第五章現(xiàn)代測量儀器的使用第一節(jié)激光測量儀器第二節(jié)電子水準(zhǔn)儀第三節(jié)全站儀第三節(jié)全球衛(wèi)星定位系統(tǒng)第一節(jié)激光測量儀器一、激光經(jīng)緯儀激光經(jīng)緯儀是在光學(xué)經(jīng)緯儀的望遠鏡上加裝一只He-Ne氣體激光器，采用激光束作為可見參考線，其光軸與望遠鏡視準(zhǔn)軸重合，因而這一條激光束所指的水平方向及垂直角可通過經(jīng)緯儀的水平度盤和豎直度盤讀出，特別適合于定線、垂直投測工作，如圖5-1a所示。望遠鏡視準(zhǔn)軸精確調(diào)成水平后，該儀器可代替激光水準(zhǔn)儀使用。望遠鏡視準(zhǔn)軸調(diào)整成與水平方向垂直指向天頂狀態(tài)，可作為普通水準(zhǔn)儀使用。1．激光經(jīng)緯儀的操作激光經(jīng)緯儀的操作與光學(xué)經(jīng)緯儀基本相同，只是在激光器上有一些特殊的操作環(huán)節(jié)。（1）接上激光器的電源。（2）打開激光器開關(guān)，發(fā)射激光光束。（3）觀測完畢后，關(guān)閉激光器開關(guān)，斷開電源。2．激光經(jīng)緯儀的特點（1）望遠鏡垂直（或水平）轉(zhuǎn)動，可掃描形成垂直（或水平）的激光平面，從而方便地進行測設(shè)工作。（2）激光經(jīng)緯儀不受場地狹小的影響，仰角過大時，仍能靠激光束定點。（3）激光經(jīng)緯儀加裝彎管目鏡后，可以向天發(fā)射垂直激光束，從而代替了傳統(tǒng)的吊線墜法測定垂直度，它不受風(fēng)力影響，施測方便，準(zhǔn)確可靠。（4）夜間或黑暗場所仍可以進行工作。二、激光水準(zhǔn)儀1．激光水準(zhǔn)儀的原理

激光水準(zhǔn)儀是將激光裝置發(fā)射的激光束導(dǎo)入水準(zhǔn)儀的望遠鏡筒內(nèi)，使其沿視準(zhǔn)軸方向射出，利用激光束代替人工讀數(shù)的一種水準(zhǔn)儀。

有專門激光水準(zhǔn)儀和將激光裝置附加在水準(zhǔn)儀之上兩種型式。與光學(xué)水準(zhǔn)儀相比，具有精度高、視線長和能進行自動讀數(shù)和記錄等特點。在施工測量和大型構(gòu)件裝配中，常用激光水準(zhǔn)儀建立水平面或水平線。

2．激光水準(zhǔn)儀的使用激光水準(zhǔn)儀的操作步驟如下：（1）按水準(zhǔn)儀的操作方法安置，整平儀器，并瞄準(zhǔn)目標(biāo)。（2）接好激光電源，開啟電源開關(guān)，待激光器正常起輝后，將工作電流調(diào)至5mA左右，這時將有強的激光輸出，在目標(biāo)上得到明亮的紅色光斑。（3）讀數(shù)。激光水準(zhǔn)儀還可以掃出一個水平面，方便地進行抄平工作。第二節(jié)電子水準(zhǔn)儀

電子水準(zhǔn)儀又叫數(shù)字水準(zhǔn)儀，是在儀器的望遠鏡光路中增加了分光鏡和光電探測器等部件，采用條碼水準(zhǔn)尺和圖像處理電子系統(tǒng)，構(gòu)成光、電、機及信息存儲為一體化的水準(zhǔn)測量系統(tǒng)，如圖5-2所示為天寶DiNi電子水準(zhǔn)儀。本節(jié)以天寶DiNi電子水準(zhǔn)儀講解電子水準(zhǔn)儀的構(gòu)造和使用。一、電子水準(zhǔn)儀的特點與光學(xué)水準(zhǔn)儀相比，電子水準(zhǔn)儀有以下優(yōu)點：1．自動電子讀數(shù)代替人工讀數(shù)，不存在讀錯、記錯等問題，也沒有人為讀數(shù)的誤差。2．精度高，用的是條碼水準(zhǔn)尺，如圖5-2中的16所示。3．速度快，效率高，實現(xiàn)自動記錄，檢核處理和存儲。4．?dāng)?shù)字化水準(zhǔn)儀一般具有補償器的自動安平功能，當(dāng)采用普通水準(zhǔn)尺時，又可當(dāng)作普通自動安平儀使用。5．具有數(shù)據(jù)自動存儲、處理、交換功能，與相應(yīng)的軟件配套，可以利用計算機實現(xiàn)測量作業(yè)的電子化、自動化，大大提高了工作質(zhì)量和工作效率。二、電子水準(zhǔn)儀的構(gòu)造電子水準(zhǔn)儀一般由基座、水準(zhǔn)器、望遠鏡及數(shù)據(jù)處理系統(tǒng)組成。三、電子水準(zhǔn)儀的使用1．水準(zhǔn)測量路線設(shè)置界面（見圖5—3）（1）輸入新線路的名稱，如“1”，或者從項目中選擇一舊線路繼續(xù)測量。（2）設(shè)置測量模式，如“BF”（測量模式有BF、BFFB、BFBF、BBFF和FBBF）。（3）奇偶站交替，利用向左鍵進行選擇。2．輸入第一測站信息界面（見圖5—4）01”表示為第一個測站，黑色光標(biāo)落在B上說明先測后視。界面中的最左邊的內(nèi)容表示剛操作過的內(nèi)容（現(xiàn)在還沒數(shù)據(jù)顯示），中間窗口表示的是即將要操作的內(nèi)容，依次測完一個測站的BFFB.第一個測站完成后，儀器測站編號會自動提示SNo：001，這時儀器操作人員就可以搬站了。屏幕左邊表示上一點（后視點）的測量結(jié)果；屏幕右邊表示將要測量的下一個點（前視點）；如果測量的結(jié)果不滿足要求，可以重新進行測量，如圖5-6所示。點擊“信息”可以看到更多的信息，如圖5-7所示。點擊“顯示”可以看到更多的信息，如圖5-8所示。如果測量過程中出現(xiàn)差錯，如不小心踢了腳架，則可以重測，點擊“重測”可以對最后的測量或最后的測站進行重測，如圖5—9所示；點擊“結(jié)束”可以結(jié)束一條水準(zhǔn)線路的測量。點擊“結(jié)束”可以結(jié)束一條水準(zhǔn)線路的測量，如圖5—10所示。3．中間點測量（中間點測量就是支線測量，見圖5-11）（1）輸入點號，如“100”。（2）輸入基準(zhǔn)高，如“103.6”。（3）瞄準(zhǔn)要測量的標(biāo)尺，測量。（4）點擊“接受”。4．下一個測站點的輸入及測量（見圖5-12）（1）測完第二測站后界面會自動變成“003”，依此一直測完整個測段。在測量過程中可以實時查看儀器及測量信息，將光標(biāo)移至“信息”，可看到下圖一寫關(guān)于儀器內(nèi)存、電池電量、日期時間及前視距總和、后視距總和的大小。圖5-12下一個測站點輸入及測量第三節(jié)全站儀一、全站儀概述全站儀是由電子測角設(shè)備、光電測距設(shè)備、微型機及其軟件組合而成的智能型光電測量儀器，其結(jié)構(gòu)如圖5—13所示

全站儀能自動地測量角度和距離，并能按一定程序和格式將測量數(shù)據(jù)傳送給相應(yīng)的數(shù)據(jù)采集器。全站儀自動化程度高，功能多，精度好，通過配置適當(dāng)?shù)慕涌?，可使野外采集的測量數(shù)據(jù)直接進入計算機進行數(shù)據(jù)處理或進入自動化繪圖系統(tǒng)。1．全站儀的基本功能全站儀的基本功能是測量水平角、豎直角和斜距，借助于機內(nèi)固化的軟件，可以組成多種測量功能，如可以計算并顯示平距、高差以及鏡站點的三維坐標(biāo)，進行偏心測量、懸高測量、對邊測量、面積計算等。全站儀具有如下特點（1）能同時測角、測距并自動記錄測量數(shù)據(jù)。（2）設(shè)有各種野外應(yīng)用程序，能在測量現(xiàn)場得到歸算結(jié)果。（3）能實現(xiàn)數(shù)據(jù)流。二、NTS-355全站儀的結(jié)構(gòu)

NTS-355中文界面全站儀，它帶有數(shù)字/字母鍵盤，其主要技術(shù)參數(shù)為：一測回方向觀測中誤差為±5″，豎盤指標(biāo)自動歸零補償采用液體電子傳感補償器，補償范圍為±3′；在良好大氣條件下的最大測量距離為2.6km（使用三塊棱鏡），距離測量誤差為2mm+2ppm；帶有內(nèi)存的程序模塊可以儲存3440個點的測量數(shù)據(jù)和坐標(biāo)數(shù)據(jù)；儀器采用6V鎳氫可充電電池供電，一個充滿電的電池可供連續(xù)測量8～10個小時，其構(gòu)造如圖5-15所示。

1．望遠鏡

目前的全站儀基本采用望遠鏡光軸（視準(zhǔn)軸）和測距光軸完全同軸的光學(xué)系統(tǒng)，所以從外觀上看，它只有一個物鏡，這樣的設(shè)計使得一次照準(zhǔn)就能同時測量出角度和距離。2．微處理器及其數(shù)據(jù)記錄

全站儀的內(nèi)部裝置有一個微處理器，用來控制電子測角、測距，以及各項固定參數(shù)如溫度、氣壓、棱鏡常數(shù)等信息的輸入、輸出。還可以由它設(shè)置各項觀測誤差的改正、有關(guān)數(shù)據(jù)的實時處理及控制電子手簿。

全站儀一般均有與之相匹配的數(shù)據(jù)自動記錄裝置，依儀器結(jié)構(gòu)不同有三種方式：一是通過電纜將儀器的數(shù)據(jù)傳輸接口與外接的記錄器連接起來，數(shù)據(jù)直接存儲在外接的記錄器上；二是儀器內(nèi)部有一個大容量的內(nèi)存，用于記錄數(shù)據(jù)；另一種形式是在儀器上插入數(shù)據(jù)記錄卡，GTS-710就是采用的此種方式，數(shù)據(jù)的自動記錄和查詢都非常方便。3．顯示屏及其操作鍵

NTS-355全站儀操作面板如圖5-16所示，面板上共有23個鍵，各鍵的功能列于表5—1，儀器有角度測量、距離測量、坐標(biāo)測量、星鍵和菜單共5種模式，各種模式下的功能選擇都是通過按四個軟鍵來實現(xiàn)的，軟鍵在某個模式下各菜單中的功能在屏幕底部的對應(yīng)位置以中文字符顯示。表5—1NTS-355全站儀操作面板各鍵的功能（1）角度測量模式NTS-355全站儀的出廠設(shè)置是儀器開機即自動進入角度測量模式，當(dāng)儀器在其他模式狀態(tài)時，按鍵進入角度測量模式。角度測量模式下共有P1、P2、P3三頁菜單，如圖5—17所示。1）P1頁菜單。P1頁菜單有“置零”“鎖定”“置盤”三個選項。①“置零”選項。將當(dāng)前視線方向的水平度盤讀數(shù)設(shè)置為0。②“鎖定”選項。將當(dāng)前水平度盤讀數(shù)鎖定，該選項用于將某個照準(zhǔn)方向的水平度盤讀數(shù)配置為指定的角度值。③“置盤”選項。將當(dāng)前視線方向的水平度盤讀數(shù)設(shè)置為輸入值。2）P2頁菜單①“傾斜”選項。當(dāng)儀器豎軸發(fā)生微小的傾斜時，打開傾斜補償器可以自動改正垂直角。一般將望遠鏡視準(zhǔn)軸的水平投影方向定義為X軸，儀器橫軸方向定義為Y軸，NTS-355內(nèi)的傾斜補償器只能測量出儀器豎軸在X軸方向的傾斜角度，因此，只能計算并顯示垂直角觀測的改正值并自動對垂直角觀測值進行改正。②“V%”選項。使豎盤讀數(shù)在以角度制顯示或以斜率百分比（也稱坡度）顯示間切換。3）P3頁菜單①“H-蜂鳴”選項。開關(guān)蜂鳴聲。當(dāng)水平度盤讀數(shù)分別為0°、90°、180°、270°、1°時發(fā)出蜂鳴聲。②“R/L”選項。使水平盤讀數(shù)在右旋和左旋水平角之間切換。右旋等價于水平度盤為順時針注記，左旋等價于水平度盤為逆時針注記。③“豎角”選項。天頂距V/豎直角CMPS的切換，一般使豎盤讀數(shù)在天頂距（豎盤0位于天頂方向）（2）距離測量模式儀器照準(zhǔn)棱鏡時，按進入距測量模式的同時自動開始測距。當(dāng)儀器正在測距時，在字符“HD”的右邊將顯示字符“*”。距離測量模式下共有P1、P2兩頁菜單，如圖5-18所示。1）P1頁菜單①“測量”選項。執(zhí)行N次測量或重復(fù)測量功能。N的值及具體執(zhí)行哪一種測量功能由儀器的“設(shè)置模式2”確定。如果設(shè)置N=1，N次測量即為單次測量。②“模式”選項。距離測量有“精測”和“跟蹤”兩種模式?！熬珳y”模式測量，距離顯示到“mm”位；“跟蹤”模式連續(xù)測量，距離顯示到“cm”位。③“S/A”選項。設(shè)置棱鏡常數(shù)和氣象改正比例系數(shù)。南方測繪儀器公司的棱鏡常數(shù)出廠設(shè)置為-30mm，若使用其他廠家的棱鏡，可以通過檢測求出棱鏡常數(shù)。NTS-355的氣象改正比例系數(shù)計算公式為：觀測員將現(xiàn)場測得的P、T值帶入計算出，也可以直接輸入溫度T，大氣壓P。由儀器自動計算值并對所測距離施加改正。2）P2頁菜單①“偏心”選項。偏心測量是測量不便于安置棱鏡的碎部點的三維坐標(biāo)，它需要先輸入儀器高、棱鏡高、測站點的三維坐標(biāo)及后視坐標(biāo)方位角才能進行。②“放樣”選項。顯示實測距離與輸入放樣距離之差。③“m/f/i”選項。使距離測量（包括平中距、高差、斜距）單位在米、英尺和英尺、英寸之間切換。（3）坐標(biāo)測量模式當(dāng)儀器照準(zhǔn)棱鏡時，按鍵進入坐標(biāo)測量模式同時自動開始坐標(biāo)測量。坐標(biāo)測量模式下共有P1、P2、P3三頁菜單，如圖5-19所示。1）P1頁菜單。P1頁菜單有“測量”“模式”“S/A”三個選項，其功能與距離測量模式下的P1頁菜單完全一樣。2）P2頁菜單①“鏡高”選項。輸入棱鏡的高度。②“儀高”選項。輸入測站的儀器高。③“測站”選項。輸入測站點的E，N，Z（對應(yīng)測量中的y，x，H）三維坐標(biāo)。3）P3頁菜單。P3頁菜單有“偏心”和“m/f/i”兩個選項，它與距離測量模式下P2菜單的同名選項功能完全相同。4．反射棱鏡

如圖5—20所示，反射棱鏡有基座上安置的棱鏡與對中桿上安置的棱鏡兩種。分別用于精度要求較高的測點上或精度要求一般的測點上，反射棱鏡均可水平轉(zhuǎn)動與俯仰轉(zhuǎn)動，以使鏡面對準(zhǔn)全站儀的視線方向。5．電源電源分為機載電池與外接電池兩種，現(xiàn)在一般標(biāo)準(zhǔn)配置為兩塊機載鋰電池，已經(jīng)足夠完成正常的野外工作。三、全站儀的操作方法在測站上的一般操作步驟如下：1．安置儀器對中、整平后，量出儀器的視線高Hi。2．打開電源，儀器自動進入自檢后，即可顯示水平度盤讀數(shù)?？v轉(zhuǎn)望遠鏡進行初始化后，可顯示豎直度盤讀數(shù)。3．輸入?yún)?shù)要是輸入棱鏡常數(shù)、氣溫、氣壓及濕度等氣象參數(shù)。4．選定模式

主要是選定測距單位、測角單位和測距模式，測距單位可選擇距離單位是米（m）或是英尺（feet），測角單位可選擇360°或400°、測距模式可選擇精測、粗測和跟蹤測三種。（1）角度測量1）功能?？蛇M行水平角、豎直角的測量。2）方法。與經(jīng)緯儀相同，若要測出水平角∠AOB，則：①當(dāng)精度要求不高時：瞄準(zhǔn)A點——置零（0SET）——瞄準(zhǔn)B點，記下水平度盤HR的大小。②當(dāng)精度要求高時：可用測回法。操作步驟同用經(jīng)緯儀操作一樣，只是配置度盤時，按“置盤”（HSET）（2）距離測量PSM、PPM的設(shè)置——測距、測坐標(biāo)、放樣前。1）棱鏡常數(shù)（PSM）的設(shè)置。一般：PRISM=0（原配棱鏡）或-30mm（國產(chǎn)棱鏡）2）大氣改正數(shù)（PPM）（乘常數(shù)）的設(shè)置。輸入測量時的氣溫（TEMP）、氣壓（PRESS），或經(jīng)計算后，輸入PPM的值。功能：可測量平距HD、高差VD和斜距SD（全站儀鏡點至棱鏡鏡點間高差及斜距）。方法：照準(zhǔn)棱鏡點，按“測量”（MEAS）。（3）坐標(biāo)測量圖5-21坐標(biāo)測量原理3）方法。輸入測站S（X，Y，H），儀器高i，棱鏡高v——瞄準(zhǔn)后視點B，將水平度盤讀數(shù)設(shè)置為——瞄準(zhǔn)目標(biāo)棱鏡點T，按“測量”，即可顯示點T的三維坐標(biāo)。坐標(biāo)測量示例如圖5-22所示。5．點位放樣（3）點的坐標(biāo)放樣示例（見圖5-23）1）按“MENU”，進入主菜單測量模式。2）按“LAYOUT”，進入放樣程序，再按“SKP”，略過使用文件。3）按“OOC.PT”（F1），再按“NEZ”，輸入測站O點的坐標(biāo)（）并在“INS.HT”一欄輸入儀器高。4）按“BACKSIGHT”（F2），再按“NE/AZ”，輸入后視點A的坐標(biāo)（xA，yA）；若不知A點坐標(biāo)而已知坐標(biāo)方位角，則可再按“AZ”，在HR項輸入的值。瞄準(zhǔn)A點，按“YES”。5）按“LAYOUT”（F3），再按“NEZ”，輸入待放樣點B的坐標(biāo)（xB，yB，HB）及測桿單棱鏡的鏡高后，按“ANGLE”（F1）。使用水平制動和水平微動螺旋，使顯示的dHR=0°00ˊ00"，即找到了“OB”方向，指揮持測桿單棱鏡者移動位置，使棱鏡位于“OB”方向上。6）按“DIST”，進行測量，根據(jù)顯示的dHD來指揮持棱鏡者沿OB方向移動，若dHD為正，則向O點方向移動；反之若dHD為負，則向遠處移動，直至dHD=0時，立棱鏡點即為B7）其所顯示的dZ值即為立棱鏡點處的填挖高度，正為挖，負為填。8）按“NEXT”，反復(fù)5、6兩步，放樣下一個點C。6．程序測量（1）數(shù)據(jù)采集。（2）坐標(biāo)放樣。（3）對邊測量、懸高測量、面積測量、后方交會等。（4）數(shù)據(jù)存儲管理，包括數(shù)據(jù)的傳輸、數(shù)據(jù)文件的操作（改名、刪除、查閱）。四、全站儀使用注意事項與維護1．全站儀保管的注意事項（1）儀器的保管由專人負責(zé)，每天現(xiàn)場使用完畢帶回辦公室；不得放在現(xiàn)場工具箱內(nèi)。（2）儀器箱內(nèi)應(yīng)保持干燥，要防潮防水并及時更換干燥劑。儀器須放置專門架上或固定位置。（3）儀器長期不用時，應(yīng)一月左右定期通風(fēng)防霉并通電驅(qū)潮，以保持儀器良好的工作狀態(tài)。（4）儀器放置要整齊，不得倒置2．使用時應(yīng)注意事項（1）開工前應(yīng)檢查儀器箱背帶及提手是否牢固。（2）開箱后提取儀器前，要看準(zhǔn)儀器在箱內(nèi)放置的方式和位置，裝卸儀器時，必須握住提手，將儀器從儀器箱取出或裝入儀器箱時，請握住儀器提手和底座，不可握住顯示單元的下部。切不可拿儀器的鏡筒，否則會影響內(nèi)部固定部件，從而降低儀器的精度。應(yīng)握住儀器的基座部分，或雙手握住望遠鏡支架的下部。儀器用畢，先蓋上物鏡罩，并擦去表面的灰塵。裝箱時各部位要放置妥帖，合上箱蓋時應(yīng)無障礙。（3）在太陽光照射下觀測儀器，應(yīng)給儀器打傘，并帶上遮陽罩，以免影響觀測精度。在雜亂環(huán)境下測量，儀器要有專人守護。當(dāng)儀器架設(shè)在光滑的表面時，要用細繩（或細鉛絲）將三腳架三個腳聯(lián)起來，以防滑倒。（4）當(dāng)架設(shè)儀器在三腳架上時，盡可能用木制三腳架，因為使用金屬三腳架可能會產(chǎn)生振動，從而影響測量精度。（5）當(dāng)測站之間距離較遠，搬站時應(yīng)將儀器卸下，裝箱后背著走。行走前要檢查儀器箱是否鎖好，檢查安全帶是否系好。當(dāng)測站之間距離較近，搬站時可將儀器連同三腳架一起靠在肩上，但儀器要盡量保持直立放置。（6）搬站之前，應(yīng)檢查儀器與腳架的連接是否牢固，搬運時，應(yīng)把制動螺旋略微關(guān)住，使儀器在搬站過程中不致晃動。（7）儀器任何部分發(fā)生故障，不勉強使用，應(yīng)立即檢修，否則會加劇儀器的損壞程度。（8）元件應(yīng)保持清潔，如沾染灰沙必須用毛刷或柔軟的擦鏡紙擦掉。禁止用手指撫摸儀器的任何光學(xué)元件表面。清潔儀器透鏡表面時，請先用干凈的毛刷掃去灰塵，再用干凈的無線棉布沾酒精由透鏡中心向外一圈圈的輕輕擦拭。除去儀器箱上的灰塵時切不可用任何稀釋劑或汽油，而應(yīng)用干凈的布塊蘸中性洗滌劑擦洗。（9）濕環(huán)境中工作，作業(yè)結(jié)束，要用軟布擦干儀器表面的水分及灰塵后裝箱?；氐睫k公室后立即開箱取出儀器放于干燥處，徹底涼干后再裝箱內(nèi)。（10）冬天室內(nèi)、室外溫差較大時，儀器搬出室外或搬入室內(nèi)，應(yīng)隔一段時間后才能開箱。第四節(jié)全球衛(wèi)星定位系統(tǒng)一、空間星座部分如圖5-24所示，GPS衛(wèi)星星座它是在地球上空布設(shè)24顆GPS專用衛(wèi)星，其中21顆工作衛(wèi)星，3顆備用衛(wèi)星。2．GPS衛(wèi)星的主要功能（1）用L波段的兩個無線載波（19cm和24cm波）向廣大用戶連續(xù)不斷地發(fā)送導(dǎo)航定位信號。包括提供精密時間標(biāo)準(zhǔn)、粗略導(dǎo)航定位偽距C/A碼、精密測距P碼和反映衛(wèi)星當(dāng)前空間位置和衛(wèi)星工作狀態(tài)的導(dǎo)航電文。（2）在衛(wèi)星飛越注入站上空時，接收由地面注入站用S波段（10cm波段）發(fā)送到衛(wèi)星的導(dǎo)航電文和其它有關(guān)信息，并適時發(fā)送給廣大用戶。（3）接收地面主控站通過注入站發(fā)送到衛(wèi)星的調(diào)度命令，適時地調(diào)整衛(wèi)星的姿態(tài)，改正衛(wèi)星運行軌道偏差，啟用備用衛(wèi)星。

二、衛(wèi)星監(jiān)控部分

地面監(jiān)控部分是由分布在世界各地五個地面站組成，按功能分為主控站、監(jiān)測站和注入站。1．主控站

主控站有一個，設(shè)在美國本土科羅拉多空間中心。它除了協(xié)調(diào)管理地面監(jiān)控系統(tǒng)外，還負責(zé)將監(jiān)測站的觀測資料聯(lián)合處理推算衛(wèi)星星歷、衛(wèi)星鐘差和大氣修正參數(shù)，并將這些數(shù)據(jù)編制成導(dǎo)航電文送到注入站。2．監(jiān)測站現(xiàn)有5個地面站均具有監(jiān)測站的功能，除了主控站外，其它四個分別位于夏威夷（Hawaii）、阿松森群島（Ascencion）、迭哥伽西亞（DiegoGarcia）、卡瓦加蘭（Kwajalein），主要任務(wù)是完成對GPS衛(wèi)星信號的連續(xù)觀測，并將搜集的數(shù)據(jù)和當(dāng)?shù)貧庀笥^測資料經(jīng)處理后送到主控站。3．注入站

注入站的作用是將主控站編制的導(dǎo)航電文，通過直徑為3.6m的天線注入給相應(yīng)的衛(wèi)星。注入站現(xiàn)有三個，分別設(shè)在印度洋的迭哥加西亞（DiegoGarcia）、南大西洋阿松森島Ascencion）和南太平洋的卡瓦加蘭（Kwajalein）。注入站的主要設(shè)備包括一臺直徑為3.6m的天線，一臺C波段發(fā)射機和一臺計算機。三、用戶設(shè)備部分

GPS的用戶部分由GPS接收機、數(shù)據(jù)處理軟件及相應(yīng)的用戶設(shè)備如計算機及其終端設(shè)備、氣象儀器等組成。四、GPS定位原理及定位的方法分類1．GPS定位原理測量學(xué)中的交會法測量里有一種測距交會確定點位的方法。與其相似，GPS的定位原理就是利用空間分布的衛(wèi)星以及衛(wèi)星與地面點的距離交會得出地面點位置。簡言之，GPS定位原理是一種空間的距離交會原理2．GPS定位方法分類（1）按照參考點的位置不分類若按照參考點的位置不同，則定位方法可分為絕對定位和相對定位。（2）按用戶接收機在作業(yè)中的運動狀態(tài)分類用戶接收機在作業(yè)中的運動狀態(tài)不同，則定位方法可分為靜態(tài)定位和動態(tài)定位。（3）按測距原理不同分類若依照測距的原理不同，定位方法又可分為測碼偽距法定位、測相偽距法定位、差分定位等。五、GPS接收機組成及工作原理

GPS接收機主要是由GPS接收機天線單元，GPS接收機主機單元和電源單元三部分組成。GPS接收機作為用戶測量系統(tǒng)，按其構(gòu)成部分的性質(zhì)和功能，可分為硬件部分和軟件部分。1．硬件部分

接收機主機由變頻器、信號通道、微處理器、存儲器及顯示器組成，基本結(jié)構(gòu)如圖5-25所示。（1）變頻器及中頻放大器經(jīng)過GPS前置放大器的信號仍然很微弱，為了使接收機通道得到穩(wěn)定的高增益，并且使L頻段的射頻信號變成低頻信號，必須采用變頻器。（2）信號通道相關(guān)信號通道的電路原理如圖5-26所示。（3）存儲器接收機內(nèi)設(shè)有存儲器或存儲卡以存儲衛(wèi)星星歷、衛(wèi)星歷書、接收機采集到的碼相位偽距觀測值、載波相位觀測值及多普勒頻移，目前GPS接收機都裝有半導(dǎo)體存儲器（簡稱內(nèi)存），接收機內(nèi)存數(shù)據(jù)可以通過數(shù)據(jù)口傳到微機上，以便進行數(shù)據(jù)處理和數(shù)據(jù)保存。（4）微處理微處理是GPS接收機工作的靈魂，GPS接收機工作都是在微機指令統(tǒng)一協(xié)同下進行的，其主要工作步驟為：1）接收機開機后，立即指令各個通道進行自檢，適時地在視屏顯示窗內(nèi)展示各自的自檢結(jié)果，并測定、校正和存儲各個通道的時延值。2）接收機對衛(wèi)星進行捕捉跟蹤后，根據(jù)跟蹤環(huán)路所輸出的數(shù)據(jù)碼，解譯出GPS衛(wèi)星星歷。當(dāng)同時鎖定4顆衛(wèi)星時，將C/A碼偽距觀測值連同星歷一起計算出測站的三維位置，并按照預(yù)置的位置數(shù)據(jù)更新率，不斷更新（計算）點的坐標(biāo)。3）用已測得的點位坐標(biāo)和GPS衛(wèi)星歷書，計算所有在軌衛(wèi)星的升降時間、方位和高度角，并為作業(yè)人員提供在視衛(wèi)星數(shù)量及其工作狀況，以便選用“健康”的且分布適宜的定位衛(wèi)星，達到提高點位精度的目的。4）接收用戶輸入的信號，如測站名、測站號、天線高和氣象參數(shù)等（5）電源GPS接收機的電源有隨機配備的內(nèi)置電池，一般為鋰電池，另一種為外界電源，一般采用汽車電瓶或者隨機配備的專用電源適配器。（6）接收機的天線天線由接收機天線和前置放大器兩部分所組成，天線的主要功能是將GPS衛(wèi)星信號極微弱的電磁波能轉(zhuǎn)化為相應(yīng)的電流，而前置放大器則是對這種信號電流進行放大和變頻處理。而接收機單元的主要功能是對經(jīng)過放大和變頻處理的信號電源進行跟蹤、