìn)行網(wǎng)的整體平差。整體平差應(yīng)在WGS-84坐標(biāo)系統(tǒng)中進(jìn)行，平差的結(jié)果，一般是網(wǎng)點(diǎn)的空間直角坐標(biāo)，大地坐標(biāo)和高斯平面坐標(biāo)，以及相應(yīng)的方差與協(xié)方差。第95頁(yè)，共114頁(yè)。-坐標(biāo)系統(tǒng)的轉(zhuǎn)換，或與地面網(wǎng)的聯(lián)合平差。在城市、礦山等區(qū)域性的測(cè)量工作中，往往需要將GPS測(cè)量結(jié)果，化算到用戶所采用的區(qū)域性坐標(biāo)系統(tǒng)。因此，上述GPS網(wǎng)，在WGS-84坐標(biāo)系統(tǒng)中的平差結(jié)果，尚需按用戶的要求，進(jìn)行坐標(biāo)系統(tǒng)的轉(zhuǎn)換，或者為了改善已有的經(jīng)典地面控制網(wǎng)，確定GPS網(wǎng)與經(jīng)典地面網(wǎng)之間的轉(zhuǎn)換參數(shù)，需要進(jìn)行兩網(wǎng)的聯(lián)合平差。GPS網(wǎng)與經(jīng)典地面網(wǎng)的聯(lián)合平差與坐標(biāo)系統(tǒng)的轉(zhuǎn)換，是GPS測(cè)量數(shù)據(jù)后處理的

54、重要內(nèi)容之一，而有關(guān)兩網(wǎng)聯(lián)合平差的方法與模型，可參見(jiàn)本書(shū)第九章的介紹。觀測(cè)數(shù)據(jù)經(jīng)上述處理后，需要輸出打印的資料主要有：第96頁(yè)，共114頁(yè)。-測(cè)區(qū)和各觀測(cè)站的基本情況；-參加平差計(jì)算的觀測(cè)值數(shù)量、質(zhì)量、觀測(cè)時(shí)段的起止時(shí)刻和延續(xù)時(shí)間；-平差計(jì)算采用的坐標(biāo)系統(tǒng)，基本常數(shù)和起算數(shù)據(jù)；-平差計(jì)算的方法及所采取的先驗(yàn)方差與協(xié)方差；-GPS網(wǎng)整體平差結(jié)果，包括空間直角坐標(biāo)、大地坐標(biāo)和高斯平面坐標(biāo)，以及在上述不同坐標(biāo)系統(tǒng)中，相鄰點(diǎn)之間的距離和方位角；-GPS網(wǎng)與已有經(jīng)典地面網(wǎng)的聯(lián)合平差結(jié)果，主要包括地面網(wǎng)的坐標(biāo)，等級(jí)、重合點(diǎn)數(shù)及其坐標(biāo)值；聯(lián)合平差采用的坐標(biāo)系統(tǒng)、平差方法，平差后的坐標(biāo)值及兩網(wǎng)的轉(zhuǎn)換參數(shù)；-平

55、差值的精度信息，包括觀測(cè)值的殘差分析資料，平差值的方差與協(xié)方差陣及相關(guān)系數(shù)陣等。第97頁(yè)，共114頁(yè)。第 三 章 GLONASS衛(wèi)星定位 技術(shù)簡(jiǎn)介1、引言 GPS導(dǎo)航與定位技術(shù)在今天已經(jīng)被導(dǎo)航界和測(cè)繪界廣泛地應(yīng)用于各個(gè)領(lǐng)域, 然而GPS由于人為因素和技術(shù)本身的弱點(diǎn), 在定位的精確性、可靠性與安全性方面都不盡如人意。正當(dāng)人們?cè)谔接懡鉀QGPS技術(shù)存在的這些問(wèn)題的時(shí)候，當(dāng)今世界上的另一導(dǎo)航定位系統(tǒng)俄羅斯的全球衛(wèi)星導(dǎo)航系統(tǒng)（the Global Navigation Satellite System，簡(jiǎn)記為GLONASS）的建立引起了世人的極大關(guān)注。第98頁(yè)，共114頁(yè)。世界上的主要衛(wèi)星定位技術(shù)公司（

56、如美國(guó)的ASHTECH、3S NAVIGATION 、JAVAD公司，法國(guó)的DASSAULT SERCEL公司等紛紛開(kāi)展對(duì)GLONASS系統(tǒng)的研究，并逐步推出了能兼容接收受兩種（GPS和GLONASS）衛(wèi)星信號(hào)的接收機(jī)和定位設(shè)備。這些新型衛(wèi)星定位雙星接收系統(tǒng)必將打破單星系統(tǒng)的壟斷地位，成為未來(lái)衛(wèi)星定位技術(shù)的主流產(chǎn)品。本文則是在這種背景下，介紹GLONASS 及其信號(hào)的一些重要特征，以供讀者進(jìn)一步了解這一領(lǐng)域發(fā)展情況的參考。第99頁(yè)，共114頁(yè)。2、GLONASS的產(chǎn)生背景本世紀(jì)70年代，作為對(duì)美國(guó)宣布建立和發(fā)展GPS的反應(yīng)，前蘇聯(lián)國(guó)防部構(gòu)想了GLONASS。1993年，俄羅斯政府正式將GLON

57、ASS交由俄空軍（VKS）負(fù)責(zé)。VKS負(fù)責(zé)GLONASS的航天器部署及在軌維護(hù)，并通過(guò)科學(xué)信息中心將GLONASS的信息傳播給公眾。在80年代，GLONASS的信息鮮為人知，除了衛(wèi)星軌道的一般特征和傳送導(dǎo)航信息的頻率之外，前蘇聯(lián)國(guó)防部未披露任何其它信息。然而，Leeds大學(xué)的Peter Daly教授和它的研究生們經(jīng)過(guò)努力，偵察出了GLONASS衛(wèi)星信號(hào)結(jié)構(gòu)的一些細(xì)節(jié)。隨著前蘇聯(lián)的解體，俄羅斯解密了界面控制文件（the Interface Control Document：ICD）。ICD描述了系統(tǒng)及其組成，信號(hào)結(jié)構(gòu)以及供民用的導(dǎo)航信息。1995年11月4日在加拿大蒙特利爾國(guó)際民用航空組織第二次

58、會(huì)議上，俄羅斯將其最新版本的ICD交給大會(huì)的導(dǎo)航衛(wèi)星系統(tǒng)討論組。自此，有關(guān)GLONASS的信息越來(lái)越明朗。第100頁(yè)，共114頁(yè)。 意大利天文學(xué)家伽利略利用天文望遠(yuǎn)鏡發(fā)現(xiàn)銀河系由無(wú)數(shù)顆恒星組成，月亮表面凹凸不平，木星有4顆衛(wèi)星，有時(shí)太陽(yáng)會(huì)出現(xiàn)黑子等許多觀測(cè)成果，證明了哥白尼的日心說(shuō)，也使他成為利用望遠(yuǎn)鏡觀察天體取得豐碩成果的第一人。為了紀(jì)念這位卓越的天文學(xué)家，1999年歐盟決定實(shí)施具有自主知識(shí)產(chǎn)權(quán)的衛(wèi)星導(dǎo)航系統(tǒng)計(jì)劃時(shí)，將這一計(jì)劃命名為“伽利略”衛(wèi)星導(dǎo)航計(jì)劃。 我們知道，目前世界上已有的兩大衛(wèi)星導(dǎo)航定位系統(tǒng)在運(yùn)行：一是美國(guó)的全球定位系統(tǒng)（GPS），二是俄羅斯的“格魯納斯”（GLONASS）。但是

59、這兩個(gè)系統(tǒng)受到美、俄兩國(guó)軍方的嚴(yán)密控制，其信號(hào)的可靠性無(wú)法得到保證。長(zhǎng)期以來(lái)歐洲只能在美、俄的授權(quán)下從事接收機(jī)制造、導(dǎo)航服務(wù)等從屬性的工作。科索沃戰(zhàn)爭(zhēng)時(shí)，歐洲完全依賴美國(guó)的全球定位系統(tǒng)。當(dāng)這個(gè)系統(tǒng)出于軍事目的而停止運(yùn)作時(shí)，一些歐洲企業(yè)的許多事務(wù)被迫中斷。為了能在衛(wèi)星導(dǎo)航領(lǐng)域中占有一席之地，歐洲認(rèn)識(shí)到建立擁有自主知識(shí)產(chǎn)權(quán)的衛(wèi)星導(dǎo)航系統(tǒng)的重要性。同時(shí)在歐洲一體化的進(jìn)程中，建立歐洲自主的衛(wèi)星導(dǎo)航系統(tǒng)將會(huì)全面加強(qiáng)歐盟諸成員國(guó)間的聯(lián)系和合作。在這種背景下，歐盟決定啟動(dòng)一個(gè)軍民兩用的與現(xiàn)有的衛(wèi)星導(dǎo)航系統(tǒng)相兼容的全球衛(wèi)星導(dǎo)航計(jì)劃“伽利略”（GALILEO）計(jì)劃。 歐盟在1999年2月首次提出“伽利略”計(jì)劃。

60、計(jì)劃分成四個(gè)階段：論證階段，時(shí)間為2000年；系統(tǒng)研制和在軌確認(rèn)階段，包括研制衛(wèi)星及地面設(shè)施，系統(tǒng)在軌確認(rèn)，時(shí)間為2001年至2005年；星座布設(shè)階段，包括制造和發(fā)射衛(wèi)星，地面設(shè)施建設(shè)并投入使用，時(shí)間為2006年至2007年；運(yùn)營(yíng)階段，從2008年開(kāi)始。2000年度的論證工作為“伽利略”計(jì)劃勾畫(huà)出一個(gè)輪廓。論證報(bào)告指出，計(jì)劃投入32.5億歐元的資金，服務(wù)范圍覆蓋全球，可以提供導(dǎo)航、定位、時(shí)間、通信等項(xiàng)服務(wù)。其服務(wù)方式包括開(kāi)放服務(wù)、商業(yè)服務(wù)與官方服務(wù)三個(gè)方面?！百だ浴毙l(wèi)星導(dǎo)航計(jì)劃第101頁(yè)，共114頁(yè)。 開(kāi)放服務(wù)包括定位、導(dǎo)航和時(shí)間信號(hào)服務(wù)，但不包括系統(tǒng)集成信息。對(duì)用戶而言，系統(tǒng)集成信息是指用