赛维板报丨GPS相关知识！

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一、 GPS卫星定位原理是什么

GPS 卫星定位是以GPS卫星和用户接收机天线之间距离的观测量为基础，并根据已知的卫星瞬时坐标，从而确定用户接收机所 对应的电位，即待定点的三维坐标(x,y,z)。实际上，GPS定位的关键是测定用户接收机到GPS卫星之间的距离。

二、什么是GPS 伪距定位法

如果设GPS 卫星发射的测距码信号到达接收机天线所经历的时间为t, 该时间乘以光速c, 即是卫星到接收机的空间几何距离， 计算公式为：

实际上，由于卫星时钟与接收机时钟难

以严格同步，测距码在大气传播时还要受大气电离层折射及大气对流层的影响，产生了延迟误差。所以实际上求得的距离并非真正的站星几何距离，也叫 “伪距”,用

表示。

伪距与空间几何距离p 之间的关系为：

三、什么是GPS 单点定位法

用GPS 卫星还可以发射的载波作为测距信号，由于载波的波长比测距波长要短得多，因此对载波进行相位测量，可以获得高精度的站星距离。

那么,站星之间的真正几何距离p 与卫星坐标 (xs,ys,zs) 和接收机天线相位中心坐标 (x,y,z)之间有下面的关系：

公式中，卫星的瞬时坐标 (xs,ys,zs) 可根据接收到的卫星导航电文得知，此公式中只有x、y、z 三个未知数。当接收机同时对3颗卫星进行距离测量，从理论上可以推算出接收机天线相位中心的位置。这样的话，GPS 单点定位的实质，即是空间距离后方交会，如下图所示。

实测时，为了求得测站上的未知数(修正接收机的计时误差要用到接收机钟差，也是一个待求未知数),需要同时观测4颗卫星。

单点定位法的优点是只需要一台接收机即可，数据处理也比较简单，定位速度也快，但测量精度低，仅能测到米级的精度。

四、什么是GPS 相对定位法

相对定位法是位于不同地点的若干台接收机同步跟踪相同的 GPS 卫星，以确定各台接收机间的相对位置。

因为同步观测值之间存在着许多数值相同或相近的误差影响， 它们在求相对位置过程中得到消除或削弱，因此，使相对定位可以 达到很高的精度，此方法目前应用较广泛。

五、GPS 卫星定位实测程序

GPS定位的实测程序主要是：方案设计→选点建立标志→外业观测→成果检核→ 内业数据。

(1)选点建立标志。点位应选在交通方便、利于安装接收设备并且视场开阔的地方。

GPS点应避开对电磁波接收有强烈吸收、反射等干扰影响的金属和其他障碍物体，例如高压线、电台电视台、高层建筑和大范 围水面等。点位选定后，再按要求埋设标石，绘制点之记。

(2)外业观测。天线需安置在点位上。安置天线的操作程序为对中→整平、定向→量天线高。在离开天线不远的地面上安装接收机。再接通接收机到电源、天线、控制器的连接电缆。 预热和静置接收机，然后启动接收机采集数据。

(3)测量成果检核及数据处理。对各项检查内容严格检查，确保准确无误。采用的数字模型和解算方法有很多种，通常是应用电子计算机通过一定的计算程序完成数据处理。