文档介绍：GPS应用技术GPS的概念GPS是美国研究、开发和维持的军民公用的全球定位和导航系统,它是由空间卫星、地面监控、和用户设备3大部分组成。GPS空间部分由21颗工作卫星和3颗在轨道上的备用卫星组成。工作卫星分布在六个轨道平面上,每个轨道面上有四颗卫星。卫星轨道面相对于地球赤道面的倾角为55度,各轨道平面升交点的赤经相差60度,在相邻轨道上卫星的升交距角相差30度。轨道平均高度约为20200km,卫星运行周期为11小时58分。同一观测点上每天出现的卫星分布图形相同,只是每天提前约4分钟。保证地球上任何地点都可以连续同步的观测到至少4颗卫星,从而构成全球定位系统。地面监控部分是通过5个地面站进行的,包括1个总监控站和4个分站。5个监控站主要是随时跟踪GPS卫星,修正卫星的轨道、时间以及它们的定位参数。用户部分指GPS接收系统,包括军用和民用两种。民用主要应用于气象、地矿、测绘、农林、水利、交通、海洋、城建等行业。GPS的原理GPS的定位原理基于三角几何理论。一维测量可以确定一个球面,二维测量可以确定一个圆,三维测量可以确定2个点,四维测量可以确定一个点,所以GPS要想达到精确定位,最基本的要求是GPS接收系统至少收到4颗卫星的信息。GPS工作过程是GPS接受器通过天线接受卫星信号,并将信号分离成GPS码和载体,然后GPS接受器将自己产生的复制码与接受码比较,并使其移动直到与接受码最大相关。当接受GPS卫星信号后,利用GPS卫星信号传输到GPS接受器的时间和光速的关系,GPS接受器自动计算出GPS卫星到GPS接受器之间的距离。由此可见,GPS定位的核心是时间的确定。GPS卫星上用的是原子钟,其误差达到百万分之一到亿分之一秒,即可保持3万年至7百万年内的误差不超过1秒。GPS的误差影响GPS定位精度的主要因素有:可选择性(SA)、卫星位置误差、卫星时钟误差、接受器时钟误差、大气对流层等,其中SA造成的误差最大,5月美国取消了SA政策,单机定位的精度得到极大提高。一般水平误差5米左右,垂直误差15米最左右。GPS的坐标系统GPS接受器是以WGS84坐标系(经纬度坐标系)为根据而建立的。我国目前应用的1:5万的地形图属于1954年北京坐标系(BJ54)或1980年国家大地坐标系,通常我们叫它公里网坐标。但GPS接受器的已经预设了WGS84和公里网坐标之间进行坐标转换的公式,因此我们只要将必要的参数输入GPS接受器,即可自动转换。参数如下:LONGITUDEORIGIN:(中央经线)E117°′SCALE:(投影比例)FALSE′E′(东西偏差)mTFALSE′N′(南北偏差)mT因为WGS84坐标系与公里网坐标系统之间通常有80-120米的差值,要获得较为精确的公里网坐标,还需要进行精确校正,各地区参数略有不相同,我们通常采用北京市的参数。参数如下:DX:28mTDY:-145mTDZ:-77mTDA:-108mTDF:()mT用已知坐标点校正GPS的误差1、用GPS去测量已知坐标点得到坐标XGPS和YGPS;2、计算两者的差值:△X=XGPS-X已知△Y=YGPS-Y已知3、计算FALSE′E′(东西偏差)和FALSE′N′(南北偏差)东西偏差=500000-△X南北偏差=0-△Y4、更改GPS参数中的FALSE′E′(东西偏差)和FALSE′N′(南北偏差)要