第8章 GNSS测量与定位

使用GNSS定位技术进行测量的步骤和技巧GNSS（全球卫星导航系统）是一种基于卫星信号的全球定位技术，被广泛运用于测量、导航和定位领域。

它的高精度和全天候的定位能力使得GNSS成为测量领域的重要工具之一。

本文将介绍使用GNSS定位技术进行测量的步骤和技巧。

第一步，选择合适的GNSS接收器。

在进行测量之前，需要选择一款合适的GNSS接收器。

市场上有多种型号和品牌的接收器可供选择，但关键是要选择具有高精度、稳定性和可靠性的接收器。

同时，还要根据具体的测量任务选择接收器的功能，如是否需要补偿大气延迟、是否需要支持多频段等。

第二步，进行预测和规划。

在实际进行测量之前，需要进行预测和规划，以确保测量的准确性和可靠性。

预测包括天气条件、卫星可见性和信号强度等因素的分析，规划则包括测量点的选择、测量时间的确定等。

第三步，进行基础观测。

基础观测是GNSS测量的基础步骤，它是指在既定的位置上对基准点进行多次测量，以获取准确的坐标信息。

在进行基础观测之前，需要清理观测点周围的遮挡物，确保卫星信号的接收质量。

同时，还要注意观测站的布设，使得各个观测站之间的距离适中，以提高测量的准确性。

第四步，进行测量数据的处理。

在完成观测后，需要对所采集的数据进行处理，以获取最终的测量结果。

数据处理包括数据的读取、质量检查、数据过滤和误差修正等步骤。

对于精密测量，还需要进行精密定位和精密平差等处理，以提高测量的精度和可靠性。

第五步，进行结果分析和报告编制。

在完成数据处理之后，需要对测量结果进行分析和评估。

结果分析包括误差检测、精度评估和可靠性验证等。

根据测量结果，还可以编制相应的报告，用于后续的分析和决策。

在实际进行GNSS测量过程中，还有一些技巧和注意事项需要掌握。

首先，要选择合适的观测时间和天气条件。

在选择观测时间时，要考虑卫星的可见性和信号强度，避免在天气恶劣或者信号受干扰的情况下进行观测。

其次，要选择合适的测量方法和观测模式。

GNSS测量中的卫星几何定位与观测模型导言在现代测量领域中，全球导航卫星系统（GNSS）极大地提升了定位测量的精确度和可靠性。

GNSS系统由多颗卫星和位于地面的接收机组成，利用卫星信号来测量地球上某个位置的坐标。

卫星几何定位和观测模型是GNSS测量中的核心概念，本文将详细探讨这些概念及其在实践中的应用。

一、卫星几何定位卫星几何定位是指利用卫星的位置信息来确定接收机的位置。

GNSS系统中的卫星分布在不同的轨道上，其位置和时刻会不断变化。

接收机与卫星之间的几何关系决定了定位的精度和可靠性。

1.1 多卫星定位GNSS系统通过同时接收多颗卫星的信号来实现精确的定位。

当接收机能够接收到至少4颗卫星的信号时，可以通过测量卫星信号的传播时间和卫星位置信息来确定接收机的坐标。

这种方法被称为多卫星定位技术，它可以有效消除大气和接收机误差对定位结果的影响。

1.2 接收机几何遮挡接收机的几何遮挡是指接收机周围有高楼、山脉等物体阻挡了部分卫星信号的情况。

几何遮挡会导致定位误差增加，甚至无法进行定位。

因此，在选择安放接收机的位置时，需要考虑周围环境，避免几何遮挡现象的发生。

二、观测模型观测模型是利用测量数据和数学方法来描述GNSS定位过程的数学模型。

它包括了卫星测距、接收机钟差校正和误差修正等多个方面，是GNSS测量中的重要理论基础。

2.1 卫星测距模型卫星测距模型是用来计算接收机与卫星之间距离的理论模型。

在实际测量中，由于信号传播过程中可能受到大气延迟和信号传播速度等因素的影响，需要对测距结果进行修正。

常用的测距修正方法有大气延迟修正、钟差修正等。

2.2 接收机钟差校正接收机钟差是指接收机内部时钟与卫星时间的差异。

由于接收机内部时钟的精度有限，会引入定位误差。

为了减小这种误差，需要对接收机时钟进行校正。

校正方法主要有接收机自动校正和外部时间源校正。

2.3 误差修正在GNSS测量中，还会受到多种误差的影响，例如大气延迟、多路径效应和接收机噪声等。

如何使用GNSS测量仪进行位置定位导语：在现代科技的发展下，全球导航卫星系统（GNSS）成为了我们日常生活中不可或缺的一部分，它通过使用卫星信号进行位置定位，为我们提供了准确的导航和定位服务。

本文将介绍如何正确地使用GNSS测量仪进行位置定位。

一、GNSS测量仪的原理和分类GNSS测量仪是利用全球导航卫星系统的信号来测量和计算地球上某一点的位置坐标。

其工作原理主要分为两个过程：接收和计算。

接收过程即收集卫星发射的信号，并通过内部的处理器进行解算，得到测量结果。

计算过程则将这些测量结果处理并推算出目标位置。

GNSS测量仪可以根据使用的技术和应用领域分为不同的类型。

目前主要有全球定位系统（GPS）、伽利略、GLONASS和北斗等。

它们在信号传输、卫星布局以及运行机制上有所不同，但都能够实现位置定位。

二、准备工作在使用GNSS测量仪进行位置定位之前，需要做好一些准备工作。

首先，确保测量仪的电量充足，以便能够稳定运行。

其次，检查测量仪的固件和软件版本，及时进行升级以获取更好的性能和功能。

此外，根据实际需要选择合适的测量模式和参数设置。

三、操作步骤1. 定位测量：首先，打开GNSS测量仪并选择定位模式。

通常有实时差分测量和静态差分测量两种模式可选。

实时差分测量适用于需要实时测量结果的场合，而静态差分测量则适用于需要高精度的数据采集和后期处理的场合。

2. 信号搜索：GNSS测量仪开始搜索卫星信号，以便进行位置定位。

在搜索期间，测量仪会显示搜索到的卫星数量，同时会进行信号质量评估。

在有足够的卫星信号和良好的信号质量时，选择其中的几颗作为定位基准。

3. 初始化：GNSS测量仪会根据搜索到的卫星信号初始化，计算出初始位置。

这个过程需要一定的时间，通常为几分钟到十几分钟不等。

在初始化过程中，保持测量仪的稳定，避免移动或遮挡。

4. 数据采集：初始化完成后，GNSS测量仪会进行数据采集。

根据测量模式的选择，数据采集可以持续一段时间或一段距离。

如何使用GNSS技术进行测绘与地理定位现代测绘与地理定位技术的发展，离不开全球导航卫星系统（GNSS）的应用。

作为一种通过卫星信号实现地理位置和测量的技术，GNSS不仅可以用于导航和定位，还在测绘和地理信息系统中发挥着重要作用。

本文将探讨如何使用GNSS技术进行测绘与地理定位，包括其原理、应用领域以及未来发展方向。

一、GNSS技术的原理和组成GNSS技术是基于卫星导航系统的定位技术，目前主要有美国的全球定位系统（GPS）、俄罗斯的格洛纳斯系统（GLONASS）以及欧盟的伽利略系统。

这些卫星系统都是通过一组在轨道上运行的卫星和地面控制站组成的。

卫星发射的信号经由接收机接收并计算，从而确定接收器所在位置。

二、测绘中的GNSS应用测绘是GNSS技术的重要应用领域之一。

传统的测量方法需要人工操作，耗时且工作量大，而GNSS技术的出现使得测绘工作更加高效和精准。

通过使用GNSS接收机，可以测量地表或物体的空间坐标，并将其转化成数字化的地图或模型，为地理信息系统提供基础数据。

在测绘中，GNSS技术广泛用于土地测量、道路建设、城市规划等相关领域。

例如，在土地测量中，测量人员可以使用GNSS接收机获取地表控制点的坐标，从而确定土地边界和界线。

在道路建设中，可以使用GNSS技术精确测量道路的轴线位置，确保道路的平直和坡度符合要求。

此外，在城市规划中，GNSS技术可以帮助精确绘制城市地图、规划地区用途等。

三、地理信息系统中的GNSS应用地理信息系统（GIS）是一种将地理空间数据与属性信息进行整合和分析的技术系统。

GNSS技术在GIS中的应用，可以提供空间定位、数据采集和地图制作等功能。

通过将GNSS接收机与移动设备结合，可以快速采集地理数据并实时更新地图信息。

地图制作人员可以通过收集大量GNSS数据来绘制高精度、高分辨率的地图。

此外，GNSS技术也在自动驾驶和物联网等领域有着重要应用。

自动驾驶车辆需要准确知道自身位置和周围环境，以做出正确的决策。

如何使用GNSS进行位置定位与测量全球导航卫星系统（GNSS）是一种基于卫星信号的位置定位与测量技术，被广泛应用于交通导航、地理信息系统、军事等领域。

本文将探讨如何使用GNSS进行位置定位与测量，并介绍其原理、应用和挑战。

一、GNSS的原理和组成GNSS由一组卫星、地面控制站和用户设备组成。

主要的GNSS系统包括美国的GPS（全球定位系统）、俄罗斯的GLONASS（全球导航卫星系统）以及欧洲的Galileo。

这些系统利用卫星发射的信号，通过测量信号传播时间和卫星位置等信息，计算用户设备的位置。

二、GNSS的应用领域1.交通导航：GNSS在车载导航系统中被广泛应用，可以为司机提供准确的位置和导航信息，提高驾驶效率和安全性。

2.地理信息系统（GIS）：GNSS可用于地图制作、土地测量和空间数据采集，为城市规划、资源管理等提供基本数据。

3.军事应用：军事部门使用GNSS进行导航、目标定位和武器系统控制。

高精度的GNSS定位技术对于精确打击和战场指挥至关重要。

4.测绘工程：GNSS可以提供高精度的位置测量数据，为测绘工程和土地测量提供基础。

三、GNSS定位与测量的方法GNSS定位与测量主要有单点定位、差分定位和动态定位三种方法。

1.单点定位：利用多颗卫星的信号，测量信号传播时间和卫星位置等信息，通过计算得出单个用户设备的位置。

这种方法适用于一般定位需求，但精度可能受到多种误差的影响。

2.差分定位：与单点定位不同，差分定位需要一个已知位置的基准站，并将基准站的位置信息与用户设备的测量结果进行比较，消除误差。

差分定位可提高定位精度，适用于要求更高精度的应用。

3.动态定位：动态定位主要用于需要实时位置数据的应用，如车辆导航、航空和航海等。

动态定位对定位精度和计算速度有较高要求，需要综合考虑信号质量、地形等因素。

四、GNSS定位与测量的挑战1.卫星信号质量和可视性：卫星信号受天气、地形和建筑物的遮挡等因素影响，可能会导致信号质量下降或中断。

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。

如何进行高精度的GNSS测量与定位GNSS（全球导航卫星系统）已经成为现代生活中不可或缺的一部分，它为我们提供准确的位置信息和导航服务。

在各个领域中，高精度的GNSS测量和定位技术越来越重要。

本文将探讨如何进行高精度的GNSS测量与定位，以及相关的技术和方法。

一、GNSS测量与定位的基本原理GNSS系统是由卫星、地面控制台和接收设备三个主要组成部分构成的。

卫星通过发射信号，接收设备接收到这些信号后可以计算出其自身的位置。

GNSS测量与定位的基本原理在于接收设备通过接收卫星发射的信号，并根据这些信号的时间延迟来计算出两者之间的距离。

通过同时接收多颗卫星的信号，接收设备可以使用三角定位原理来计算出自身的位置。

二、接收设备选型与配置进行高精度的GNSS测量与定位，首先需要正确选择和配置适合的接收设备。

在市场上有多种接收设备可供选择，包括手持设备、车载设备和航空设备等等。

在选择接收设备时，需要考虑以下几个因素：接收设备的精度、数据采集速度、适用环境、价格和可靠性。

不同的应用场景可能需要不同的设备，因此在选择时需要充分了解自己的需求。

配置接收设备时，需要注意一些重要设置。

例如，确保接收设备与地面控制台的连接正常，设置接收设备的运行模式和定位模式等。

正确的配置可以提高测量和定位的准确性。

三、常见的GNSS测量与定位误差来源尽管GNSS系统可以提供高精度的测量和定位，但是在实际应用中仍然存在一些误差来源。

了解和控制这些误差是进行高精度测量和定位的关键。

常见的误差来源包括地球大气层的延迟、接收设备的多路径效应、钟差、卫星轨道误差等等。

这些误差会影响到接收设备计算位置的准确性。

为了减小误差，可以采用一些校正和滤波算法来提高定位的准确性。

四、差分定位技术差分定位技术是一种常用的提高GNSS测量和定位精度的手段。

它通过将接收设备与已知位置的参考站连接起来，实时校正接收设备的误差，从而提高测量和定位的准确性。

差分定位技术有两种主要的实现方式：实时差分和后处理差分。

GNSS测量原理及应用一、GNSS测量原理（以GPS为代表）（一）、GPS基本原理GPS导航系统的基本原理是测量出已知位置的卫星到用户接收机之间的距离，然后综合多颗卫星的数据就可知道接收机的具体位置。

要达到这一目的，卫星的位置可以根据星载时钟所记录的时间在卫星星历中查出。

而用户到卫星的距离则通过记录卫星信号传播到用户所经历的时间，再将其乘以光速得到（由于大气层电离层的干扰，这一距离并不是用户与卫星之间的真实距离，而是伪距（PR）：当GPS卫星正常工作时，会不断地用1和0二进制码元组成的伪随机码（简称伪码）发射导航电文。

GPS系统使用的伪码一共有两种，分别是民用的C/A码和军用的P(Y）码。

C/A 码频率 1.023MHz，重复周期一毫秒，码间距1微秒，相当于300m；P码频率10.23MHz，重复周期266.4天，码间距0.1微秒，相当于30m。

而Y码是在P码的基础上形成的，保密性能更佳。

导航电文包括卫星星历、工作状况、时钟改正、电离层时延修正、大气折射修正等信息。

它是从卫星信号中解调制出来，以50b/s调制在载频上发射的。

导航电文每个主帧中包含5个子帧每帧长6s。

前三帧各10个字码；每三十秒重复一次，每小时更新一次。

后两帧共15000b。

导航电文中的内容主要有遥测码、转换码、第1、2、3数据块，其中最重要的则为星历数据。

当用户接受到导航电文时，提取出卫星时间并将其与自己的时钟做对比便可得知卫星与用户的距离，再利用导航电文中的卫星星历数据推算出卫星发射电文时所处位置，用户在WGS-84大地坐标系中的位置速度等信息便可得知。

可见GPS导航系统卫星部分的作用就是不断地发射导航电文。

然而，由于用户接受机使用的时钟与卫星星载时钟不可能总是同步，所以除了用户的三维坐标x、y、z外，还要引进一个Δt即卫星与接收机之间的时间差作为未知数，然后用4个方程将这4个未知数解出来。

所以如果想知道接收机所处的位置，至少要能接收到4个卫星的信号。

GNSS测量中的相对定位技术与绝对定位技术概述：全球导航卫星系统（GNSS）是一种基于卫星定位和导航的技术体系，通过利用多颗卫星进行信号传输和接收，可以实现导航、定位和测量等功能。

在现代社会中，人们对GNSS的依赖程度越来越高，其中相对定位技术和绝对定位技术是GNSS测量中两种重要的定位方法。

本文将探讨GNSS测量中的相对定位技术和绝对定位技术的原理、应用及其优缺点。

相对定位技术：相对定位技术是指利用测量接收机和信号接收过程中的差异来实现定位的方法。

常见的相对定位技术包括载波相位差分（CPD）和伪距差分（PRD）两种。

载波相位差分（CPD）是通过测量信号在信号接收机的载波相位差异来计算位置。

此方法精度高，但需要使用复杂的算法对多路径干扰进行校正。

CPD技术主要用于高精度测量领域，如地壳运动、地形测量等。

伪距差分（PRD）是通过测量信号的接收时间和信号发射时间之差来计算位置。

与CPD相比，PRD技术的算法较简单，适用于大范围的定位应用，如车辆导航、物流追踪等。

绝对定位技术：绝对定位技术是指利用接收到的卫星定位信号，直接计算位置的方法。

常见的绝对定位技术包括全球定位系统（GPS）、伽利略卫星导航系统（Galileo）和北斗卫星导航系统（BeiDou）等。

GPS是最为广泛使用的GNSS系统之一，在全球范围内提供位置和时间信息。

通过接收到至少四颗以上的卫星信号，GPS可以实现精度较高的定位。

伽利略和北斗系统与GPS类似，但分别由欧洲和中国开发和部署。

这些系统的绝对定位技术在航空、航海、军事和智能交通等领域得到广泛应用。

相对定位技术与绝对定位技术的比较：相对定位技术和绝对定位技术在GNSS测量中各有其优缺点。

相对定位技术的优点在于其精度较高，可以实现亚米级或更高精度的测量。

相对定位技术的算法复杂且时间较长，但相比绝对定位技术的构建和维护成本要低。

绝对定位技术的优点在于其速度快，可以实时获得定位结果。

绝对定位技术的构建和维护成本较高，但相比相对定位技术，它的算法更简单易用。