GPS原理概述廣州中海達(dá)衛(wèi)星導(dǎo)航技術(shù)股份有限公司

1ppt課件概述

GPS是英文GlobalPositioningSystem的縮寫,意為全球衛(wèi)星定位系統(tǒng)。它是美國(guó)國(guó)防部為滿足軍事部門對(duì)海上、陸地和空中設(shè)施進(jìn)行高精度導(dǎo)航和定位的需要而建立的。該系統(tǒng)于1973年開(kāi)始設(shè)計(jì)、研究，歷時(shí)20年，耗資約200億美元，于1993年6月系統(tǒng)建成并投入使用。它從根本上解決了人類在地球上的導(dǎo)航和定位問(wèn)題，在軍事和工農(nóng)業(yè)等領(lǐng)域得到了廣泛的應(yīng)用。給導(dǎo)航和定位技術(shù)帶來(lái)了巨大的變化。2ppt課件GPS系統(tǒng)的特點(diǎn)1、全球性，全天候工作：能為用戶提供連續(xù)，實(shí)時(shí)的三維位置，三維速度和精密時(shí)間。不受天氣的影響。

2、定位精度高：?jiǎn)螜C(jī)定位精度優(yōu)于10米，采用差分定位，精度可達(dá)厘米級(jí)和毫米級(jí)。

3、功能多，應(yīng)用廣：隨著人們對(duì)GPS認(rèn)識(shí)的加深，GPS不僅在測(cè)量，導(dǎo)航，測(cè)速，測(cè)時(shí)等方面得到更廣泛的應(yīng)用，而且其應(yīng)用領(lǐng)域不斷擴(kuò)大3ppt課件Yourlocationis:45o23.323’N126o02.162’WGPS系統(tǒng)構(gòu)成整個(gè)系統(tǒng)有三部分構(gòu)成：GPS星座地面監(jiān)控站用戶接收機(jī)4ppt課件GPS星座由均勻分布在6個(gè)軌道平面上的24顆衛(wèi)星組成(第二代衛(wèi)星升空后現(xiàn)在是28顆左右[增加了L5頻段,L2頻段加載C/A碼])，軌道間交角60°其中兩個(gè)與赤道面交角55°衛(wèi)星距地面20200km,繞圓軌道一周需11小時(shí)58分，所以人們每天提前4分鐘見(jiàn)到同一顆衛(wèi)星。

5ppt課件GPS衛(wèi)星的作用向用戶連續(xù)不斷地發(fā)送導(dǎo)航定位信號(hào)，并用導(dǎo)航電文報(bào)告自己的位置以及其它在軌衛(wèi)星的位置接收地面注入站發(fā)送到衛(wèi)星的導(dǎo)航電文和其它信息，并通過(guò)GPS信號(hào)發(fā)送給用戶接收地面主控站發(fā)送到衛(wèi)星的調(diào)度指令。6ppt課件地面監(jiān)控站一個(gè)主控站：位于科羅拉多三個(gè)注入站：大西洋的阿松森、印度洋的迭戈·伽西亞、太平洋的卡瓦加蘭五個(gè)監(jiān)控站：除以上四個(gè)，還有在夏威夷一個(gè)7ppt課件地面監(jiān)控站的作用收集數(shù)據(jù)：氣象、衛(wèi)星時(shí)鐘、衛(wèi)星工作狀態(tài)編算導(dǎo)航電文：計(jì)算衛(wèi)星星歷、時(shí)鐘改正、狀態(tài)數(shù)據(jù)、信號(hào)傳播改正診斷狀態(tài)：監(jiān)測(cè)地面系統(tǒng)、檢驗(yàn)導(dǎo)航電文調(diào)度衛(wèi)星：軌道改正、啟用備用衛(wèi)星GPS的控制部分由分布在全球的由若干個(gè)跟蹤站所組成的監(jiān)控系統(tǒng)。根據(jù)其作用的不同這些跟蹤站又被分為主控站、監(jiān)控站和注入站。主控站有一個(gè)位于美國(guó)克羅拉多Colorado的法爾孔Falcon空軍基地。它的作用是根據(jù)各監(jiān)控站根據(jù)GPS的觀測(cè)數(shù)據(jù)，計(jì)算出衛(wèi)星的星歷和衛(wèi)星鐘的改正參數(shù)等，并將這些數(shù)據(jù)通過(guò)注入站注入到衛(wèi)星中去；同時(shí)它還對(duì)衛(wèi)星進(jìn)行控制，向衛(wèi)星發(fā)布指令，當(dāng)工作衛(wèi)星出現(xiàn)故障時(shí)調(diào)度備用衛(wèi)星替代失效的工作衛(wèi)星工作；另外主控站也具有監(jiān)控站的功能。監(jiān)控站有五個(gè)除了主控站外還有四個(gè)分別位于夏威夷(Hawaii)、阿松森群島(Ascencion)、迭哥伽西亞(DiegoGarcia)、卡瓦加蘭(Kwajalein)。監(jiān)控站的作用是接收衛(wèi)星信號(hào)、監(jiān)測(cè)衛(wèi)星的工作狀態(tài)。注入站有三個(gè)。它們分別位于阿松森群島、迭哥伽西亞、卡瓦加蘭。注入站的作用是將主控站計(jì)算出的衛(wèi)星星歷和衛(wèi)星鐘的改正數(shù)等注入到衛(wèi)星中去。8ppt課件用戶接收機(jī)部分基本部分：GPS接收機(jī)、GPS天線你的位置：45o23.323’N126o02.162’W輔助部分：電源,固定和對(duì)中裝置（即角架、基座）等9ppt課件GPS接收機(jī)捕獲、跟蹤衛(wèi)星，接收GPS信號(hào)并將它變換、放大和處理，測(cè)量信號(hào)傳播時(shí)間進(jìn)以計(jì)算三維坐標(biāo)、速度、時(shí)間接收機(jī)不僅需要機(jī)內(nèi)軟件，還需要GPS數(shù)據(jù)后處理軟件包才完整按接收的載波頻率類別多少，分為單頻（L1）和雙頻（L1、L2）10ppt課件GPS信號(hào)載波信號(hào)：調(diào)制有導(dǎo)航電文和偽隨機(jī)碼，有兩種：L1（19cm，1575.42MHz）；L2（24cm，1227.60MHz）偽隨機(jī)碼：是一個(gè)“開(kāi)”、“關(guān)”脈沖的序列，由衛(wèi)星產(chǎn)生并發(fā)送至用戶接收機(jī)，調(diào)制導(dǎo)航電文形成組合碼，C/A碼和P碼兩種導(dǎo)航電文：關(guān)于衛(wèi)星軌道、時(shí)鐘改正和其它系統(tǒng)狀態(tài)信息的低頻信號(hào)11ppt課件GPS發(fā)展歷程無(wú)線電導(dǎo)航系統(tǒng)

●羅蘭--C

●Omega（奧米茄）

●多普勒系統(tǒng)衛(wèi)星定位系統(tǒng)

●NNSS子午儀系統(tǒng) ●GPS ●GLONASS系統(tǒng) ●雙星導(dǎo)航定位系統(tǒng)（北斗一號(hào)） ●加俐略系統(tǒng)

12ppt課件廣州中海達(dá)衛(wèi)星導(dǎo)航技術(shù)股份有限公司GNSS系統(tǒng)北斗GPS伽利略格洛納斯13ppt課件目前能使用的全球?qū)Ш叫l(wèi)星系統(tǒng)美國(guó)GPS28顆衛(wèi)星俄羅斯GLONASS24顆衛(wèi)星歐盟伽利略30顆衛(wèi)星中國(guó)北斗導(dǎo)航系統(tǒng)35顆衛(wèi)星14ppt課件GLONASS系統(tǒng)

GLONASS是GLObalNAvigationSatelliteSystem(全球?qū)Ш叫l(wèi)星系統(tǒng))的字頭縮寫，是前蘇聯(lián)從80年代初開(kāi)始建設(shè)的與美國(guó)GPS系統(tǒng)相類似的衛(wèi)星定位系統(tǒng)，也由衛(wèi)星星座、地面監(jiān)測(cè)控制站和用戶設(shè)備三部分組成?，F(xiàn)在由俄羅斯空間局管理。

GLONASS系統(tǒng)的衛(wèi)星星座由24顆衛(wèi)星組成，均勻分布在3個(gè)近圓形的軌道平面上，每個(gè)軌道面8顆衛(wèi)星，軌道高度19100公里，運(yùn)行周期11小時(shí)15分，軌道傾角64.8°。

GLONASS衛(wèi)星的載波上也調(diào)制了兩種偽隨機(jī)噪聲碼：S碼和P碼。

該系統(tǒng)系統(tǒng)單點(diǎn)定位精度水平方向?yàn)?6m，垂直方向?yàn)?5m。

俄羅斯航天系統(tǒng)公司副經(jīng)理斯圖帕克2012年11月13日說(shuō)，未來(lái)2-3年內(nèi)，GLONASS衛(wèi)星數(shù)量將增加至30顆

到2020年格洛納斯精度將達(dá)到0.6米。15ppt課件加俐略(Galileo)系統(tǒng)是將來(lái)精度最高的全開(kāi)放的新一代定位系統(tǒng)伽利略系統(tǒng)曾經(jīng)是中國(guó)擺脫依賴GPS的希望,參股5%,美國(guó)控股迫使中國(guó)走向自主研發(fā)系統(tǒng)組成：①衛(wèi)星星座：由3個(gè)獨(dú)立的圓形軌道，30顆衛(wèi)星組成（27顆工作衛(wèi)星，3顆備用衛(wèi)星）。衛(wèi)星的軌道傾角i=56°；衛(wèi)星的公轉(zhuǎn)周期T=14h23m14S恒星時(shí)；軌道高度H=23616km。②地面系統(tǒng)：在歐洲建立2個(gè)控制中心；在全球構(gòu)建監(jiān)控網(wǎng)。③定位原理：與GPS相同。④定位精度：導(dǎo)航定位精度比目前任何系統(tǒng)都高。計(jì)劃實(shí)施：①1994年開(kāi)始進(jìn)入方案論證階段；②2003年開(kāi)始發(fā)射兩顆試驗(yàn)衛(wèi)星進(jìn)入試驗(yàn)階段；③預(yù)計(jì)2008年整個(gè)伽利略系統(tǒng)建成并投入使用；但由于多種原因一直在推遲2012年10月12日用“聯(lián)盟”火箭成功發(fā)射2顆伽利略系統(tǒng)衛(wèi)星伽利略計(jì)劃遇到的最大問(wèn)題是缺錢。該計(jì)劃提出之初，歐盟和歐洲空間局的設(shè)想是，該項(xiàng)目的三分之二資金由私人投資者提供，其余三分之一由歐盟和歐洲空間局分擔(dān)。但私人投資遲遲不到位，而項(xiàng)目預(yù)算則從最初的77億歐元飆升到200多億歐元。16ppt課件北斗衛(wèi)星導(dǎo)航系統(tǒng)

預(yù)計(jì)35顆星

5顆定軌衛(wèi)星30顆動(dòng)態(tài)衛(wèi)星包含通訊定位軍事等應(yīng)用功能北斗衛(wèi)星導(dǎo)航系統(tǒng)是我國(guó)自行研制開(kāi)發(fā)的區(qū)域性有源三維衛(wèi)星定位與通訊系統(tǒng)（CNSS），是除美國(guó)的（GPS）、俄羅斯的GLONASS之后第三個(gè)成熟的衛(wèi)星導(dǎo)航系統(tǒng)?？稍谌蚍秶鷥?nèi)全天候、全天時(shí)為各類用戶提供高精度、高可靠的定位、導(dǎo)航、授時(shí)服務(wù)，并兼具短報(bào)文通信能力。第八顆和第九顆北斗衛(wèi)星于2011年被長(zhǎng)征三號(hào)運(yùn)載火箭送入太空預(yù)定轉(zhuǎn)移軌道。2011年12月2日發(fā)射第十顆導(dǎo)航衛(wèi)星，北斗衛(wèi)星導(dǎo)航系統(tǒng)新聞發(fā)言人冉承其表示，北斗衛(wèi)星導(dǎo)航系統(tǒng)將在2020年形成全球覆蓋能力。2012年10月25日發(fā)射了第十六顆北斗導(dǎo)航衛(wèi)星現(xiàn)在公布北斗衛(wèi)星系統(tǒng)的精度是25米，明年可達(dá)到10米，定位精度越高，應(yīng)用的范圍就越廣泛。我們現(xiàn)在發(fā)射了15顆衛(wèi)星。如果希望實(shí)現(xiàn)2020年覆蓋全球能力的衛(wèi)星導(dǎo)航系統(tǒng)，至少需要發(fā)射30顆衛(wèi)星。衛(wèi)星發(fā)射越多，對(duì)精度貢獻(xiàn)越大。

17ppt課件北斗與GPS主要區(qū)別覆蓋范圍：北斗導(dǎo)航系統(tǒng)同步衛(wèi)星是覆蓋中國(guó)本土的區(qū)域短報(bào)文通信：北斗系統(tǒng)用戶終端具有雙向報(bào)文通信功能，用戶可以一次傳送40-60個(gè)漢字的短報(bào)文信息。雙向定位：知道你在哪里和我在哪里。系統(tǒng)容納的最大用戶數(shù)：每小時(shí)540000戶。18ppt課件19ppt課件GPS坐標(biāo)系WGS-84：a=6378137m，f=1/298.257223563aba=長(zhǎng)半軸b=短半軸balfH橢球模型20ppt課件WGS-84坐標(biāo)系WGS-84坐標(biāo)系是目前GPS所采用的坐標(biāo)系統(tǒng)，GPS所發(fā)布的星歷參數(shù)和歷書參數(shù)等都是基于此坐標(biāo)系統(tǒng)的。WGS-84坐標(biāo)系統(tǒng)的全稱是WorldGeodicalSystem-84(世界大地坐標(biāo)系-84),

它是一個(gè)地心地固坐標(biāo)系統(tǒng)。WGS-84坐標(biāo)系統(tǒng)由美國(guó)國(guó)防部制圖局建立，于1987年取代了當(dāng)時(shí)GPS所采用的坐標(biāo)系統(tǒng)WGS-72坐標(biāo)系統(tǒng)而成為現(xiàn)在GPS所使用的坐標(biāo)系統(tǒng)。21ppt課件1954年北京坐標(biāo)系

我國(guó)目前廣泛采用的大地測(cè)量坐標(biāo)系。該坐標(biāo)系源自于原蘇聯(lián)采用過(guò)的1942年普爾科夫坐標(biāo)系。原點(diǎn)在原蘇聯(lián)的普爾科夫，該坐標(biāo)系采用的參考橢球是克拉索夫斯基橢球。22ppt課件1980年西安大地坐標(biāo)系 1978年我國(guó)決定重新對(duì)全國(guó)天文大地網(wǎng)施行整體平差，并且建立新的國(guó)家大地坐標(biāo)系統(tǒng)。原點(diǎn)在陜西省涇陽(yáng)縣永樂(lè)鎮(zhèn)北洪流村。整體平差在新大地坐標(biāo)系統(tǒng)中進(jìn)行，這個(gè)坐標(biāo)系統(tǒng)就是1980年西安大地坐標(biāo)系統(tǒng)。1980年西安大地坐標(biāo)系統(tǒng)所采用的地球橢球參數(shù)的四個(gè)幾何和物理參數(shù)采用了IAG1975年的推薦值23ppt課件2000國(guó)家大地坐標(biāo)系

經(jīng)國(guó)務(wù)院批準(zhǔn)，根據(jù)《中華人民共和國(guó)測(cè)繪法》，我國(guó)自2008年7月1日起啟用2000國(guó)家大地坐標(biāo)系。

2008年3月，由國(guó)土資源部正式上報(bào)國(guó)務(wù)院《關(guān)于我國(guó)采用2000國(guó)家大地坐標(biāo)系的請(qǐng)示》，并于2008年4月獲得國(guó)務(wù)院批準(zhǔn)。自2008年7月1日起，我國(guó)將全面啟用2000國(guó)家大地坐標(biāo)系，國(guó)家測(cè)繪局受權(quán)組織實(shí)施。在我國(guó)建立、使用2000國(guó)家大地坐標(biāo)系，需要將現(xiàn)有的參心坐標(biāo)系下成果轉(zhuǎn)換到2000國(guó)家大地坐標(biāo)系中。2000國(guó)家大地坐標(biāo)系與現(xiàn)行國(guó)家大地坐標(biāo)系轉(zhuǎn)換、銜接的過(guò)渡期為8年至10年。若現(xiàn)在仍采用現(xiàn)行的二維、非地心的坐標(biāo)系，不僅制約了地理空間信息的精確表達(dá)和各種先進(jìn)的空間技術(shù)的廣泛應(yīng)用，無(wú)法全面滿足當(dāng)今氣象、地震、水利、交通等部門對(duì)高精度測(cè)繪地理信息服務(wù)的要求，而且也不利于與國(guó)際上民航與海圖的有效銜接，因此采用地心坐標(biāo)系已勢(shì)在必行。24ppt課件GPS高程和海拔高h(yuǎn)=正常高H=橢球高(大地高)N=大地水準(zhǔn)面高(正高)NNNhhhHHH地面橢球大地水準(zhǔn)面25ppt課件大地高系統(tǒng)大地高系統(tǒng)是以參考橢球面為基準(zhǔn)面的高程系統(tǒng)，某點(diǎn)的大地高是該點(diǎn)到通過(guò)該點(diǎn)的參考橢球的法線與參考橢球面的交點(diǎn)間的距離。大地高也稱為橢球高。大地高一般用符號(hào)H表示。大地高是一個(gè)純幾何量，不具有物理意義，同一個(gè)點(diǎn)在不同的基準(zhǔn)下具有不同的大地高。26ppt課件正高系統(tǒng)

正高系統(tǒng)是以大地水準(zhǔn)面為基準(zhǔn)的高程系統(tǒng)，某點(diǎn)的正高是該點(diǎn)到通過(guò)該點(diǎn)的鉛垂線與大地水準(zhǔn)面的交點(diǎn)之間的距離。（大地水準(zhǔn)面到參考橢球面的距離稱為大地水準(zhǔn)面差距）27ppt課件正常高系統(tǒng)

正常高系統(tǒng)是以似大地水準(zhǔn)面為基準(zhǔn)的高程系統(tǒng)，某點(diǎn)的正常高是該點(diǎn)到通過(guò)該點(diǎn)的鉛垂線與似大地水準(zhǔn)面的交點(diǎn)之間的距離。（似大地水準(zhǔn)面到參考橢球面的距離稱為高程異常）常見(jiàn)的是56黃海高程系統(tǒng)和85國(guó)家高程系統(tǒng)28ppt課件GPS測(cè)距原理五個(gè)邏輯步驟：三角測(cè)量測(cè)量距離精確定時(shí)衛(wèi)星監(jiān)控誤差剔除29ppt課件第一步：三角測(cè)量衛(wèi)星位置已知，我們的位置未知。

我們接收機(jī)位于以衛(wèi)星為中心，以我們離衛(wèi)星的距離為半徑的球面上。

兩個(gè)衛(wèi)星球面相交成一個(gè)圓，我們就在這個(gè)圓上。

如果又測(cè)得了第三顆衛(wèi)星的距離，那我們的位置范圍就縮小到了兩個(gè)點(diǎn)上。

由于技術(shù)原因，還需要測(cè)第四顆衛(wèi)星，這樣就知道我們的位置了！30ppt課件第二步距離測(cè)量衛(wèi)星和我們接收機(jī)的距離怎么得來(lái)的呢？很簡(jiǎn)單，衛(wèi)星信號(hào)傳播的速度可以光速計(jì)，那么,速度x時(shí)間=距離.關(guān)鍵是時(shí)間怎么測(cè)量31ppt課件信號(hào)傳播時(shí)間怎么來(lái)？假設(shè)衛(wèi)星和接收機(jī)同時(shí)產(chǎn)生同樣的偽隨機(jī)碼對(duì)比這兩個(gè)碼得出GPS信號(hào)傳播的延遲就是傳播歷經(jīng)的時(shí)間（通常很短）再用這個(gè)時(shí)間乘以光速得出距離32ppt課件第三步精確定時(shí)時(shí)間測(cè)量的精確與否關(guān)系重大，誤差千分之一秒，距離誤差可達(dá)200m！原子鐘:(100萬(wàn)年差0.1秒)原子鐘不是依靠原子能工作的，之所以得名是因?yàn)樗鼈兪褂靡环N特殊原子的振動(dòng)作為它們的節(jié)拍器。這種定時(shí)形式比人們開(kāi)發(fā)出來(lái)的時(shí)鐘更穩(wěn)定、更精確。這么高精度的東西價(jià)值40～50萬(wàn)元！不可能作為民用接收機(jī)的配件！33ppt課件第四步衛(wèi)星監(jiān)控衛(wèi)星的確切位置DOD(美國(guó)國(guó)防部)事先已經(jīng)確定好了，坐標(biāo)系也是確定的，這樣就能定出我們接收機(jī)的位置DOD還會(huì)連續(xù)不斷地監(jiān)控衛(wèi)星軌道的誤差，并把這些誤差傳到接收機(jī)里，我們不用擔(dān)心衛(wèi)星方面的問(wèn)題！34ppt課件第五步誤差剔除GPS誤差源：衛(wèi)星時(shí)鐘影響小軌道誤差影響小電離層影響大對(duì)流層影響大接收機(jī)噪音影響較小多路徑影響較大35ppt課件36ppt課件37ppt課件優(yōu)點(diǎn)：全天侯使用、無(wú)需通視、作用范圍廣、精度高、操作方便缺點(diǎn)：受環(huán)境影響較大、不能有遮擋GNSS產(chǎn)品應(yīng)用的優(yōu)缺點(diǎn)測(cè)繪產(chǎn)品事業(yè)部及GNSS產(chǎn)品介紹38ppt課件GPS定位模式單點(diǎn)定位和相對(duì)定位：獨(dú)立確定待定點(diǎn)在坐標(biāo)系中的位置稱為單點(diǎn)定位；確定同步跟蹤相同GPS衛(wèi)星信號(hào)的若干臺(tái)接收機(jī)之間相對(duì)位置的方法稱為相對(duì)定位。動(dòng)態(tài)定位和靜態(tài)定位：一般，待定點(diǎn)相對(duì)周圍固定點(diǎn)沒(méi)有可察覺(jué)的運(yùn)動(dòng)稱為靜態(tài)定位；否則，動(dòng)態(tài)。39ppt課件單點(diǎn)定位建立在WGS－84坐標(biāo)系下2000年5月1日，美國(guó)總統(tǒng)克林頓宣布，GPS停止實(shí)施SA。（實(shí)際停止實(shí)施SA是5月2日）消除SA影響以后，水平精度10m，垂直精度15m40ppt課件差分GPS差分GPS屬于相對(duì)定位，需要至少兩臺(tái)接收機(jī)進(jìn)行合作，一臺(tái)固定，另一臺(tái)在移動(dòng)中進(jìn)行定位測(cè)量。固定的接收機(jī)很關(guān)鍵，它匯集所有測(cè)得的衛(wèi)星信息，作為固定的本地參考站。

41ppt課件廣州中海達(dá)衛(wèi)星導(dǎo)航技術(shù)股份有限公司2012.1.1RTK產(chǎn)品使用42ppt課件廣州中海達(dá)衛(wèi)星導(dǎo)航技術(shù)股份有限公司2012.1.1RTK產(chǎn)品使用43ppt課件RTK測(cè)量的概念基準(zhǔn)站實(shí)時(shí)地將測(cè)量的載波相位觀測(cè)值、偽距觀測(cè)值、基準(zhǔn)站坐標(biāo)等用無(wú)線電傳送給運(yùn)動(dòng)中的流動(dòng)站，流動(dòng)站接收后將載波相位觀測(cè)值實(shí)時(shí)進(jìn)行差分處理得到兩站相對(duì)坐標(biāo)；加上基準(zhǔn)站坐標(biāo)得出流動(dòng)站W(wǎng)GS－84坐標(biāo)通過(guò)轉(zhuǎn)換參數(shù)求出當(dāng)?shù)刈鴺?biāo)系下的三維坐標(biāo)44ppt課件RTK點(diǎn)位選擇基準(zhǔn)站上空開(kāi)闊，以保證對(duì)衛(wèi)星的連續(xù)跟蹤和衛(wèi)星信號(hào)的質(zhì)量基準(zhǔn)站周圍200m內(nèi)無(wú)大功率無(wú)線電發(fā)射設(shè)施、高壓輸電線，減少電磁波對(duì)衛(wèi)星信號(hào)的干擾基準(zhǔn)站遠(yuǎn)離高層建筑、大片水域等，減少多路徑影響基準(zhǔn)站應(yīng)該交通便利、易于保存45ppt課件GPS的參數(shù)轉(zhuǎn)換46ppt課件投影概念

地圖投影是將地球面上的經(jīng)緯網(wǎng)描述到平面上的數(shù)學(xué)方法，使用地圖投影，可以將地球表面完整的表示在平面上，但是是通過(guò)對(duì)投影范圍內(nèi)某一區(qū)域的均勻拉伸和對(duì)另外一區(qū)域內(nèi)的均勻縮小實(shí)現(xiàn)的。

投影正算投影反算BLH---------〉平面上xyh平面上xyh----------〉BLH47ppt課件常見(jiàn)投影（一）按變形性質(zhì)分類等角投影角度變形不大的投影等距離投影面積變形不大的投影等面積投影角度變形增大的趨向面積變形增大趨向48ppt課件常見(jiàn)投影（二）

平面投影圓錐投影圓柱投影49ppt課件常見(jiàn)投影（三）TM投影-橫軸莫卡托投影(等角橫切圓柱投影)

高斯投影

高斯投影三度帶3*N舉例：哈爾濱中央子午線126，沈陽(yáng)123，中間分界就是124度30分

高斯投影六度帶6*N-3

自定義高斯投影自定義

UTM–通用橫軸莫卡托投影

墨卡托投影（等角正切圓柱投影）墨卡托投影沒(méi)有角度變形,保持了方向和相互位置關(guān)系的正確。常用作航海圖和航空?qǐng)D50ppt課件高斯-克呂格(Gauss-Kruger)投影（一）是一種“等角橫切圓柱投影”。德國(guó)數(shù)學(xué)家、物理學(xué)家、天文學(xué)家高斯（CarlFriedrichＧauss，1777一1855）于十九世紀(jì)二十年代擬定，后經(jīng)德國(guó)大地測(cè)量學(xué)家克呂格（JohannesKruger，1857～1928）于1912年對(duì)投影公式加以補(bǔ)充，故名高斯-克呂格投影。設(shè)想用一個(gè)圓柱橫切于球面上投影帶的中央經(jīng)線，按照投影帶中央經(jīng)線投影為直線且長(zhǎng)度不變和赤道投影為直線的條件，將中央經(jīng)線兩側(cè)一定經(jīng)差范圍內(nèi)的球面正形投影于圓柱面。然后將圓柱面沿過(guò)南北極的母線剪開(kāi)展平，即獲高斯一克呂格投影平面。51ppt課件高斯-克呂格(Gauss-Kruger)投影（二）高斯一克呂格投影后，除中央經(jīng)線和赤道為直線外，其他經(jīng)線均為對(duì)稱于中央經(jīng)線的曲線。高斯-克呂格投影沒(méi)有角度變形，在長(zhǎng)度和面積上變形也很小，中央經(jīng)線無(wú)變形，自中央經(jīng)線向投影帶邊緣，變形逐漸增加，變形最大處在投影帶內(nèi)赤道的兩端。由于其投影精度高，變形小，而且計(jì)算簡(jiǎn)便（各投影帶坐標(biāo)一致，只要算出一個(gè)帶的數(shù)據(jù)，其他各帶都能應(yīng)用），因此在大比例尺地形圖中應(yīng)用，可以滿足軍事上各種需要，并能在圖上進(jìn)行精確的量測(cè)計(jì)算。52ppt課件高斯-克呂格(Gauss-Kruger)投影（三）高斯-克呂格投影坐標(biāo)

高斯-

克呂格投影是按分帶方法各自進(jìn)行投影，故各帶坐標(biāo)成獨(dú)立系統(tǒng)。以中央經(jīng)線投影為縱軸(x),

赤道投影為橫軸(y),兩軸交點(diǎn)即為各帶的坐標(biāo)原點(diǎn)。縱坐標(biāo)以赤道為零起算，赤道以北為正，以南為負(fù)。我國(guó)位于北半球，縱坐標(biāo)均為正值。橫坐標(biāo)如以中央經(jīng)線為零起算，中央經(jīng)線以東為正，以西為負(fù)，橫坐標(biāo)出現(xiàn)負(fù)值，使用不便，故規(guī)定將坐標(biāo)縱軸西移500公里當(dāng)作起始軸，凡是帶內(nèi)的橫坐標(biāo)值均加

500公里。由于高斯-克呂格投影每一個(gè)投影帶的坐標(biāo)都是對(duì)本帶坐標(biāo)原點(diǎn)的相對(duì)值，所以各帶的坐標(biāo)完全相同，為了區(qū)別某一坐標(biāo)系統(tǒng)屬于哪一帶，在橫軸坐標(biāo)前加上帶號(hào)，如(4231898m,21655933m)，其中21即為帶號(hào)。53ppt課件平面坐標(biāo)轉(zhuǎn)換平面坐標(biāo)轉(zhuǎn)換至少需要

兩個(gè)已知點(diǎn)四個(gè)參數(shù)X0平移Y0平移θ坐標(biāo)軸旋轉(zhuǎn)K尺度

正常情況下為0.999x或1.000x54ppt課件四參轉(zhuǎn)換步驟

基準(zhǔn)轉(zhuǎn)換定義投影水平平差旋轉(zhuǎn)平移縮放垂直平差55ppt課件水平平差=GPS觀測(cè)值=控制點(diǎn)56ppt課件旋轉(zhuǎn)57ppt課件平移58ppt課件縮放

59ppt課件水平殘差殘差60ppt課件高程擬合方法參數(shù)擬合法

a.常數(shù)擬合（少于3個(gè)已知點(diǎn)）

b.平面擬合(大于等于3個(gè)且分布較均勻的已知點(diǎn)）

c.曲面擬合(大于等于6個(gè)且分布較均勻的已知點(diǎn)）網(wǎng)格擬合法

EGM96模型似大地水準(zhǔn)面精化成果61ppt課件橢球轉(zhuǎn)換不同橢球(坐標(biāo)系)的轉(zhuǎn)換多應(yīng)用于WGS84

坐標(biāo)與北京54，國(guó)家80，當(dāng)?shù)刈鴺?biāo)之間的轉(zhuǎn)換三參數(shù)（莫洛登斯基三參數(shù)）只有一個(gè)點(diǎn)就可以X0平移Y0平移Z0平移七個(gè)參數(shù)X0平移Y0平移Z0平移Xw旋轉(zhuǎn)Yw旋轉(zhuǎn)Zw旋轉(zhuǎn)K尺度計(jì)算方法：3個(gè)以上公共坐標(biāo)(BLH或者XYZ)62ppt課件三參數(shù)和七參數(shù)三參數(shù)平移適合小范圍七參數(shù)平移、縮放、旋轉(zhuǎn)適合大范圍工程63ppt課件平面坐標(biāo)系統(tǒng)64ppt課件不同(橢球)坐標(biāo)系的轉(zhuǎn)換流程空間直角坐標(biāo)(X,Y,Z)空間直角坐標(biāo)(X,Y,Z)大地坐標(biāo)(B,L,H)平面直角坐標(biāo)(x,y,h)當(dāng)?shù)仄矫孀鴺?biāo)(x,y)大地坐標(biāo)(B,L,H)平面直角坐標(biāo)(x,y,h)當(dāng)?shù)仄矫孀鴺?biāo)(x,y)投影反算投影正算平面轉(zhuǎn)換平面轉(zhuǎn)換橢球轉(zhuǎn)換65ppt課件不同(橢球)坐標(biāo)系的轉(zhuǎn)換流程幾種橢球轉(zhuǎn)換模型的特點(diǎn)：1.三參數(shù)法：七參數(shù)方法的簡(jiǎn)化，只取X平移，Y平移，Z平移。只能適用于坐標(biāo)軸旋轉(zhuǎn)很小的兩橢球間。大多運(yùn)用于使用信標(biāo)，SBAS差分等精度要求不高的工程。2.布爾莎七參數(shù)法：標(biāo)準(zhǔn)的七參數(shù)方法，使用X，Y，Z平移，X，Y，Z旋轉(zhuǎn)，K尺度。作用范圍較大和距離較遠(yuǎn)，通常用于RTK模式或者RTD模式的WGS84到北京54和國(guó)家80的轉(zhuǎn)換，已知點(diǎn)要三個(gè)或三個(gè)以上。3.一步法參數(shù)形式和標(biāo)準(zhǔn)七參數(shù)一樣，X，Y，Z平移，X，Y，Z旋轉(zhuǎn)，K尺度?？梢砸徊酵瓿蒞GS84到當(dāng)?shù)氐胤阶鴺?biāo)系統(tǒng)的轉(zhuǎn)換工作。也是要三個(gè)或三個(gè)以上已知點(diǎn)。

4.四參數(shù)使用x,y平移，a旋轉(zhuǎn)，k尺度，也是RTK常用的一種作業(yè)模式，只轉(zhuǎn)換平面坐標(biāo)，需兩個(gè)或兩個(gè)以上平面已知點(diǎn)。若需高程，則還要提供水準(zhǔn)點(diǎn)高程進(jìn)行高程擬合。注意：各參數(shù)單位的不同，尤其是k值的不同。66ppt課件廣州中海達(dá)衛(wèi)星導(dǎo)航技術(shù)股份有限公司2012.1.1RTK應(yīng)用數(shù)據(jù)采集坐標(biāo)放樣67ppt課件廣州中海達(dá)衛(wèi)星導(dǎo)航技術(shù)股份有限公司2012.1.1RTK應(yīng)用1、測(cè)圖根點(diǎn)、地形測(cè)圖、工程放樣一人操作精度均勻工作效率高實(shí)時(shí)顯示位置信息導(dǎo)航信息68ppt課件廣州中海達(dá)衛(wèi)星導(dǎo)航技術(shù)股份有限公司2012.1.1RTK應(yīng)用2、水上測(cè)量

水下地形測(cè)量隨著RTK技術(shù)的出現(xiàn)，使得水上測(cè)量采用GPS無(wú)驗(yàn)潮測(cè)量方式工作成為可能。采用此種方式不僅可以避免定位系統(tǒng)和測(cè)深系統(tǒng)之間的延遲誤差，而且由于無(wú)驗(yàn)潮，使得內(nèi)業(yè)處理更簡(jiǎn)單、方便。69ppt課件廣州中海達(dá)衛(wèi)星導(dǎo)航技術(shù)股份有限公司2012.1.1RTK應(yīng)用3、道路方面的應(yīng)用可進(jìn)行復(fù)雜的線路測(cè)量、放樣、只需要輸入線路要素即可生成復(fù)雜的道路曲線,廣泛運(yùn)用于高速公路，高速鐵路修建。70ppt課件廣州中海達(dá)衛(wèi)星導(dǎo)航技術(shù)股份有限公司2012.1.1RTK應(yīng)用4、電力方面應(yīng)用應(yīng)用于電力部門，電力勘測(cè)，塔桿放樣71ppt課件廣州中海達(dá)衛(wèi)星導(dǎo)航技術(shù)股份有限公司2012.1.1RTK應(yīng)用5、管線測(cè)量

燃?xì)夤艿?、下水道自?lái)水管理等72ppt課件靜態(tài)測(cè)量的概念多臺(tái)接收機(jī)在不同測(cè)站進(jìn)行靜止同步觀測(cè)，時(shí)間由幾分鐘、幾小時(shí)、甚至數(shù)