第8章GNSS测量与定位资料.
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第一章1、GPS系统组成三大部分:(1)空间部分:GPS卫星星座(21+3)(2)地面控制部分:地面监控系统(一个主控站MCS、三个注入站、五个监测站)(3)用户设备部分:GPS信号接收机2、GPS系统特点:定位精度高、测量时间短、观测站之间无需通视、提供三维坐标、操作简便、全天候作业、功能多,应用广第二章1、卫星定位中两种坐标系统:天球坐标系和地球坐标系2、天球:指以地球质心为中心,半径r为任意长度的一个假想球体。
3、黄道:地球公转的轨道面与天球相交的大圆,即当地球绕太阳公转时,地球上的观测者所见到的太阳在天球上的运动轨迹。
黄道面与赤道面的夹角称为黄赤交角,约º。
4、春分点:指太阳由南向北运动时,黄道与天球赤道的交点。
(当太阳在黄道上从天球南半球向北半球运行时,黄道与天球赤道的交点。
)天球空间直角坐标系与天球球面坐标系5、天球坐标系由天球空间直角坐标系和天球球面坐标系组成。
(1)天球空间直角坐标系的定义:原点位于地球的质心,z轴指向天球的北极Pn,x轴指向春分点,y轴与x、z轴构成右手坐标系。
(2)天球球面坐标系的定义:原点位于地球的质心,赤经为含天轴和春分点的天球子午面与经过天体s的天球子午面之间的交角,赤纬为原点至天体的连线与天球赤道面的夹角,向径r为原点至天体的距离。
6、岁差:由于日月引力及其它天体引力,平北天极以北黄极为中心做一种顺时针圆周运动。
(在日月和其它天体引力对地球隆起部分的作用下,地球在绕太阳运行时,自转轴方向不再保持不变,从而使春分点在黄道上产生缓慢西移,此现象在天文学上称为岁差。
)7、章动:在日月引力等因素的影响下,瞬时北天极将绕瞬时平北天极产生旋转,轨迹大致为椭圆。
这种现象称为章动。
8、地球坐标系有两种表达方式,即空间直角坐标系和大地坐标系。
地心空间直角坐标系的定义:原点与地球质心重合,z轴指向地球北极,x轴指向格林尼治平子午面与赤道的交点E,y轴垂直于xoz平面构成右手坐标系。
GNSS复习总结第一章绪论(一)GPS的组成部分(1)空间部分——GPS卫星星座(2)地面控制部分——地面监控系统(3)用户部分——GPS信号接收机、用户、数据处理相关内容(二)各部分功能(1)GPS卫星的基本功能①.接收和存储由地面监控站发来的导航信息,接收并执行监控站的控制指令②.卫星上设有微处理机,进行部分必要的数据处理工作③.通过星载的高精度原子钟(铯钟和铷钟)提供精密的时间标准④.向用户发送定位信息⑤.在地面监控站的指令下,通过推进器调整卫星的姿态和启用备用卫星。
(2)主控站主要任务①编算卫星星历、卫星钟差和大气修正参数,并传入注入站;②提供全球定位系统的时间标准③调整偏离轨道的卫星④启用备用卫星以代替失效的卫星(3)监控站的作用①接收卫星信号②监测卫星的工作状态(4)注入站的作用将控制站编算的卫星星历和卫星钟的改正数等注入相应的卫星存储系统(5)接收信号机的作用接收GPS卫星发射的无线电信号,以获取必要的定位信息及观测量,并经数据处理而完成工作。
(6)GPS的组成部分天线、信号处理、控制显示、记录装置、电源(7)卫星定位技术的特点①定位精度高②全天候测量③高效率测量④多功能、用途广⑤易操作(8)GNSS技术的应用①大地测量②工程测量③变形监测④海洋测量⑤摄影测量⑥地形与地籍测量⑦农业、渔业和林业⑧大气研究⑨资源、环境检测和野外调查⑩移动通信11其他科学第二章坐标系统和时间系统(一)坐标系统的种类(二)①空固坐标系:与地球自转无关、在空间固定的坐标系统(三)②地固坐标系:与地球体相固连的坐标系统(四)天球坐标系(1)天球:天文学中为便于研究天体的位置和运动而引进的假想圆球面。
(2)天极:地球自转的中心轴线简称地轴,将其延伸就是天轴,天轴与天球的交点称为天极。
(3)天球赤道:通过地球质心M与天轴垂直的平面称为天球赤道面,天球赤道面与天球相交的大圆就称为天球赤道(4)天球子午圈:包含天轴并通过地球上任一点的平面称为天球子午面,天球子午面与天球相交的大圆称为天球子午圈。
如何使用GNSS进行测量与定位全球导航卫星系统(GNSS)是利用地球上分布的一系列卫星,通过通过接收卫星发射的信号,以确定接收器的三维位置、速度和精确时间的一种技术。
GNSS的应用覆盖了各个领域,包括测量、定位、导航等。
本文将重点探讨如何使用GNSS进行测量与定位。
一、GNSS基本原理及技术特点GNSS技术基于卫星信号的接收和处理。
目前全球使用最广泛的GNSS系统是美国的GPS(全球定位系统),其他的系统包括俄罗斯的GLONASS、欧洲的Galileo和中国的北斗。
这些系统通过卫星定位和无线电导航技术提供高精度的定位和导航服务。
GNSS系统的原理是通过测量接收器接收到的卫星信号的到达时间,再结合卫星的位置信息以及测量的信号传播时间来计算接收器的位置。
GNSS技术的特点有以下几个方面:1. 全球覆盖:GNSS系统的卫星分布在全球各个地区,因此可以在任何地方实现定位和测量。
2. 高精度:GNSS系统能够提供高精度的位置测量,通常能够达到几米到几十厘米的精度。
3. 实时性:GNSS系统可以提供实时的定位和测量结果,对于需要即时反馈的应用非常有用。
4. 多功能性:除了定位和测量,GNSS系统还可以提供导航、时间同步等功能。
二、测量与定位中的GNSS应用1. 地球物理测量:GNSS技术在地球物理测量中具有广泛的应用。
通过在地壳运动、地震勘探、重力测量等方面的应用,可以获得地球表面各个点的位置变化信息,并对地震活动、地壳构造、地震预警等方面提供重要的数据。
2. 海洋测量:GNSS技术在海洋测量中也有很重要的应用。
通过在海洋航行、海洋资源勘测、海洋导航等方面的应用,可以提供船只、舰船、潜水器等的准确位置信息,保障航海安全、提供航线规划和资源勘测方面的支持。
3. 建筑工程测量:在建筑工程测量方面,GNSS技术可以提供高精度的测量结果,包括测量建筑物的位置、高度、加速度等参数。
这对于土地测量、城市规划和工程建设方面具有重要意义。
第一部分RTK八大基础知识RTK作为现代化测量中的测绘仪器,已经非常普及.RTK在测量中的优越性也是不言而喻.为了能让RTK的优越性能在使用中充分的发挥出来,为了能让RTK使用人员能灵活的应用RTK,我认为RTK使用人员必须了解以下的基本知识:1.GPS的概念及组成GPS(GlobalPositioning System)即全球定位系统,是由美国建立的一个卫星导航定位系统,利用该系统,用户可以在全球范围内实现全天候、连续、实时的三维导航定位和测速;另外,利用该系统,用户还能够进行高精度的时间传递和高精度的精密定位。
GPS计划始于1973年,已于1994年进入完全运行状态(FOC[2])。
GPS的整个系统由空间部分、地面控制部分和用户部分所组成:空间部分GPS的空间部分是由24颗GPS工作卫星所组成,这些GPS工作卫星共同组成了GPS卫星星座,其中21颗为可用于导航的卫星,3颗为活动的备用卫星。
这24颗卫星分布在6个倾角为55°的轨道上绕地球运行。
卫星的运行周期约为12恒星时。
每颗GPS工作卫星都发出用于导航定位的信号。
GPS用户正是利用这些信号来进行工作的。
控制部分GPS的控制部分由分布在全球的由若干个跟踪站所组成的监控系统所构成,根据其作用的不同,这些跟踪站又被分为主控站、监控站和注入站。
主控站有一个,位于美国克罗拉多(Colorado)的法尔孔(Falcon)空军基地,它的作用是根据各监控站对GPS的观测数据,计算出卫星的星历和卫星钟的改正参数等,并将这些数据通过注入站注入到卫星中去;同时,它还对卫星进行控制,向卫星发布指令,当工作卫星出现故障时,调度备用卫星,替代失效的工作卫星工作;另外,主控站也具有监控站的功能。
监控站有五个,除了主控站外,其它四个分别位于夏威夷(Hawaii)、阿松森群岛(Ascencion)、迭哥伽西亚(Diego Garcia)、卡瓦加兰(Kwajalein),监控站的作用是接收卫星信号,监测卫星的工作状态;注入站有三个,它们分别位于阿松森群岛(Ascencion)、迭哥伽西亚(Diego Garcia)、卡瓦加兰(Kwajalein),注入站的作用是将主控站计算出的卫星星历和卫星钟的改正数等注入到卫星中去。