GPS全球定位系統(tǒng)簡介

GPS全球定位系統(tǒng)簡介全球定位系統(tǒng)（GPS）簡介一、GPS的組成三大部分：空間部分控制部分用戶部分

空間衛(wèi)星座24顆衛(wèi)星發(fā)射信號衛(wèi)星軌道、時間數(shù)據(jù)及輔助資料信息

用戶設(shè)備

接收設(shè)備接收衛(wèi)星信號

地面監(jiān)控中央控制系統(tǒng)時間同步跟蹤衛(wèi)星定位全球定位系統(tǒng)（GPS）簡介1、空間部分

GPS的空間部分是由24顆工作衛(wèi)星組成,它位于距地表20200km的上空,均勻分布在6個軌道面上(每個軌道面4顆),軌道傾角為55°。衛(wèi)星的分布使得在全球任何地方、任何時間都可觀測到4顆以上的衛(wèi)星,并能保持良好定位解算精度的幾何圖象。這就提供了在時間上連續(xù)的全球?qū)Ш侥芰ΑＨ蚨ㄎ幌到y(tǒng)（GPS）簡介2、地面控制部分

地面控制部分由一個主控站,5個全球監(jiān)測站和3個地面控制站組成。監(jiān)測站均配裝有精密的銫鐘和能夠連續(xù)測量到所有可見衛(wèi)星的接受機(jī)。監(jiān)測站將取得的衛(wèi)星觀測數(shù)據(jù),包括電離層和氣象數(shù)據(jù),經(jīng)過初步處理后,傳送到主控站。主控站從各監(jiān)測站收集跟蹤數(shù)據(jù),計算出衛(wèi)星的軌道和時鐘參數(shù),然后將結(jié)果送到3個地面控制站。地面控制站在每顆衛(wèi)星運(yùn)行至上空時,把這些導(dǎo)航數(shù)據(jù)及主控站指令注入到衛(wèi)星。這種注入對每顆GPS衛(wèi)星每天一次,并在衛(wèi)星離開注入站作用范圍之前進(jìn)行最后的注入。如果某地面站發(fā)生故障,那么在衛(wèi)星中預(yù)存的導(dǎo)航信息還可用一段時間,但導(dǎo)航精度會逐漸降低。全球定位系統(tǒng)（GPS）簡介3、用戶設(shè)備部分用戶設(shè)備部分即GPS信號接收機(jī)。其主要功能是能夠捕獲到按一定衛(wèi)星截止角所選擇的待測衛(wèi)星，并跟蹤這些衛(wèi)星的運(yùn)行。當(dāng)接收機(jī)捕獲到跟蹤的衛(wèi)星信號后，即可測量出接收天線至衛(wèi)星的偽距離和距離的變化率,解調(diào)出衛(wèi)星軌道參數(shù)等數(shù)據(jù)。根據(jù)這些數(shù)據(jù)，接收機(jī)中的微處理計算機(jī)就可按定位解算方法進(jìn)行定位計算，計算出用戶所在地理位置的經(jīng)緯度、高度、速度、時間等信息。GPS接收機(jī)的結(jié)構(gòu)分為天線單元和接收單元兩部分。接收機(jī)一般采用機(jī)內(nèi)和機(jī)外兩種直流電源。設(shè)置機(jī)內(nèi)電源的目的在于更換外電源時不中斷連續(xù)觀測。在用機(jī)外電源時機(jī)內(nèi)電池自動充電。關(guān)機(jī)后，機(jī)內(nèi)電池為RAM存儲器供電，以防止數(shù)據(jù)丟失。目前各種類型的接受機(jī)體積越來越小，重量越來越輕，便于野外觀測使用。全球定位系統(tǒng)（GPS）簡介二、GPS全球定位系統(tǒng)的應(yīng)用特點(diǎn)

l．用途廣泛2．自動化程度高3．觀測速度快

4．定位精度高5．經(jīng)費(fèi)節(jié)省和效益高

三、GPS坐標(biāo)系統(tǒng)GPS測量中使用協(xié)議地球坐標(biāo)系稱為1984年世界大地坐標(biāo)系(WGS-84)。全球定位系統(tǒng)（GPS）簡介四、GPS定位原理

GPS定位原理是測量出已知位置的衛(wèi)星到用戶接收機(jī)之間的距離，然后綜合多顆衛(wèi)星的數(shù)據(jù)就可知道接收機(jī)的具體位置。全球定位系統(tǒng)（GPS）簡介五、GPS使用（一）開關(guān)GPS主機(jī)1、按電源鍵1秒，開機(jī)2、按電源鍵3秒，關(guān)機(jī)（二）控制面板按鍵主機(jī)控制面板有按鍵兩個：F鍵（功能鍵）和電源鍵，指示燈３個，分別為電源、衛(wèi)星、狀態(tài)。控制面板功能鍵操作說明：1、雙擊F(間隔>0.2S,小于1S),進(jìn)入“工作方式”設(shè)置，有“基站”、“移動站”、“靜態(tài)”三種工作模式選擇。2、長按F大于3秒進(jìn)入“數(shù)據(jù)鏈設(shè)置”，有“UHF”、“GSM”、“外掛”三種數(shù)據(jù)鏈模式選擇。3、按一次F鍵,進(jìn)入“UHF電臺頻道”設(shè)置。有0～9、A～F共16個頻道可選。全球定位系統(tǒng)（GPS）簡介4、輕按關(guān)機(jī)按鈕，提示當(dāng)前工作模式、數(shù)據(jù)鏈方式和電臺頻道，同時電源燈指示電池電量。指示燈操作說明:1、電源燈(紅色):“常亮”(正常電壓)內(nèi)電池>7.2V,外電>11V“慢閃”(欠壓)內(nèi)電池≤7.2V，外電≤11V“快閃”(指示電量)每分鐘快閃1～4下指示電量2、衛(wèi)星燈(綠色)：“慢閃”：搜星或衛(wèi)星失鎖“常亮”：衛(wèi)星鎖定3、狀態(tài)燈（紅綠雙色燈）:綠燈：（信號燈）內(nèi)置UHF移動站時指示電臺信號強(qiáng)度，外掛UHF基準(zhǔn)站時常滅內(nèi)置GSM時指示登陸（慢閃），連接上（常亮）靜態(tài)時發(fā)生錯誤（快閃），其他狀態(tài)常滅。紅燈:（數(shù)據(jù)燈）數(shù)據(jù)鏈?zhǔn)瞻l(fā)數(shù)據(jù)指示（移動站只提示接收，基站只提示發(fā)射），靜態(tài)采集指示。全球定位系統(tǒng)（GPS）簡介六、GPS測量（一）、GPS工作模式的設(shè)置（二）、架設(shè)基準(zhǔn)站對中、整平基座，連接好GPS各連接線。基準(zhǔn)站架設(shè)點(diǎn)必須滿足以下要求：（1）、高度角在15度以上開闊，無大型遮擋物（2）、無電磁波干擾（200米內(nèi)沒有微波站、雷達(dá)站、手機(jī)信號站等，50米內(nèi)無高壓線）；（3）、位置比較高，基準(zhǔn)站到移動站之間最好無大型遮擋物，否則差分傳播距離迅速縮短。手簿與GPS主機(jī)的連接（藍(lán)牙無線連接）注意事項：1、先開GPS主機(jī)，再進(jìn)行手簿連接2、手簿連接前，要將端口設(shè)置為“COM1”3、手簿與GPS主機(jī)距離最好在10m內(nèi)4、手簿與GPS主機(jī)間無太大的障礙物全球定位系統(tǒng)（GPS）簡介1）、打開手簿電源鍵進(jìn)入開機(jī)界面，選擇右上角【start】開始菜單，選擇【HD-power】進(jìn)入測量界面。2）、手薄與主機(jī)連接。打開GPS主機(jī)電源，設(shè)置好GPS主機(jī)工作模式，在手簿上選擇【設(shè)置】→【連接】（如果連接不上選擇【設(shè)置】→【選項】→【串口設(shè)置】，將端口改為com1，在連接）。當(dāng)手簿與GPS主機(jī)連接正常時，將彈出一“已經(jīng)與接收機(jī)建立連接！”的提示。3）設(shè)置項目文件。選擇【文件】→【新建項目】在彈出新“建工程屬性”界面中依次完成“【1】項目名稱”、“【2】坐標(biāo)系統(tǒng)”、“【3】投影參數(shù)”（只要輸入中央子午線經(jīng)度即可，如果不知道可以通過【查看】→【導(dǎo)航信息】）這三項后，選擇【創(chuàng)建】完成項目屬性設(shè)置。全球定位系統(tǒng)（GPS）簡介4）、設(shè)置基準(zhǔn)站坐標(biāo)。選擇【設(shè)置】→【基準(zhǔn)站坐標(biāo)】，選擇【添加A】輸入點(diǎn)名，格式為“GPSBLH”，輸入“天線高”，選擇【當(dāng)前C】自動采集五次取平均值作為單點(diǎn)定位的基準(zhǔn)站坐標(biāo)，在彈出“當(dāng)前點(diǎn)已修改，是否保存”時選擇【是】，在彈出“已經(jīng)設(shè)置了基準(zhǔn)站??”后選擇【OK】，電臺收發(fā)燈和基站主機(jī)信號燈開始閃爍且手簿左下角解類型為“固定坐標(biāo)”沒有任何提示就說明基準(zhǔn)站設(shè)置好了。5）、斷開手簿與主機(jī)的連接。選擇【設(shè)置】→【斷開】。全球定位系統(tǒng)（GPS）簡介（三）、手簿程序的操作流程(轉(zhuǎn)換參數(shù)配合高程擬合法)不管基站架設(shè)在未知點(diǎn)上還是已知點(diǎn)上，坐標(biāo)系統(tǒng)也不管是國家坐標(biāo)還是地方施工坐標(biāo)，此方法都適用。若只需平面坐標(biāo)，則無需作高程擬合。碎部點(diǎn)采集1、設(shè)置好移動站。打開移動站主機(jī)電源，設(shè)置好模式后，手簿和移動站連接好。連接方法和基站相同。在手簿左下角坐標(biāo)顯示區(qū)的坐標(biāo)解類型必須為固定解（窄帶），右下角的數(shù)據(jù)鏈最好為1，而且一直穩(wěn)定保持不變，說明移動臺工作及工作環(huán)境都很好。2、碎部點(diǎn)測量。在需要采集坐標(biāo)的地方整平對中桿，用觸筆選擇手簿左下角坐標(biāo)顯示區(qū)（解類型必須為固定解（窄帶））或者按手簿的【SP】鍵會采集當(dāng)前點(diǎn)坐標(biāo)，在“設(shè)置記錄點(diǎn)屬性”對話框內(nèi)輸入點(diǎn)名、全球定位系統(tǒng)（GPS）簡介天線高后按回車鍵即可保存當(dāng)前坐標(biāo)。有時需要采集多次時可以打開【設(shè)置】→【平滑采集】。在“啟用”前打“√”，然后在輸入需要采集的次數(shù)即可。求轉(zhuǎn)換參數(shù)和高程擬合1、添加控制點(diǎn)：選擇【查看】→【坐標(biāo)庫】→【控制點(diǎn)坐標(biāo)庫】，進(jìn)入控制點(diǎn)庫，進(jìn)行控制點(diǎn)標(biāo)的添加、刪除、編輯和查找。此步是為以后求轉(zhuǎn)換參數(shù)作準(zhǔn)備。選擇【添加】按鈕：添加一個控制點(diǎn)，彈出【編輯控制點(diǎn)】對話框，輸入控制點(diǎn)點(diǎn)名，選擇點(diǎn)類型和查看格式（格式為當(dāng)?shù)豖YH），輸入坐標(biāo)。求轉(zhuǎn)換參數(shù)必須均勻分布在測區(qū)范圍的兩個或兩個以上的已知點(diǎn)。控制點(diǎn)越多，所求得的轉(zhuǎn)換參數(shù)可運(yùn)用的范圍越大。注意：控制點(diǎn)即為已知點(diǎn)，而已知點(diǎn)不管為何種坐標(biāo)系統(tǒng)，在添加控制點(diǎn)的對話框中“類型”和“查看格式”都選擇“當(dāng)?shù)豖YH”。全球定位系統(tǒng)（GPS）簡介2、采集控制點(diǎn)坐標(biāo)。在控制點(diǎn)上把儀器對中，用觸筆選擇手簿左下角坐標(biāo)顯示區(qū)（解類型必須為固定解（窄帶））或者按手簿的【SP】鍵會采集當(dāng)前點(diǎn)坐標(biāo)，在“設(shè)置記錄點(diǎn)屬性”對話框內(nèi)輸入點(diǎn)名、天線高后按回車鍵即可保存當(dāng)前坐標(biāo)。當(dāng)需要參與求解參數(shù)的控制點(diǎn)有多個時每個都要采集。3、坐標(biāo)關(guān)聯(lián)（使添加在控制點(diǎn)坐標(biāo)庫的已知坐標(biāo)和采集的控制點(diǎn)坐標(biāo)一一對應(yīng)）。選擇選擇【查看】→【7、坐標(biāo)庫】→【3、記錄點(diǎn)坐標(biāo)庫】選擇一個已保存的控制點(diǎn)，點(diǎn)擊【編輯3】在“編輯記錄點(diǎn)”對話框內(nèi)在“控制點(diǎn)”前的框內(nèi)打“√”，開啟控制點(diǎn)開關(guān)然后點(diǎn)擊在控制點(diǎn)和詳細(xì)的中間的小三角符號處，選擇與之對應(yīng)的控制點(diǎn)點(diǎn)號后點(diǎn)擊OK。用相同的方法關(guān)聯(lián)其他坐標(biāo)。全球定位系統(tǒng)（GPS）簡介4、求轉(zhuǎn)換參數(shù)和高程擬合。點(diǎn)擊【輔助】→【1計算】→【3轉(zhuǎn)換參數(shù)】，在“求解轉(zhuǎn)換參數(shù)”對話框內(nèi)右上角選擇【文件7】→【1提取當(dāng)前記錄】，坐標(biāo)提取后點(diǎn)擊【解算2】（參數(shù)算完后其比例應(yīng)在0.97~1.03之間）→【應(yīng)用】。再選擇【文件7】→【5添加到水準(zhǔn)點(diǎn)庫】→【OK】→【YES】→【解算2】→【YES】→【ok】→【應(yīng)用4】。