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1.什么是全球定位系统（GPS）
全球定位系统（Global Positioning System - GPS）是美国从本世纪70年代开始研制，历时20年，耗资200亿美元，于1994年全面建成，具有在海、陆、空进行全方位实时三维导航与定位能力的新一代卫星导航与定位系统。经近10年我国测绘等部门的使用表明，GPS以全天候、高精度、 自动化、高效益等显著特点，赢得广大测绘工作者的信赖，并成功地应用于大地测量、工程测量、航空摄影测量、运载工具导航和管制、地壳运动监测、工程变形监测、资源勘察、地球动力学等多种学科，从而给测绘领域带来一场深刻的技术革命。
全球定位系统(Global Positioning System,缩写GPS)是美国第二代卫星导航系统。是在子午仪卫星导航系统的基础上发展起来的，它采纳了子午仪系统的成功经验。和子午仪系统一样，全球定位系统由空间部分、地面监控部分和用户接收机三大部分组成。
按目前的方案，全球定位系统的空间部分使用24颗高度约2.02万千米的卫星组成卫星星座。21+3颗卫星均为近圆形轨道，运行周期约为11小时58分，分布在六个轨道面上（每轨道面四颗），轨道倾角为55度。卫星的分布使得在全球的任何地方，任何时间都可观测到四颗以上的卫星，并能保持良好定位解算精度的几何图形（DOP）。这就提供了在时间上连续的全球导航能力。
地面监控部分包括四个监控间、一个上行注入站和一个主控站。监控站设有GPS用户接收机、原子钟、收集当地气象数据的传感器和进行数据初步处理的计算机。监控站的主要任务是取得卫星观测数据并将这些数据传送至主控站。主控站设在范登堡空军基地。它对地面监控部实行全面控制。主控站主要任务是收集各监控站对GPS卫星的全部观测数据，利用这些数据计算每颗GPS卫星的轨道和卫星钟改正值。上行注入站也设在范登堡空军基地。它的任务主要是在每颗卫星运行至上空时把这类导航数据及主控站的指令注入到卫星。这种注入对每颗GPS卫星每天进行一次，并在卫星离开注入站作用范围之前进行最后的注入。
全球定位系统具有性能好、精度高、应用广的特点，是迄今最好的导航定位系统。随着全球定位系统的不断改进，硬、软件的不断完善，应用领域正在不断地开拓， 目前已遍及国民经济各种部门，并开始逐步深入人们的日常生活。
2.GPS如何定位
　　GPS接收机可接收到可用于授时的准确至纳秒级的时间信息；用于预报未来几个月内卫星所处概略位置的预报星历；用于计算定位时所需卫星坐标的广播星历，精度为几米至几十米（各个卫星不同，随时变化）；以及GPS系统信息，如卫星状况等。
　　GPS接收机对码的量测就可得到卫星到接收机的距离，由于含有接收机卫星钟的误差及大气传播误差，故称为伪距。对0A码测得的伪距称为UA码伪距，精度约为20米左右，对P码测得的伪距称为P码伪距，精度约为2米左右。
　　GPS接收机对收到的卫星信号，进行解码或采用其它技术，将调制在载波上的信息去掉后，就可以恢复载波。严格而言，载波相位应被称为载波拍频相位，它是收到的受多普勒频 移影响的卫星信号载波相位与接收机本机振荡产生信号相位之差。一般在接收机钟确定的历元时刻量测，保持对卫星信号的跟踪，就可记录下相位的变化值，但开始观测时的接收机和卫星振荡器的相位初值是不知道的，起始历元的相位整数也是不知道的，即整周模糊度，只能在数据处理中作为参数解算。相位观测值的精度高至毫米，但前提是解出整周模糊度，因此只有在相对定位、并有一段连续观测值时才能使用相位观测值，而要达到优于米级的定位 精度也只能采用相位观测值。
　　按定位方式，GPS定位分为单点定位和相对定位（差分定位）。单点定位就是根据一台接收机的观测数据来确定接收机位置的方式，它只能采用伪距观测量，可用于车船等的概略导航定位。相对定位（差分定位）是根据两台以上接收机的观测数据来确定观测点之间的相对位置的方法，它既可采用伪距观测量也可采用相位观测量，大地测量或工程测量均应采用相位观测值进行相对定位。
　　在GPS观测量中包含了卫星和接收机的钟差、大气传播延迟、多路径效应等误差，在定位计算时还要受到卫星广播星历误差的影响，在进行相对定位时大部分公共误差被抵消或削弱，因此定位精度将大大提高，双频接收机可以根据两个频率的观测量抵消大气中电离层误差的主要部分，在精度要求高，接收机间距离较远时（大气有明显差别），应选用双频接收机。
　　在定位观测时，若接收机相对于地球表面运动，则称为动态定位，如用于车船等概略导航定位的精度为30一100米的伪距单点定位，或用于城市车辆导航定位的米级精度的伪距差分定位，或用于测量放样等的厘米级 的相位差分定位（RTK），实时差分定位需要数据链将 两个或多个站的观测数据实时传输到一起计算。 在定位观测时，若接收机相对于地球表面静止，则称为静态定位，在进行控制网观测时，一般均采用这种 方式由几台接收机同时观测，它能最太限度地发挥GPS的定位精度，专用于 这种目的的接收机被称为大地型接 收机，是接收机中性能最好的一类。目前，GPS已经能 够达到地壳形变观测的精度要求，IGS的常年观测台站已 经能构成毫米级的全球坐标框架。
3.GPS系统如何组成
GPS系统包括三大部分：空间部分—GPS卫星星座；地面控制部分—地面监控系统；用户设备部分—GPS信号接收机。
GPS卫星星座；
GPS工作卫星及其星座 由21颗工作卫星和3颗在轨备用卫星组成GPS卫星星座，记作（21+3）GPS星座。 24颗卫星均匀分布在6个轨道平面内，轨道倾角为55度，各个轨道平面之间相距60度， 即轨道的升交点赤经各相差60度。每个轨道平面内各颗卫星之间的升交角距相差90度， 一轨道平面上的卫星比西边相邻轨道平面上的相应卫星超前30度。
在两万公里高空的GPS卫星，当地球对恒星来说自转一周时，它们绕地球运行二周， 即绕地球一周的时间为12恒星时。这样，对于地面观测者来说，每天将提前4分钟见到同一颗GPS 卫星。位于地平线以上的卫星颗数随着时间和地点的不同而不同，最少可见到4颗， 最多可见到11颗。在用GPS信号导航定位时，为了结算测站的三维坐标，必须观测4颗 GPS卫星，称为定位星座。这4颗卫星在观测过程中的几何位置分布对定位精度有一定的影响。对于某地某时，甚至不能测得精确的点位坐标，这种时间段叫做“间隙段”。但这种 时间间隙段是很短暂的，并不影响全球绝大多数地方的全天候、高精度、连续实时牡己蕉ㄎ徊饬俊?GPS工作卫星的编号和试验卫星基本相同。
地面监控系统
对于导航定位来说，GPS卫星是一动态已知点。星的位置是依据卫星发射的星历—描述卫星运动及其轨道的 的参数算得的。每颗GPS卫星所播发的星历，是由地面监控系统提供的。卫星上的各种设备是否正常 工作，以及卫星是否一直沿着预定轨道运行，都要由地面设备进行监测和控制。地面监控系统 另一重要作用是保持各颗卫星处于同一时间标准—GPS时间系统。这就需要地面站监测 各颗卫星的时间，求出钟差。然后由地面注入站发给卫星，卫星再由导航电文发给用户设备。 GPS工作卫星的地面监控系统包括一个主控站、三个注入站和五个监测站。
GPS信号接收机
GPS 信号接收机的任务是：能够捕获到按一定卫星高度截止角所选择的待测卫星的信号， 并跟踪这些卫星的运行，对所接收到的GPS信号进行变换、放大和处理，以便测量出GPS信号从卫星 到接收机天线的传播时间，解译出GPS卫星所发送的导航电文，实时地计算出测站的三维位置， 位置，甚至三维速度和时间。
静态定位中，GPS接收机在捕获和跟踪GPS卫星的过程中固定不变，接收机高精度 地测量GPS信号的传播时间，利用GPS卫星在轨的已知位置，解算出接收机天线所在位置的 三维坐标。而动态定位则是用GPS接收机测定一个运动物体的运行轨迹。GPS信号接收机 所位于的运动物体叫做载体（如航行中的船舰，空中的飞机，行走的车辆等）。载体上 的GPS接收机天线在跟踪GPS卫星的过程中相对地球而运动，接收机用GPS信号实时地 测得运动载体的状态参数（瞬间三维位置和三维速度）。
接收机硬件和机内软件以及GPS数据的后处理软件包，构成完整的GPS用户设备。GPS接收机的结构 分为天线单元和接收单元两大部分。对于测地型接收机来说，两个单元一般分成 两个独立的部件，观测时将天线单元安置在测站上，接收单元置于测站附近的适当地方， 用电缆线将两者连接成一个整机。也有的将天线单元和接收单元制作成一个整体，观测时将其 安置在测站点上。
GPS接收机一般用蓄电池做电源。同时采用机内机外两种直流电源。设置机内电池的目的 在于更换外电池时不中断连续观测。在用机外电池的过程中，机内电池自动充电。 关机后，机内电池为RAM存储器供电，以防止丢失数据。
近几年，国内引进了许多种类型的GPS测地型接收机。各种类型的GPS测地型接收机用于 精密相对定位时，其双频接收机精度可达5mm+1PPM.D，单频接收机在一定距离内精度可达 10mm+2PPM.D。用于差分定位其精度可达亚米级至厘米级。 目前，各种类型的GPS接收机体积越来越小，重量越来越轻，便于野外观测。GPS和GLONASS 兼容的全球导航定位系统接收机已经问世。
4.GPS接收机如何分类
GPS卫星发送的导航定位信号，是一种可供无数用户共享的信息资源。对于陆地、 海洋和空间的广大用户，只要用户拥有能够接收、跟踪、变换和测量GPS信号的接收设备， 即GPS信号接收机。可以在任何时候用GPS信号进行导航定位测量。根据使用目的的不同， 用户要求的GPS信号接收机也各有差异。目前世界上已有几十家工厂生产GPS接收机， 产品也有几百种。这些产品可以按照原理、用途、功能等来分类。
按接收机的用途分类
导航型接收机 此类型接收机主要用于运动载体的导航，它可以实时给出载体的位置和速度。这类接收机 一般采用C/A码伪距测量，单点实时定位精度较低，一般为±25mm，有SA影响时为±100mm。 这类接收机价格便宜，应用广泛。根据应用领域的不同，此类接收机还可以进一步分为： 车载型——用于车辆导航定位； 航海型——用于船舶导航定位； 航空型——用于飞机导航定位。由于飞机运行速度快，因此，在航空上用的接收机 要求能适应高速运动。 星载型——用于卫星的导航定位。由于卫星的速度高达7km/s以上，因此对接收机的要求更高。
测地型接收机
测地型接收机主要用于精密大地测量和精密工程测量。定位精度高。仪器结构复杂，价格较贵。 授时型接收机 这类接收机主要利用GPS卫星提供的高精度时间标准进行授时，常用于天文台及无线电通讯中时间同步。
按接收机的载波频率分类
单频接收机 单频接收机只能接收L1载波信号，测定载波相位观测值进行定位。由于不能有效消除 电离层延迟影响，单频接收机只适用于短基线（<15km）的精密定位。
双频接收机 双频接收机可以同时接收L1，L2载波信号。利用双频对电离层延迟的不一样，可以消除电离层 对电磁波信号的延迟的影响，因此双频接收机可用于长达几千公里的精密定位。
按接收机通道数分类
GPS接收机能同时接收多颗GPS卫星的信号，为了分离接收到的不同卫星的信号，以实现对卫星信号的跟踪、处理和量测，具有这样功能的器件称为天线信号通道。根据接收机所具有的通道种类可分为： 多通道接收机 序贯通道接收机 多路多用通道接收机
按接收机工作原理分类
码相关型接收机 码相关型接收机是利用码相关技术得到伪距观测值。
平方型接收机 平方型接收机是利用载波信号的平方技术去掉调制信号,来恢复完整的载波信号 通过相位计测定接收机内产生的载波信号与接收到的载波信号之间的相位差，测定伪距观测值。
混合型接收机 这种仪器是综合上述两种接收机的优点，既可以得到码相位伪距，也可以得到载波相位观测值。
干涉型接收机 这种接收机是将GPS卫星作为射电源，采用干涉测量方法，测定两个测站间距离。

5.如何使用GPS接收机（一）
　　 GPS作为野外定位的最佳工具，在户外运动中有广泛的应用，在国内也可以越来越经常地看见有人使用了。GPS不象电视或收音机，打开就能用，它更象一架相机，你需要有一定的技巧。现在介绍一些GPS使用办法和经验。
　　首先大家要弄清使用GPS时常碰到的一些术语：
　　1.坐标(coordinate) 　　
有2维、3维两种坐标表示，当GPS能够收到4颗及以上卫星的信号时，它能计算出本地的3微坐标：经度、纬度、高度，若只能收到3颗卫星的信号，它只能计算出2维坐标：精度和纬度，这时它可能还会显示高度数据，但这数据是无效的。大部分GPS不仅能以经/纬度(Lat/Long)的方式，显示坐标，而且还可以用UTM(Universal Transverse Mercator)等坐标系统显示坐标但我们一般还是使用LAT/LONG系统，这主要是由你所使用的地图的坐标系统决定的。坐标的精度在Selective Availability(美国防部为减小GPS精确度而实施的一种措施)打开时，GPS的水平精度在100-50米之间，视接受到卫星信号的多少和强弱而定，若根据GPS的指示，说你已经到达，那么四周看看，应该在大约一个足球场大小的面积内发现你的目标的。
　　在SA关闭时(目前是很少见的，但美政府计划将来取消SA)，精度能达到15米左右(GPS性能介绍上说的精度都给的是no SA值，唬人的)。高度的精确性由于系统结构的原因，更差些。经纬度的显示方式一般都可以根据自己的爱好选择，一般有"hddd.ddddd","hddd*mm.mmm""，"hddd*mm"ss.s"""(其中的“*”代表“度”，以下同)地球子午线长是39940.67公里，纬度改变一度合110.94公里，一分合1.849公里，一秒合30.8米，赤道圈是40075.36公里，北京地区纬在北纬40度左右，纬度圈长为40075*sin(90-40),此地经度一度合276公里，一分合1.42公里一秒合23.69米，你可以选定某个显示方式，并把各位数字改变一对应地面移动多少米记住，这样能在经纬度和实际里程间建立个大概的对应。大部分GPS都有计算两点距离的功能，可给出两个坐标间的精确距离。高度的显示会有英制和公制两种方式，进GPS的SETUP页面，设置成公制，这样在其他象速度、距离等的显示也都会成公制的了。
　　2.路标(Landmark or Waypoint)
　　GPS内存中保存的一个点的坐标值。在有GPS信号时，按一下"MARK"键，就会把当前点记成一个路标，它有个默认的一般是象"LMK04"之类的名字，你可以修改成一个易认的名字(字母用上下箭头输入)，还可以给它选定一个图标。路标是GPS数据核心，它是构成“路线”(见3)的基础。标记路标是GPS主要功能之一，但是你也可以从地图上读出一个地点的坐标，手工或通过计算机接口输入GPS，成为一个路标。一个路标可以将来用于GOTO功能(见5)的目标，也可以选进一条路线Route，见3.)作为一个支点。一般GPS能记录500个或以上的路标。
　　3.路线(ROUTE)
　　路线是GPS内存中存储的一组数据，包括一个起点和一个终点的坐标，还可以包括若干中间点的坐标，每两个坐标点之间的线段叫一条"腿"(leg)。常见GPS能存储20条线路，每条线路30条"腿"。各坐标点可以从现有路标中选择，或是手工/计算机输入数值，输入的路点同时做为一个路标(Waypoint/Landmark)保存。实际上一条路线的所有点都是对某个路标的引用，比如你在路标菜单下改变一个路标的名字或坐标，如果某条路线使用了它，你会发现这条线路也发生了同样的变化。可以有一条路线是"活跃"(Activity)的。“活跃”路线的路点是导向(见5)功能的目标
。 　　4.前进方向(Heading)
　　GPS没有指北针的功能，静止不动时它是不知道方向的。但是一旦动了起来，它就能知道自己的运动方向。GPS每隔一秒更新一次当前地点信息，每一点的坐标和上一点的坐标一比较，就可以知道前进的方向，请注意这并不是GPS头指的方向，它老人家是不知道自己的脑袋和运动路线是成多少度角的。不同GPS关于前进方向的算法是不同的，基本上是最近若干秒的前进方向，所以除非你已经走了一段并仍然在走直线，否则前进方向是不准确的，尤其是在拐弯的时候你会看到数值在变个不停。方向的是以多少度显示的，这个度数是手表表盘朝上，12点指向北方，顺时针转的角度。有很多GPS还可以用指向罗盘和标尺的方式来显示这个角度。一般同时还显示前进平均速度，也是根据最近一段的位移和时间计算的。
　　5.导向(Bearing)
　　导向功能在以下条件下起作用：
　　1.)以设定"走向"(GOTO)目标。"走向"目标的设定可以按"GOTO"键，然后从列表中选择一个路标。以后"导向"功能将导向此路标
。 　　2.)目前有活跃路线(Activity route)。活跃路线一般在设置->路线菜单下设定。如果目前有活动路线，那么"导向"的点是路线中第一个路点，每到达一个路点后，自动指到下一个路点。
　　在"导向"页面上部都会标有当前导向路点名称("ROUTE"里的点也是有名称的)。它是根据当前位置，计算出导向目标对你的方向角，以与"前进方向"相同的角度值显示。同时显示离目标的距离等信息。读出导向方向，按此方向前进即可走到目的地。有些GPS把前进方向和导向功能结合起来，只要用GPS的头指向前进方向，就会有一个指针箭头指向前进方向和目标方向的偏角，跟着这个箭头就能找到目标。
　　6.日出日落时间(Sun set/raise time)
　　大多数GPS能够显示当地的日出、日落时间，这在计划出发/宿营时间时是有用的。这个时间是GPS根据当地经度和日期计算得到的，是指平原地区的日出、日落时间，在山区因为有山脊遮挡，日照时间根据情况要早晚各少半个小时以上。GPS的时间是从卫星信号得到的格林尼制时间，在设置(setup)菜单里可以设置本地的时间偏移，对中国来说，应设+8小时，此值只与时间的显示有关。

　　7.足迹线(Plot trail)
　　GPS每秒更新一次坐标信息，所以可以记载自己的运动轨迹。一般GPS能记录1024个以上足迹点，在一个专用页面上，以可调比例尺显示移动轨迹。足迹点的采样有自动和定时两种方式自动采样由GPS自动决定足迹点的采样方式，一般是只记录方向转折点，长距离直线行走时不记点；定时采样可以规定采样时间间隔，比如30秒、一分钟、5分钟或其他时间，每隔这么长时间记一个足迹点。在足迹线页面上可以清楚地看到自己足迹的水平投影。你可以开始记录、停止记录、设置方式或清空足迹线。“足迹”线上的点都没有名字，不能单独引用，查看其坐标，主要用来画路线图(计算机下载路线?)和“回溯”功能。很多GPS有一种叫做“回溯”(Trace back)的功能，使用此功能时，它会把足迹线转化为一条“路线”(ROUTE)，路点的选择是由GPS内部程序完成的一般是选用足迹线上大的转折点。 　　同时，把此路线激活为活动路线，用户即可按导向功能原路返回。要注意的是回溯功能一般会把回溯路线放进某一默认路线(比如route0)中，看你GPS的说明书，使用前要先检查此线路是否已有数据，若有，要先用拷贝功能复制到另一条空线路中去，以免覆盖。回溯路线上的各路点用系统默认的临时名字如"T001"之类，有的GPS定第二条回溯路线时会重用这些名字，这时即使你已经把旧的路线做了拷贝，由于路点引用的名字被重用了，所以路线也会改变，不是原来那条回溯路线了。请查看你GPS的使用说明书，并试用以明确你的情况。有必要的话，对于需要长期保存的TraceBack路线，要拷贝到空闲路线，并重命名所有路点名字。
6.如何使用GPS接收机（二）
　　GPS比较费电池，多数GPS使用四节碱性电池一直开机可用20-30小时，说明书上的时间并不是很准确的，长时间使用时要注意携带备用电池。大部分GPS有永久的备用电池，它可以在没有电池时保证内存中的各种数据不会丢失。由于GPS在静止时没有方向指示功能，所以同时带上一个小巧的指北针是有用的。标记路标时，GPS提供一个默认的路标名，比如LMK001之类，难于记忆，虽可改成一个比较好记一些的名字，但一是输入不便，用上下箭头选字母很费劲，二是一般只能起很短的英文名字，比如6或9个字母，仍然不好记，同时再带上一个小的录音机/采访机随时记录，是个不错的主意。
　　1.有地图使用
　　GPS与详细地图配合使用时有最好的效果，但是国内大比例尺地图十分难得，GPS使用效果受到一定限制。“万一”你有目的地附近的精确地图，则可以预先规划线路，先做地图上规划，制定行程计划，可以按照线路的复杂情况和里程，建立一条或多条线路(ROUTE)，读出路线特征点的坐标，输入GPS建立线路的各条“腿”(legs),并把一些单独的标志点作为路标(Landmark/Waypoint)输入GPS。GPS手工输入数据，是一项相当烦琐的事情，请想一下，每个路标就要输入名字、坐标等20多个字母数字，每个字母数字要按最多到十几次箭头才能出来，哈哈，这就是有人舍得花很多钱来买接线和软件，用计算机来上载/下载数据的原因。带上地图！行进时用一是利用GPS确定自己在地图上的位置，二是按照导向功能指示的目标方向，配合地图找路向目标前进。同时一定要记录各规划点的实际坐标，最好再针对每条规划线路建立另一条实际线路，即可作为原路返回时使用，又可回来后作为实际路线资料保存，供后人使用。
　　2.无图使用这是更为常见的使用方式。
　　1.)使用路点定点：常用于确定岩壁坐标、探洞时确定洞口坐标或其他象线路起点、转折、宿营点的坐标。用法简单，MARK一个坐标就行了。找点：所要找的地点坐标必须已经以路标(landmark/waypoint)的形式存在于GPS的内存中，可以是你以前MARK的点或者是从以前去过的朋友那里得到的数据，手工/计算机上载成的路标数据。按GOTO键，从列表中选择你的目的路标，然后转到“导向”页面，上面会显示你离目标的距离、速度、目标方向角等数据，按方向角即可。
　　2.)使用路线输入路线：若能找到以前去过的朋友记录的路线信息，把它们输入GPS形成线路，或者(常见于原路返回)把以前记录的路标编辑成一条线路。路线导向：把某条路线激活，按照和“找点”相同的方式，“导向”页会引导你走向路线的第一个点，一旦到达，目标点会自动更换为下一路点，“导向”页引导你走向路线的第二个点...若你偏离了路线，越过了某些中间点，一旦你再回到路线上来，“导向目标”会跳过你所绕过的那些点，定为线路上你当前位置对应的下一个点。
　　3.)回溯： 回溯功能实际是输入线路(route)的一种特殊方法，它在原路返回时十分好使。但有些注意事项，
由于国内大比例尺不宜得到，所以朋友们每次出去玩希望都能带一组正确数据回来，有地图时整理一套地图+实测路线坐标，没地图时整理一套线路描述+实测坐标，发到网上，逐渐积攒起来，形成咱们自己的地理数据库，以后再有朋友走这条线路就可以免除雇向导和迷路之苦了！
7.什么是RTK技术
常规的GPS测量方法，如静态、快速静态、动态测量都需要事后进行解算才能获得厘米级的精度，而RTK是能够在野外实时得到厘米级定位精度的测量方法，它采用了载波相位动态实时差分（Real - time kinematic）方法，是GPS应用的重大里程碑，它的出现为工程放样、地形测图，各种控制测量带来了新曙光，极大地提高了外业作业效率。
高精度的GPS测量必须采用载波相位观测值，RTK定位技术就是基于载波相位观测值的实时动态定位技术，它能够实时地提供测站点在指定坐标系中的三维定位结果，并达到厘米级精度。在RTK作业模式下，基准站通过数据链将其观测值和测站坐标信息一起传送给流动站。流动站不仅通过数据链接收来自基准站的数据，还要采集GPS观测数据，并在系统内组成差分观测值进行实时处理，同时给出厘米级定位结果，历时不到一秒钟。流动站可处于静止状态，也可处于运动状态；可在固定点上先进行初始化后再进入动态作业，也可在动态条件下直接开机，并在动态环境下完成周模糊度的搜索求解。在整周末知数解固定后，即可进行每个历元的实时处理，只要能保持四颗以上卫星相位观测值的跟踪和必要的几何图形，则流动站可随时给出厘米级定位结果。
RTK技术的关键在于数据处理技术和数据传输技术，RTK定位时要求基准站接收机实时地把观测数据（伪距观测值，相位观测值）及已知数据传输给流动站接收机，数据量比较大，一般都要求9600的波特率，这在无线电上不难实现。
8.RTK技术如何应用
1． 各种控制测量 传统的大地测量、工程控制测量采用三角网、导线网方法来施测，不仅费工费时，要求点间通视，而且精度分布不均匀，且在外业不知精度如何，采用常规的GPS静态测量、快速静态、伪动态方法，在外业测设过程中不能实时知道定位精度，如果测设完成后，回到内业处理后发现精度不合要求，还必须返测，而采用RTK来进行控制测量，能够实时知道定位精度，如果点位精度要求满足了，用户就可以停止观测了，而且知道观测质量如何，这样可以大大提高作业效率。如果把RTK用于公路控制测量、电子线路控制测量、水利工程控制测量、大地测量、则不仅可以大大减少人力强度、节省费用，而且大大提高工作效率，测一个控制点在几分钟甚至于几秒钟内就可完成。
2． 地形测图 过去测地形图时一般首先要在测区建立图根控制点，然后在图根控制点上架上全站仪或经纬仪配合小平板测图，现在发展到外业用全站仪和电子手簿配合地物编码，利用大比例尺测图软件来进行测图，甚至于发展到最近的外业电子平板测图等等，都要求在测站上测四周的地形地貌等碎部点，这些碎部点都与测站通视，而且一般要求至少2-3人操作，需要在拼图时一旦精度不合要求还得到外业去返测，现在采用RTK时，仅需一人背着仪器在要测的地形地貌碎部点呆上一二秒种，并同时输入特征编码，通过手簿可以实时知道点位精度，把一个区域测完后回到室内，由专业的软件接口就可以输出所要求的地形图，这样用RTK仅需一人操作，不要求点间通视，大大提高了工作效率，采用RTK配合电子手簿可以测设各种地形图，如普通测图、铁路线路带状地形图的测设，公路管线地形图的测设，配合测深仪可以用于测水库地形图，航 海海洋测图等等。
3． 放样程放样是测量一个应用分支，它要求通过一定方法采用一定仪器把人为设计好的点位在实地给标定出来，过去采用常规的放样方法很多，如经纬仪交会放样，全站仪的边角放样等等，一般要放样出一个设计点位时，往往需要来回移动目标，而且要2-3人操作，同时在放样过程中还要求点间通视情况良好，在生产应用上效率不是很高，有时放样中遇到困难的情况会借助于很多方法才能放样，如果采用RTK技术放样时，仅需把设计好的点位坐标输入到电子手簿中，背着GPS接收机，它会提醒你走到要放样点的位置，既迅速又方便，由于GPS是通过坐标来直接放样的，而且精度很高也很均匀，因而在外业放样中效率会大大提高，且只需一个人操作。
9.什么叫导航
导航是一个技术门类的总称，它是引导飞机、船舶、车辆以及个人（总称作运载体）安全、准确地沿着选定的路线，准时到达目的地的一种手段。导航的基本功能是回答：我现在在哪里？我要去哪里？如何去？
导航应由导航系统完成，包括装在运载体上的导航设备以及装在其他地方与导航设备配合使用的导航台。从导航台的位置来看，主要有：
陆基导航系统： 即导航台位于陆地上，导航台与导航设备之间用无线电波联系。
星基导航系统：导航台设在人造卫星上，扩大覆盖范围。
导航是人类从事政治、经济和军事活动所必不可少的信息技术。今天，随着人类活动的发展，对导航的要求越来越高。

A Ambiguity不明确值 经由对卫星的连续观测量中，以计算载波相位的未知周期值，其一定为整数。 Ambiguity Function method 不明确值函数法 一种决定不明确值的方法，它使一对接收仪间基线向量解答中的变方因子（Variance factor）为最小。 Argument of latitude 纬度自变量 真近点离角与近地点自变量之和。 -------------------------------------------------------------------------------- 　 B 　 Bandwidth波段宽 讯号频谱的宽度，以赫兹（Heartz ，频率单位，周／秒）表示。 Baseline基线 由同时接GPS资料之两测站所组成之一基线。 Beat frequency成拍频率 当两不同频率讯号混合时，会产生另两种不同频率，分别为原两频率的和与差。 例如在一式中： cosAcosB=cos(A+B)+cos(A-B)／2，原讯号为 A与B，生成成拍讯号为 A+B与 A-B。 Binary Pulse code moduIation二元脉冲电码调制 利用一列二元电码的脉冲调制。此电码常被加上明确意义的 O和1来示电波相位或方向的改变。 Binary biphase modulotion二元双相位调制 0 度或 180 度固定频率载波的相位改变。其模式为y=Acos(wt+P)，其振幅函数A为一系列 +I与 -I的值(分别表示在 O度与180度之相位改变)。 　 -------------------------------------------------------------------------------- 　 C Carrier载波 一种无线电波，其可由已知参考值调制而改变。 Carrier frequency 频率载波 辍线电波发射器中，一种未经调制基本输出波之频率。 Carrier beat phase 载波成拍相位 一种讯号的相位，即接收的都 卜勒卫星载波讯号与接收仪中产生的固定参考频率之成拍频率差相位。 Celescial equator 天球赤道 地球旋转体的地理赤道在天球上投影的大圆，其极为南、北天极。 Chip时间隙 在二元脉冲电码中 0或1的时间段。 C／A Code： C／A电码 粗略／获得(或清晰／接近）之 GPS电码----在时间比率为 2 02 3MHz的 GPS载波上依序产生 I 023次虚拟随机之二元双相位调制。 Code电码 一种用来传讯的系统，其为任意选择之一列具有特定意义的 0与1。 Conventional International Origin（CIO） 传统国际原点 1990年至 I 905年间地球旋转轴的平均位置。 Correlation-type channel关系型频道 一种 GPS接收器频道，利用延迟锁定循环，以保持在接收仪内复制的 GPS电码与接收码间的一致。 -------------------------------------------------------------------------------- 　 D 　 Data Consistency资料一致性 意指控制资料输入，以确保接收资料的正确性。 Data Consistency资料完整 为任何数据管理系统的基本要求，其三个主部份是：资料一致性、资料安全与数据保护。 Data management数据管理 包含贮存、除去、修改、保护及恢复资料，在观念上、技术上与结构上所有需要的工作。 Data protection数据保护 意指保护资料免于误用。 Data Security资料安全 意指保护资料免于损坏和遗失。 Deflection of the vertical垂线偏差 椭球体之法线与对应于地球表面同一点之垂线问夹角，其常化为两个分量：一在子午圈方向上，另一在卯酉圈方向上。 Delay lock延迟锁定 其是由卫星时表所产生的接收码与由接收仪时表产生的内部码进行比较，并由后者时间之移位直到两码相合。延迟锁定迥圈能以数种方式完成。 DeIta pseudorange虚拟距离差 见重建载波相位（Reconstructed carrier phase）。 Differenced measurement 差分量测 GPS量测能由所使用之接收仪、接收之卫星和时间等方式求得其间之差异。虽然有多种组合，目前 GPS相位测量惯于下述程序进行：先通过接收仪，次通过卫星，再通过时间 1﹒Single difference measurement ：单差量测 由两接收仪同时观测一颗卫星，而测得所接收讯号间实时相位差。 　 2﹒ Double difference measurement：双 差 量测 由一卫星之单差与对应于所选参考卫星之单差相减而获得。 3﹒ Triple difference measurement：三差量测 在一段时间内之双差与先前等时间段之双差问之差异。 Differential positioning 差分定位 同时追踪相同 GPS讯号之两个（或以上）接收仪间相对坐标位置之决定。 Dynamic differential GPS动态差分 GPS 　 是藉一个或多个控制站（或参考站）传送讯号改正值，以提供使用者进行实时改正之技术。 Dilution of precision（DOP）精度的强弱度 　 由于观测成果的好坏与被测量的人造卫星和接收仪间的几何形状有关且影响基巨。用来计算上述所引起的误差量称为精度的强弱度。 DOP值是依固定位置的参数而定，可分为下列六种： GDOP三维坐标与时间（即几何形状）之精度强弱度。为纬度、经度、高程和时间等误差平方和的开根号值，所以 GDOP2=PDOP 2+TDOP 2 PDOP位置之精度强弱度：为纬度、经度和高程等 误差平方和的开根号值。 PDOP 2=HDOP 2+VDOP 2 HDOP水平（即二维）坐标之精度强弱度：为纬度和经度等误差平方和的开根号值。 VDOP垂直（即高程）坐标之精度强弱度：为高程的误差值。 TDOP时间之精度强弱度：为接收仪内时表偏移误差值。 HTDOP水平坐标与时间之精度强弱度：为纬度、经度和时间等误差平方和的开根号值，所以 　 HTDOP 2 =HDOP 2+TDOP 2 　Dopple shift都 卜勒位移 发射器与接收仪问因距离改变之频率改变量，见重建载波相位（Reconstructed carrier phase）。 Dynamic positioning 　 应用一已知坐标之测点为控制点或参考点，实时算出每一时间之位置改正数，并对运动状态中之接收仪进行改正，以决定出高精度之坐标。 　 -------------------------------------------------------------------------------- 　 E 　 Eccentricity离心率 e2=(1-b2/a2)，其中 a是椭球体长半径， b是短半径。 亦就是从椭球体中心至其焦点之距离与长半径比率。 Ellpsoid椭球体 除特别规定外，在大地测量学中或卫星测量学中，椭球体是以椭圆短轴旋转形成之数学形状。 在理想状况下其与球体可互换使用。由下述两个量可定义出一个椭球体：长半径 a与扁平率 f=（a-b）/a，其中 b为半径。 Ephemeris天体位置推算历 以时间函数表示之天体位置表。 　 -------------------------------------------------------------------------------- 　 F 　 Fast switching channeI快速转换频道 一种转换频道，能以极快的速度经由软件预测恢复载波成拍相位的整数部份。 Frequency band频率波段 在电磁频谱特定区域中之一段频率范围。 Frequency sepctrum 频谱 在讯号中以组成波频率函数的振幅分布。 FundamentaI frequency F基本频率 F F=10.23MHz，而载波频率 L1与 L2是此基本频率的 倍数： L1=154F=1575.42MHz， L2=120F=1227.60MHz。 -------------------------------------------------------------------------------- 　 G 　 Geodetic datum大地基准面 设计用为最密合部份或全部大地水准面之数学模式。它由椭球体本身及椭球体和地表上一点视为原点间之关系来定义。此关系能以 6个量来定义，通常（但非必然）是大地纬度、大地经度、原点高度、原点高度、原点垂线偏差之两分量及原点至某点的大地方位角。 Geoid大地水准面 与平均海水面相合之特殊等位面。此面可被想象成延伸至陆地且在任何地方皆与重力线方向垂直。 　 Group delay群延迟 群延迟，视电离层的分散性且会影响讯号调制（电码）。相位延迟及群延迟大小相同，但符号相反。 -------------------------------------------------------------------------------- 　 H 　 Handover word传递字 在 GPS讯息中包含了从 C／A电码传到 P电码时间同步资料的字。 　 -------------------------------------------------------------------------------- 　 I 　 Inclination倾角 天体的轨道面和地球赤道面问所夹的角度。 Ionospheric deIay 电离层延迟 波经过电离层（为不均匀且有散布性的介质）时，传播会受到延迟。 　 -------------------------------------------------------------------------------- 　 L 　 Lane 带 由载波成拍成相位讯号或两讯号差之零相位邻接线（或表面）围成之面积（或体积）。在地表上零相位线是完全实时相位测量真正整数观测值所有点之所在，在三向度中,其所在则形成表面。 　 L-band L波段 从 390MHz延伸到 I 550MHz之无线电波频率波段。 　 -------------------------------------------------------------------------------- 　 M 　 Mean anomaly平近点离角 M=n(t-T)， n为平均运动， t为时间， T为过近地点之瞬时。 Mean motion平均运动 n=2/p， p为旋转之周期。 Multipth error多路径误差 由发射器到接收仪，经由不同长度两路径的无线电波间互相干扰形成定位误差 　 Multichannel receiver多频道接收（仪具多频道之接收仪）。 　 Multiplepxing channel复合频道 一接收仪的频道是依一些与卫星讯息（每秒 50 bit s或 bit 20毫秒）bit比率同步比率的卫星讯号排列。因此一完整系列以 20毫秒之倍数完成。 -------------------------------------------------------------------------------- 　 O 　 Observing session观测时段 同时由二个或更多接收仪接收 GPS资料的时段。 　 Outage超状态 在 GPS时间及空间上之精度释度值发生了超过特定的最大值。 　 -------------------------------------------------------------------------------- 　 P 　 Phase delay 相位延迟 其视电离层之电子含量且会影响载波讯号。 　 Perigee近地点 在地心轨道上当距离地心为最短时之点。 Phase lock 相位锁定 一种由参考讯号真正相位制成之发频器讯号相位的技术。借着先比较二种讯号之相位，再以比较结果之相位差讯号去修正参考发频器率并消除其相位差。 Phase observable相位观测 见重建载波相位（Reconstructed carrier phase）。 P- code P电码 精确（或受保护的）GPS电码----10. 23 MHz GP S载波上虚拟随机之双相位调制的一甚长系列（约10的14次方bits）,其大约 267天重复一次。每一 GPS卫星 P电码的每周部份是特定唯一的，且每周重新设定。 　 Polar motion极动 对应于地球固体之地球瞬时旋转轴的运动。不规则以约1 5公尺的振幅作圆运动，其主要周期为 430天。 Precise positioning service (PPS)精确定位服务 利用双频道 P电码， GPS所能提供动态定位精度之最高等级。 　 　 Pseudolite虚拟站 地面差分 GPS测站，能发射与真正卫星类似结构的讯号。 　 Pseudorandom noise (PRN) code虚拟随机杂电码 二进制系列群中的任何一组，其呈现似噪声的性质。重要的是此系列具有最小值之自动关联，零延迟（Zero Lag）除外。 　 Pseudorange 虚拟距离 时间位移需在接收仪中产生 GPS电码的复制，然后与接收仪之 GPS电码排列（相关）。时间位移是讯号，在接收仪时系中测得之接收时间与在卫星时系中测得之发射时间，两者间之差。 　 Pseudorange difference 虚拟距离差 （参考重建载波相位 Reconstructed carrier Phase）。 -------------------------------------------------------------------------------- 　 R 　 Receiver channel 接收仪频道 在 GPS接收仪中，电波频率、数值硬件与软件需从一 GPS卫星上追踪两 GPS载波频率之一的讯号。 　 Reconstructed carrier phase重建载波相位 输入的（经都 卜勒位移的）GPS载波相位与接收仪产生的（名为固定的）参考频率相位，两者之的差。 对动态定位而言，重建载波相位取样于接收讯息电码之时系，而在重建载波相位中连贯的电码时系间之差为,这些电码时系在卫星到接收仪间距离改变的量测，常称为虚拟距离差（Pseudorange difference 或 Delta pseudorange）。对静态定位而言，重建载波相位取样于接收仪时表中决定之时系。 重建载波相位是依连续整合输入讯号的都 卜勒位移而改变，其整合是基于卫星与接收仪参考发频器间频率偏移而整合。一旦原始距离（或相位不明确值）决定了，重建载波相位能与卫星至接收仪间距离相关。在 GPS载波（L1为19公分）一波长之距离变化会造成在重建载波相位中一循环的改变。 Relative positioning 相对定位 见差分定位(Differential positioning) 　 -------------------------------------------------------------------------------- 　 S 　 S-code S电码 参考 C/A电码（C／A Code）。 　 Static differential GPS静态差分 GPS 　 由两个（含）以上接收仪，进行较长时间（通常为半小时以上）之测量，其包含了一组接收仪问基线向量之决定。 　 Satellite constellation卫星分布 一个系统（如GPS系统）的整组卫星在太空中的安排。 Satellite configuration卫星配置 对某一特定或一组使用者，在某一时刻卫星分布的状态。 Siderial day 恒星日 春分点连续两次过上中天的时间段。 　 Simultaneous measurement同时观测 在时系完全相等的基础上做的观测，或时系非常接近以至时间误差差可藉观测方程式中之改正项调整，而不须借着参数估算： 　 Slow switching channel慢速转换频道 一转换频道其继起之期间太长，以致不允许载波合成成拍相位整数部份的恢复。 Solar day太阳日 太阳连续两次过上中天的时间段。 Spheroid旋转球体 参考旋转椭球体（Ellipsoid）。 Spread specctrum systems散开光谱系统 一种传送讯号分散在一频率波段的系统。其波段比传送资料需之最小波段宽更宽。 Squaring-type channel 乘方型频道 一种 GPS接收仪频道是将接收讯号本身相乘，以获得无电码调制之载波的第二次调和。 Standard positioning servise (SPS)标准定位服务 用单频 C／A电码， GPS所能提供之动态定位精度水准。 Static positioning静态定位 不考虑轨道之有无，决定点位置的定位应用。 Switching channel 转换频道 藉由一些将讯息资料速率较慢或相等的卫星讯号，依序排列之一种接收仪频道。 　 -------------------------------------------------------------------------------- 　 T Translocation 转位 参考差分定位（DifferentiaI positioning）。 True anomaly真近点离角 在轨道面上，从地心量起，由近地点到卫星瞬时位置之角距离。 -------------------------------------------------------------------------------- 　 U 　 Use equivalent range error (UERE)使用者等距离差 假设误差来源与其它误差来源不相关,从个别误差来源转换成距离单位之距离量测误差。 Universal time世界时（格林威治子午圈之地方太阳时） UT世界时之缩写。 UTO直接由星体观测和世界时、恒星革之间固定的数值关系导出之世界时。 UT1 UT0经过极动改正。 　 UT2 UT1经过在地球转速上季节性变化之改正。 UTC世界时坐标，统一的原子时间系统藉补偿与 UT2保持非常接近。 -------------------------------------------------------------------------------- 　 V 　 Vernal equinox春分点 即天球赤道与黄道的交点。由此点起太阳赤纬开始增加。 Vertical垂线 任意一点与大地水准面垂直的线，其为重力线的方向。 -------------------------------------------------------------------------------- 　 Z 　 Z-count word 2 Z-计数字 在 GPS传送讯号中，下一个资料子结构〔 Data Subframe）前缘之 GPS卫星时表时间，通常以 6秒之整数表之。

不过这些都是概念上的解释

没有说到原理和模型什么的？好像那些椭球模型，平面坐标啥的

希望庄主补充哈

不错，介绍得满详细，补充一点图示

看一下这个图形

[此贴子已经被作者于2005-1-20 17:53:57编辑过]

太多了，目前不行，太忙

吗呀太专业拉，看着费劲啊