GPS定位原理
GPS定位是根據(jù)測(cè)量中的距離交會(huì)定點(diǎn)原理實(shí)現(xiàn)的[2]。如圖1所示,在待 測(cè)點(diǎn)Q設(shè)置GPS接收機(jī),在某一時(shí)刻tk同時(shí)接收到3顆(或3顆以上)衛(wèi)星S1、S2、S3所發(fā)出的信號(hào)。通過(guò)數(shù)據(jù)處理和計(jì)算,可求得該時(shí)刻接收機(jī)天線中心(測(cè)站點(diǎn))至衛(wèi)星的距離ρ1、ρ2、ρ3。根據(jù)衛(wèi)星星歷可查到該時(shí)刻3顆衛(wèi)星的三維坐標(biāo)(Xj,Yj,Zj),j=1,2,3,從而由下式解算出Q點(diǎn)的三維坐標(biāo)(X,Y,Z):
GPS測(cè)量的特點(diǎn)
相對(duì)于常規(guī)測(cè)量來(lái)說(shuō),GPS測(cè)量主要有以下特點(diǎn):①測(cè)量精度高。GPS觀測(cè)的精度明顯高于一般常規(guī)測(cè)量,在小于50 km的基線上,其相對(duì)定位精度可達(dá)1×10-6,在大于1 000 km的基線上可達(dá)1×10-8。②測(cè)站間無(wú)需通視。GPS測(cè)量不需要測(cè)站間相互通視,可根據(jù)實(shí)際需要確定點(diǎn)位,使得選點(diǎn)工作更加靈活方便。③觀測(cè)時(shí)間短。隨著GPS測(cè)量技術(shù)的不斷完善,軟件的不斷更新,在進(jìn)行GPS測(cè)量時(shí),靜態(tài)相對(duì)定位每站僅需20 min左右,動(dòng)態(tài)相對(duì)定位僅需幾秒鐘。④儀器操作簡(jiǎn)便。目前GPS接收機(jī)自動(dòng)化程度越來(lái)越高,操作智能化,觀測(cè)人員只需對(duì)中、整平、量取天線高及開(kāi)機(jī)后設(shè)定參數(shù),接收機(jī)即可進(jìn)行自動(dòng)觀測(cè)和記錄。⑤全天候作業(yè)。GPS衛(wèi)星數(shù)目多,且分布均勻,可保證在任何時(shí)間、任何地點(diǎn)連續(xù)進(jìn)行觀測(cè),一般不受天氣狀況的影響。⑥提供三維坐標(biāo)。GPS測(cè)量可同時(shí)精確測(cè)定測(cè)站點(diǎn)的三維坐標(biāo),其高程精度已可滿足四等水準(zhǔn)測(cè)量的要求。