GPS定位原理及其在測(cè)量中的應(yīng)用現(xiàn)狀目錄一.概述二.GPS定位概述三.GPS定位及GNSS定位四.CGSC2000國家坐標(biāo)系介紹1.近、現(xiàn)代的常規(guī)（地面）定位方法采用的儀器設(shè)備尺：銦鋼尺光學(xué)儀器：經(jīng)緯儀，水準(zhǔn)儀激光和紅外儀器：測(cè)距儀綜合多種技術(shù)的儀器：全站儀無線電、微波儀器：Loran-C，雷達(dá)觀測(cè)方法角度或方向觀測(cè)距離觀測(cè)距離差觀測(cè)一.概述2.常規(guī)（地面）定位方法的局限性觀測(cè)點(diǎn)之間需要保證通視需要事先布設(shè)大量的地面控制點(diǎn)/地面站無法同時(shí)精確確定點(diǎn)的三維坐標(biāo)難以確定地心坐標(biāo)平面、高程控制網(wǎng)破壞嚴(yán)重、很多點(diǎn)位難以尋找觀測(cè)受氣候、環(huán)境條件限制控制網(wǎng)存在誤差積累、精度不高控制網(wǎng)點(diǎn)位分布不均勻平面點(diǎn)多在山頂并遠(yuǎn)離測(cè)區(qū)平面與高程控制分離、沒有統(tǒng)一的控制系統(tǒng)一.概述一.概述3.GPS技術(shù)的廣泛應(yīng)用。

全球定位系統(tǒng)(GlobalPositioningSystemGPS)是全方位實(shí)時(shí)三維導(dǎo)航與定位能力的新一代衛(wèi)星導(dǎo)航與定位系統(tǒng)。在通信行業(yè)，交通、運(yùn)輸部門，地理信息系統(tǒng)，電子商務(wù)領(lǐng)域，電腦制造商、通信設(shè)備商均有長足的應(yīng)用被譽(yù)為即通訊、互聯(lián)網(wǎng)之后的第三個(gè)信息技術(shù)增長點(diǎn)。GPS優(yōu)點(diǎn)：測(cè)站間無需通視數(shù)學(xué)模型簡單，且能同時(shí)確定點(diǎn)的三維坐標(biāo)易于實(shí)現(xiàn)全天候觀測(cè)在長距離上仍能獲得高精度的定位結(jié)果目前GPS應(yīng)用現(xiàn)狀：絕大部分的控制測(cè)量用GPS實(shí)現(xiàn)RTK測(cè)量技術(shù)全面普及高智能亞米級(jí)手持GPS應(yīng)用展開前景：高精度、智能化、小巧化、網(wǎng)絡(luò)化。4.GPS定位技術(shù)的優(yōu)點(diǎn)和應(yīng)用一.概述什么是全球定位系統(tǒng)全球定位系統(tǒng)GPS的英文全稱是NAVigationSatelliteTimingAndRangingGlobalPositionSystem（導(dǎo)航星測(cè)時(shí)與測(cè)距全球定位系統(tǒng)），簡稱GPS有時(shí)也被稱作NAVSTARGPS。根據(jù)Wooden1985年所給出的定義：NAVSTAR全球定位系統(tǒng)（GPS）是一個(gè)空基全天侯導(dǎo)航系統(tǒng)，它由美國國防部開發(fā)，用以滿足軍方在地面或近地空間內(nèi)獲取在一個(gè)通用參照系中的位置、速度和時(shí)間信息的要求。1.GPS定位系統(tǒng)的概述二.GPS定位概述2.GPS發(fā)展簡史1957年10月4日第一顆人造衛(wèi)星SputnikI（蘇）發(fā)射成功。1958年12月開始設(shè)計(jì)NNSS(NavyNavigationSatelliteSystem)–TRANSIT，即子午衛(wèi)星系統(tǒng)。1964年1月該系統(tǒng)正式運(yùn)行。1967年7月系統(tǒng)解密以供民用。1973年12月，美國國防部（DOD）批準(zhǔn)研制GPS。1978年2月22日，第1顆GPS試驗(yàn)衛(wèi)星發(fā)射成功。1989年2月14日，第1顆GPS工作衛(wèi)星發(fā)射成功。1991年，在海灣戰(zhàn)爭中，GPS首次大規(guī)模用于實(shí)戰(zhàn)。1993年，IGS成立。1995年7月17日，GPS達(dá)到FOC–完全運(yùn)行能力（FullOperationalCapability）。1999年1月25日，美國副總統(tǒng)戈?duì)栃?，將斥資40億美圓，進(jìn)行GPS現(xiàn)代化。1999年8月21/22日子夜，GPS發(fā)生GPS周結(jié)束翻轉(zhuǎn)(EOW)問題。2000年1月1日，Y2K問題。2000年5月1日，美國總統(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）二.GPS定位概述3.GPS的系統(tǒng)組成

由空間部分、地面部分和用戶部分等組成二.GPS定位概述3.1空間部分（SpaceSegment）GPS衛(wèi)星星座設(shè)計(jì)星座：21+321顆正式的工作衛(wèi)星+3顆活動(dòng)的備用衛(wèi)星

6個(gè)軌道面，平均軌道高度20200km，軌道傾角55

，周期11h58min（顧及地球自轉(zhuǎn)，地球-衛(wèi)星的幾何關(guān)系每天提前4min重復(fù)一次）保證在24小時(shí)，在高度角15°以上，能夠同時(shí)觀測(cè)到4至8顆衛(wèi)星當(dāng)前星座：28顆二.GPS定位概述GPS衛(wèi)星

作用：接收、存儲(chǔ)導(dǎo)航電文生成用于導(dǎo)航定位的信號(hào)（測(cè)距碼、載波）發(fā)送用于導(dǎo)航定位的信號(hào)（采用雙向調(diào)制法調(diào)制在載波上的測(cè)距碼和導(dǎo)航電文）接受地面指令，進(jìn)行相應(yīng)操作其他特殊用途，如通訊、監(jiān)測(cè)核暴等。主要設(shè)備太陽能電池板原子鐘（2臺(tái)銫鐘、2臺(tái)銣鐘）信號(hào)生成與發(fā)射裝置二.GPS定位概述GPS衛(wèi)星類型試驗(yàn)衛(wèi)星：BlockⅠ工作衛(wèi)星：BlockⅡBlockⅡ：存儲(chǔ)星歷能力為14天，具有SA和ASBlockⅡA（Advanced）：衛(wèi)星間可相互通訊，存儲(chǔ)星歷能力為180天，SV35和SV36帶有激光反BlockⅡR（Replacement/Replenishment）：衛(wèi)星間可相互跟蹤相互通訊BlockⅡF（FollowOn）：新一代的GPS衛(wèi)星,增設(shè)第三民用頻率BlockIIABlockIIRBlockIIABlockIIF二.GPS定位概述3.2地面監(jiān)控部分（GroundSegment）主控站：1個(gè)監(jiān)測(cè)站：5個(gè)注入站：3個(gè)通訊與輔助系統(tǒng)二.GPS定位概述主控站：協(xié)調(diào)和管理地面監(jiān)控系統(tǒng):1）根據(jù)觀測(cè)資料，推算編制各衛(wèi)星的星歷、衛(wèi)星鐘差和大氣修正參數(shù)，并將數(shù)據(jù)傳送到注入站。

2）提供全球定位系統(tǒng)的時(shí)間基準(zhǔn)。

3）調(diào)整偏離軌道的衛(wèi)星，使之沿預(yù)定軌道運(yùn)行。

4）啟用備用衛(wèi)星代替失效工作衛(wèi)星監(jiān)測(cè)站：觀測(cè)資料由計(jì)算機(jī)進(jìn)行初步處理，存儲(chǔ)并傳輸?shù)街骺卣?，以確定衛(wèi)星軌道。

1）對(duì)衛(wèi)星進(jìn)行跟蹤觀測(cè)

2）記錄氣象數(shù)據(jù)

3）將數(shù)據(jù)傳送到主控站注入站：主要任務(wù)是在主控站的控制下，將主控站推算和編制的衛(wèi)星星歷、鐘差、導(dǎo)航電文和其它控制指令等，注入到相應(yīng)衛(wèi)星的存儲(chǔ)系統(tǒng)，并監(jiān)測(cè)注入信息的正確性。

二.GPS定位概述二.GPS定位概述3.3用戶部分（UserSegment）組成用戶接收設(shè)備接收GPS發(fā)射的無線電信號(hào)，獲得必要的定位i信息和觀測(cè)量，經(jīng)數(shù)據(jù)處理完成定位工作。GPS接收機(jī)和數(shù)據(jù)處理軟件、微處理機(jī)和終端設(shè)備組成。。二.GPS定位概述1.GPS的定位原理衛(wèi)星不間斷地發(fā)送自身地星歷參數(shù)和時(shí)間信息，用戶接收到這些信息后，經(jīng)過計(jì)算求出接收機(jī)地三維位置、三維方向以及運(yùn)動(dòng)速度和時(shí)間信息。GPS測(cè)量定位方法分類定位模式絕對(duì)定位（單點(diǎn)定位）相對(duì)定位差分定位定位時(shí)接收機(jī)天線的運(yùn)動(dòng)狀態(tài)靜態(tài)定位－天線相對(duì)于地固坐標(biāo)系靜止動(dòng)態(tài)定位－天線相對(duì)于地固坐標(biāo)系運(yùn)動(dòng)獲得定位結(jié)果的時(shí)效事后定位實(shí)時(shí)定位觀測(cè)值類型偽距測(cè)量載波相位測(cè)量。三.GPS定位原理信號(hào)傳播時(shí)間測(cè)距碼測(cè)距原理距離測(cè)定的基本思路信號(hào)（測(cè)距碼）傳播時(shí)間的測(cè)定信號(hào)傳播時(shí)間的測(cè)定三.GPS定位原理雙程測(cè)距(主動(dòng)測(cè)距)用于電磁波測(cè)距儀單程測(cè)距用于GPS（被動(dòng)測(cè)距）測(cè)距碼測(cè)距的觀測(cè)方程對(duì)流層折射延遲改正電離層折射延遲改正接收機(jī)鐘的改正數(shù)衛(wèi)星鐘的改正數(shù)信號(hào)離開衛(wèi)星的時(shí)刻（由衛(wèi)星鐘測(cè)定）信號(hào)到達(dá)接收機(jī)的時(shí)刻（由接收機(jī)鐘測(cè)定）三.GPS定位原理2.單點(diǎn)定位絕對(duì)定位也叫單點(diǎn)定位，通常是指在WGS84坐標(biāo)系中，直接確定觀測(cè)站相對(duì)于坐標(biāo)系原點(diǎn)絕對(duì)坐標(biāo)地一種定位方法。相應(yīng)接收機(jī)為手持GPS。三.GPS定位原理2.GPS載波相位測(cè)量的基本原理理想情況實(shí)際情況三.GPS定位原理基于載波相位的定位特點(diǎn)：精度高（毫米或厘米級(jí)）需要求解模糊度不可瞬間定位（即不可實(shí)時(shí)定位）作用范圍有限（相對(duì)模式，PPP不在此列）3.相對(duì)定位概述定義：確定進(jìn)行同步觀測(cè)的接收機(jī)之間相對(duì)位置的定位方法，稱為相對(duì)定位。定位結(jié)果－與所用星歷同屬一坐標(biāo)系的基線向量（坐標(biāo)差）采用廣播星歷時(shí)屬WGS-84采用IGS–InternationalGPSService精密星歷時(shí)為ITRF–InternationalTerrestrialReferenceFrames特點(diǎn)優(yōu)點(diǎn)：精度高缺點(diǎn)：多臺(tái)接收共同作業(yè)，作業(yè)復(fù)雜應(yīng)用：高精度測(cè)量定位三.GPS定位原理相對(duì)定位原理相對(duì)定位的最基本情況，是兩臺(tái)GPS接收機(jī)，分別安置在基線的兩端，并同步觀測(cè)相同的GPS衛(wèi)星，以確定基線端點(diǎn)，在協(xié)議地球坐標(biāo)系中的相對(duì)位置或基線向量。因?yàn)樵趦蓚€(gè)觀測(cè)站或多個(gè)觀測(cè)站，同步觀測(cè)相同衛(wèi)星的情況下，衛(wèi)星的軌道誤差，衛(wèi)星鐘差，接收機(jī)鐘差以及電離層和對(duì)流層的折射誤差等，對(duì)觀測(cè)量的影響具有一定的相關(guān)性，所以利用這些觀測(cè)量的不同組合，進(jìn)行相對(duì)定位，便可有效地消除或者減弱上述誤差的影響，從而提高相對(duì)定位的精度。三.GPS定位原理載波相位測(cè)量相對(duì)定位的應(yīng)用1.GPS靜態(tài)測(cè)量：靜態(tài)相對(duì)定位，一般采用載波相位觀測(cè)值（或測(cè)相偽距）為基本觀測(cè)量。這一定位方法是當(dāng)前GPS定位中精度最高的一種方法，在精度要求較高的測(cè)量工作中，均采用這種方法。在載波相位觀測(cè)的數(shù)據(jù)處理中，為了可靠地確定載波相位的整周未知數(shù)，靜態(tài)相對(duì)定位一般需要較長的觀測(cè)時(shí)間（1小時(shí)到3小時(shí)不等），此種方法一般也被稱為經(jīng)典靜態(tài)相對(duì)定位法。2.利用起始基線向量確定初始整周未知數(shù)或稱初始化，之后，一臺(tái)接收機(jī)在參考點(diǎn)（基準(zhǔn)站）上固定不動(dòng)，并對(duì)所有可見衛(wèi)星進(jìn)行連續(xù)觀測(cè)；而另一臺(tái)接收機(jī)在其周圍的觀測(cè)站上流動(dòng)，并在每一流動(dòng)站上靜止進(jìn)行觀測(cè)，確定流動(dòng)站與基準(zhǔn)站之間的相對(duì)位置。通常稱為準(zhǔn)動(dòng)態(tài)相對(duì)定位，在一些文獻(xiàn)中稱走走停停（StopandGo）定位法。三.GPS定位原理

3.（1）測(cè)碼偽距動(dòng)態(tài)相對(duì)定位法目前進(jìn)行實(shí)時(shí)定位的精度可達(dá)米級(jí)，是以相對(duì)定位原理為基礎(chǔ)的實(shí)時(shí)差分GPS，由于可以有效地減弱衛(wèi)星軌道誤差，鐘差，大氣折射誤差以及SA政策的影響，其定位精度，遠(yuǎn)較測(cè)碼偽距動(dòng)態(tài)絕對(duì)定位的精度要高，所以這一方法獲得了迅速的發(fā)展。（2）測(cè)相動(dòng)態(tài)相對(duì)定位法測(cè)相動(dòng)態(tài)相對(duì)定位法，是以預(yù)先初始化或動(dòng)態(tài)解算載波相位整周未知數(shù)為基礎(chǔ)的一種高精度動(dòng)態(tài)相對(duì)定位法。目前在較小的范圍內(nèi)（例如<20km），獲得了成功的應(yīng)用，其定位精度可達(dá)1～2厘米。流動(dòng)站和基準(zhǔn)站之間，必須實(shí)時(shí)地傳輸觀測(cè)數(shù)據(jù)或觀測(cè)量的修正數(shù)據(jù)。三.GPS定位原理GLONASS全球定位系統(tǒng)擁有者俄羅斯發(fā)展簡史由前蘇聯(lián)從80年代初開始建設(shè)的與美國GPS系統(tǒng)相類似的衛(wèi)星定位系統(tǒng)，現(xiàn)在由俄羅斯空間局管理。GLONASS的整體結(jié)構(gòu)類似于GPS系統(tǒng)，其主要不同之處在于星座設(shè)計(jì)和信號(hào)載波頻率和衛(wèi)星識(shí)別方法的設(shè)計(jì)不同。目前因經(jīng)濟(jì)問題，星座中衛(wèi)星缺失太多，暫時(shí)不能連續(xù)實(shí)時(shí)定位。系統(tǒng)組成衛(wèi)星星座地面監(jiān)測(cè)控制站用戶設(shè)備伽利略（GALILEO）全球定位系統(tǒng)擁有者歐盟，中國參與發(fā)展簡史GALILEO系統(tǒng)是歐洲自主的、獨(dú)立的全球多模式衛(wèi)星定位導(dǎo)航系統(tǒng)，提供高精度、高可靠性的定位服務(wù)，同時(shí)它實(shí)現(xiàn)完全非軍方控制、管理，可與美國的GPS和俄羅斯的GLONASS兼容，但比后兩者更安全、更準(zhǔn)確。計(jì)劃將于2008年完成，但從目前的情況來看，整個(gè)系統(tǒng)的建立還是遙遙無期

系統(tǒng)組成GALILEO系統(tǒng)由30顆衛(wèi)星組成，其中27顆工作星，3顆備份星。衛(wèi)星分布在3個(gè)中地球軌道（MEO）上，軌道高度為23616千米，軌道傾角56度。每個(gè)軌道上部署9顆工作星和1顆備份星。中國北斗定位系統(tǒng)

由三顆地球同步軌道衛(wèi)星組成，投資較少不具備全球覆蓋能力，只能以地區(qū)為主。先發(fā)射衛(wèi)星，再進(jìn)行終端設(shè)備研發(fā)，不像GPS是軍民應(yīng)用一起開發(fā)。北斗系統(tǒng)需要接收機(jī)的返回信息，不像GPS屬于被動(dòng)系統(tǒng)?！倍倍穼?dǎo)航系統(tǒng)“計(jì)劃包括4顆靜止星、12顆中軌星和9顆高軌星。原定2006年開始組網(wǎng)，2010年實(shí)現(xiàn)全球精確覆蓋。目前時(shí)間推遲了，真正實(shí)現(xiàn)還沒有時(shí)間表。GPS現(xiàn)代化GPS現(xiàn)代化計(jì)劃保護(hù)采用一系列措施保護(hù)GPS系統(tǒng)不受敵方和黑客的干擾，增加GPS軍用信號(hào)的抗干擾能力，其中包括增加GPS的軍用無線電信號(hào)的強(qiáng)度。阻止阻止敵方利用GPS的軍用信號(hào)。設(shè)計(jì)新的GPS衛(wèi)星型號(hào)（ⅡF），設(shè)計(jì)新的GPS信號(hào)結(jié)構(gòu)，增加頻道，將民用頻道L1、L2、L5(1.17645GHz)和軍用頻道L3、L4分開。GPS現(xiàn)代化計(jì)劃GPS將使用BlockIIRGPS衛(wèi)星，今后將陸續(xù)更新12顆衛(wèi)星，增強(qiáng)了信號(hào)的功率和種類兩種新型軍用信號(hào)，增強(qiáng)了加密和抗干擾能力增加一種民用信號(hào)，提供不同頻率上的公開信號(hào)在使用位置上可以直接校正電離層干擾，實(shí)現(xiàn)GPS服務(wù)更加準(zhǔn)確、有效、完整、可靠。新信號(hào)概述除了IIR衛(wèi)星，2005年還要發(fā)射波音IIF衛(wèi)星ⅡF批次衛(wèi)星除發(fā)射增強(qiáng)的L1、L2民用信號(hào)和M碼外，將在1176.45兆赫增加第3個(gè)民用信號(hào)（L5），位于960-1215MHZL2載波上增加的第二個(gè)民用信號(hào)是L2C，能補(bǔ)償大氣傳輸不穩(wěn)定性，提高民用導(dǎo)航精度到3-10米M碼采用新型的調(diào)制方法，和新一代加密技術(shù)，軍用和民用碼分離PPP技術(shù)

精密單點(diǎn)定位技術(shù)（3P）PrecisePointPositioning，簡稱為PPP。原理利用預(yù)報(bào)的GPS衛(wèi)星的精密星歷或事后的精密星歷作為已知坐標(biāo)起算數(shù)據(jù)；同時(shí)利用某種方式得到的精密衛(wèi)星鐘差來替代用戶GPS定位觀測(cè)值方程中的衛(wèi)星鐘差參數(shù)；用戶利用單臺(tái)GPS雙頻雙碼接收機(jī)的觀測(cè)數(shù)據(jù)在數(shù)千萬平方公里乃至全球范圍內(nèi)的任意位置都可以2-4dm級(jí)的精度進(jìn)行實(shí)時(shí)動(dòng)態(tài)定位或以2-4cm級(jí)的精度進(jìn)行較快速的靜態(tài)定位精密單點(diǎn)定位技術(shù)是實(shí)現(xiàn)全球精密實(shí)時(shí)動(dòng)態(tài)定位與導(dǎo)航的關(guān)鍵技術(shù)，也是GPS定位方面的前沿研究方向。

優(yōu)點(diǎn)處理非差碼與相位觀測(cè)值，可利用的觀測(cè)值多且不相關(guān)可估計(jì)位置、鐘差及對(duì)流層延遲等參數(shù)支持靜態(tài)模式和動(dòng)態(tài)模式作業(yè)只要有通訊鏈路支持，可在全球范圍內(nèi)應(yīng)用直接得到ITRF框架坐標(biāo)關(guān)鍵技術(shù)及難點(diǎn)精密衛(wèi)星軌道及精密衛(wèi)星鐘差估計(jì)非差模糊度求解問題相對(duì)于雙差定位模式，非差定位誤差處理更為復(fù)雜

精密單點(diǎn)定位（3P）SBAS介紹SBAS差分模式介紹SBAS即SpaceBasedAugmentationSystem，是利用地球靜止軌道衛(wèi)星建立的地區(qū)性廣域差分增強(qiáng)系統(tǒng)（星站差分），系統(tǒng)通過衛(wèi)星向外廣播差分信號(hào)，地面上的GPS在接收GPS衛(wèi)星信號(hào)的同時(shí)，還接收這些差分信號(hào)，從而提高單機(jī)定位精度。隨著SBAS測(cè)量系統(tǒng)的不斷完善和定位精度的逐步提高，SBAS差分測(cè)量應(yīng)用越來越廣泛。SBAS即地區(qū)性廣域差分增強(qiáng)系統(tǒng)，可以為地區(qū)的差分接收系統(tǒng)提供持續(xù)不斷的數(shù)據(jù)，在此基礎(chǔ)之上，發(fā)展了以接收SBAS信號(hào)為差分輸入源的GPS接收機(jī)。目前全球發(fā)展的SBAS系統(tǒng)有：歐空局接收衛(wèi)星導(dǎo)航系統(tǒng)(EGNOS)，覆蓋歐洲大陸美國的DGPS(DifferentialGPS)，美國雷聲公司的廣域增強(qiáng)系統(tǒng)(WAAS)，覆蓋美洲大陸日本的多功能衛(wèi)星增強(qiáng)系統(tǒng)（MAAS），覆蓋亞洲大陸還有印度即將投入使用的GAGAN系統(tǒng)，可以覆蓋東南亞大部MAAS衛(wèi)星的差分覆蓋范圍

SBAS系統(tǒng)工作特點(diǎn)1、通過地球靜止衛(wèi)星（GEO）發(fā)布包括GPS衛(wèi)星星歷誤差改正、衛(wèi)星鐘差改正和電離層改的信息；2、通過GEO衛(wèi)星發(fā)播GPS和GEO衛(wèi)星完整的數(shù)據(jù)；3、GEO衛(wèi)星的導(dǎo)航載荷發(fā)射GPSL1測(cè)距信號(hào)。4、在接收機(jī)上利用結(jié)算模型，利用GEO衛(wèi)星發(fā)送的信息，結(jié)算出高精度的結(jié)果多樣、高端的GPS產(chǎn)品成為主流

隨著電子信息終端技術(shù)的快速發(fā)展，GPS產(chǎn)品不斷向更輕、更小、更齊全功能方向發(fā)展，高端產(chǎn)品逐漸成為主線測(cè)量行業(yè)的RTK產(chǎn)品

GIS個(gè)人手持定位系統(tǒng)

空間的GPS也在大塞車，滿天星星的時(shí)代到來價(jià)格下降，是不可扭轉(zhuǎn)的大趨勢(shì)，價(jià)格和時(shí)間相關(guān)2000國家大地坐標(biāo)系簡介CGCS2000的定義

CGCS2000符合IERS（國際地球旋轉(zhuǎn)和參考系服務(wù)局）ITRS（國際地球參考系）的下列定義：原點(diǎn)在包括海洋和大氣的整個(gè)地球的質(zhì)量中心；長度單位為米（SI），這一尺度與地心局部框架的TCG（地心坐標(biāo)時(shí)）時(shí)間坐標(biāo)一致；定向在1984.0時(shí)與國際時(shí)間局（BIH）定向一致；定向隨時(shí)間的演變由整個(gè)地球水平構(gòu)造運(yùn)動(dòng)無整體旋轉(zhuǎn)（no-net-rotation）的條件保證。CGCS2000的定義以上定義對(duì)應(yīng)一個(gè)右手地固直角坐標(biāo)系，它的原點(diǎn)和軸定義如下：

原點(diǎn)在地球質(zhì)量中心；

Z軸指向IERS參考極方向；

X軸為IERS參考子午面與通過原點(diǎn)且同z軸正交的赤道面的交線；

Y軸與Z、X軸構(gòu)成右手直角坐標(biāo)系。參考橢球的幾何中心與坐標(biāo)系的原點(diǎn)重合，其旋轉(zhuǎn)軸與坐標(biāo)系的Z軸重合。正常橢球與參考橢球一致。CGCS2000：參考橢球YXZ地球質(zhì)心IRM參考橢球IRPCGCS2000坐標(biāo)系定義CGCS2000：參考橢球

CGCS2000參考橢球的定義常數(shù):赤道半徑：a=6378137m扁率:f=1:298.257222101地心引力常數(shù)：GM=3.986004418×1014m3s-2

旋轉(zhuǎn)速度：ω=7.292115×10-5rads-1CGCS2000：參考橢球常數(shù)

導(dǎo)出幾何常數(shù)值

b=6356752.3141m短半軸

E=521854.00970025m線偏心率

c=6399593.6259m極曲率半徑

e2=0.00669438002290第一偏心率平方

e=0.081819191042816第一偏心率

e′2=0.00673949677548第二偏心率平方

e′=0.082094438151917第二偏心率

f=0.00335281068118扁率

b/a=0.996647189319軸比b/aQ=10001965.7293m子午圈一象限弧長

V=1083207319783.546km3

橢球體積

S=510065621.718km2

橢球表面積

R1=6371008.7714m算術(shù)平均半徑

R2=6371007.1809m同面積之球的半徑

R3=6371000.7900m同體積之球的半徑CGCS2000：參考橢球常數(shù)

導(dǎo)出物理常數(shù)值

U0=62636851.7149m2s-2

橢球面正常位

J2=0.1082629832258x10-22階帶諧系數(shù)

J4=-0.2370911256141x10-54階帶諧系數(shù)

J6=0.6083465258892x10-86階帶諧系數(shù)

J8=-0.1426811009798x10-108階帶諧系數(shù)

J10=0.1214393383343x10-1310階帶諧系數(shù)

m=0.00344978650678m=ω2a2b/GM

γe=9.7803253361ms-2

赤道正常重力

γp=9.8321849379ms-2

極正常重力

γ’=9.7976432224ms-2

平均正常重力

fg=0.00530244174137重力扁率

k=0.00193185261931k=bγp/aγe-1

M=5.97333196×1024kg地球質(zhì)量（包括大氣）CGCS2000的實(shí)現(xiàn)

CGCS2000通過2000國家GPS大地控制網(wǎng)的坐標(biāo)和速度具體實(shí)現(xiàn)。參考?xì)v元為2000.0。

2000國家GPS大地控制網(wǎng)是在測(cè)繪、地震和科學(xué)院等部門布設(shè)的4個(gè)GPS網(wǎng)聯(lián)合平差的基礎(chǔ)上得到的一個(gè)全國規(guī)模的GPS大地控制網(wǎng)，共包括2518點(diǎn)

。

坐標(biāo)平均中誤差：

σx=0.90cm,σy=1.57cm,σz=1.06cm

σB=0.37cm,σL=0.77cm,σh=1.92cm

位置平均中誤差：σP=2.13cmCGCS2000的實(shí)現(xiàn)2000國家GPS大地網(wǎng)CGCS2000與WGS84比較

CGCS2000橢球WGS84橢球差

a6378137m6378137m01/f298.257222101298.257223563-0.000001462GM3986004.418x108

3986004.418x1080

ω

7292115x10-11

7292115x10-11

0b6356752.3141m6356752.3142m-0.0001m

CGSC2000與WGS84比較CGCS2000-WGS84的扁率差df=1.643484х10-11引起的大地緯度B、大地高H和橢球面上正常重力γ的變化：a)大地經(jīng)度沒有變化；b)大地緯度的變化范圍為0（在赤道和兩極）～0.105mm（在B=45°）；c)大地高的變化范圍為0（在赤道）～0.105mm（在兩極）；d)橢球面上正常重力的變化范圍為0（在兩極）～0.016μGal（在赤道）。CGSC2000與WGS84比較橢球的扁率變化引起的大地緯度、大地高和橢球面上正常重力的變化CGCS2000與WGS84的比較

CGCS200是通過2000國家GPS大地控制網(wǎng)的ITRF97坐標(biāo)（和速度）實(shí)現(xiàn)的，每一坐標(biāo)分量的實(shí)現(xiàn)精度約1cm。

WGS84通過GPS監(jiān)測(cè)站坐標(biāo)實(shí)現(xiàn)，監(jiān)測(cè)站坐標(biāo)用來計(jì)算GPS的精密星歷。最近（2002）一次用17個(gè)GPS監(jiān)測(cè)站實(shí)現(xiàn)的框架是WGS84（G1150），其實(shí)現(xiàn)精度是：每個(gè)監(jiān)測(cè)站的每一坐標(biāo)分量的精度為1cm量級(jí)（1σ）可以認(rèn)為，CGCS2000和WGS84（G1150）的實(shí)現(xiàn)精度是一致的。CGSC2000坐標(biāo)系帶來的基本上可以認(rèn)為是和WGS84橢球是非常近似的當(dāng)我們的控制坐標(biāo)系，資料等都轉(zhuǎn)移到CGSC后，無疑給我們利用GPS進(jìn)行測(cè)量帶來非常大的利好消息任何國家坐標(biāo)系和WGS84之間的轉(zhuǎn)換參數(shù)都是保密的，是不能告訴用戶的，可以幫用戶轉(zhuǎn)換，但不能告訴參數(shù)；但WGS84到某個(gè)地方坐標(biāo)系的參數(shù)是可以的衛(wèi)星導(dǎo)航測(cè)量的前景會(huì)越來越寬闊，會(huì)非?？斓恼碱I(lǐng)每個(gè)外業(yè)小組網(wǎng)絡(luò)

CORS技術(shù)網(wǎng)絡(luò)CORS技術(shù)工作原理網(wǎng)絡(luò)CORS就是在一定區(qū)域內(nèi)建立多個(gè)（一般為三個(gè)或三個(gè)以上）坐標(biāo)為已知的GNSS基準(zhǔn)站，對(duì)該地區(qū)構(gòu)成網(wǎng)狀覆蓋，并以這些基準(zhǔn)站為基準(zhǔn)，計(jì)算和發(fā)播相位觀測(cè)值誤差改正信息，對(duì)該地區(qū)內(nèi)的衛(wèi)星定位用戶進(jìn)行實(shí)時(shí)改正的定位方式。特點(diǎn)覆蓋面廣，定位精度高，可靠性高，可實(shí)時(shí)提供厘米級(jí)定位。網(wǎng)絡(luò)CORS相對(duì)于傳統(tǒng)RTK的優(yōu)勢(shì)

具有跨行業(yè)特性，可面向不同類型的用戶，不再局限于測(cè)繪領(lǐng)域及設(shè)站的單位與部門；可同時(shí)滿足不同需求的用戶在實(shí)時(shí)性方面的差異，能同時(shí)提供RTK、DGPS、靜態(tài)或動(dòng)態(tài)后處理、及現(xiàn)場(chǎng)高精度準(zhǔn)實(shí)時(shí)定位的數(shù)據(jù)服務(wù)；參考站網(wǎng)的建立可部分取代常規(guī)測(cè)量布控網(wǎng)絡(luò)CORS相對(duì)于傳統(tǒng)RTK的優(yōu)勢(shì)能兼顧不同層次的用戶對(duì)定位精度指標(biāo)要求，提供覆蓋米級(jí)、分米級(jí)、厘米級(jí)的數(shù)據(jù)；覆蓋范圍廣、作業(yè)效率高，一次投資長期受益的特點(diǎn)，成為城市基礎(chǔ)設(shè)施建設(shè)新方向；提供穩(wěn)定、統(tǒng)一的參考坐標(biāo)系給所有用戶共享，規(guī)范基礎(chǔ)測(cè)繪數(shù)據(jù)；網(wǎng)絡(luò)CORS相對(duì)于傳統(tǒng)RTK的優(yōu)勢(shì)提高作業(yè)區(qū)域的精度一致性，降低系統(tǒng)誤差、提高外業(yè)數(shù)據(jù)質(zhì)量；提高生產(chǎn)效率，單人測(cè)量系統(tǒng)成為GNSS主流作業(yè)模式解決了重復(fù)的參數(shù)求取提供了數(shù)據(jù)完整性監(jiān)控目前幾種網(wǎng)絡(luò)CORS的算法現(xiàn)有的網(wǎng)絡(luò)CORS技術(shù)

根據(jù)發(fā)送網(wǎng)絡(luò)信息（改正模型）方法的不同，現(xiàn)有的網(wǎng)絡(luò)CORS技術(shù)可以分為虛擬參考站（VRS，VirtualReferenceStation）區(qū)域改正參數(shù)（FKP，F(xiàn)l?chen-Korrektur-Parameter）主輔站技術(shù)