城市GPS测量中三维成果变换问题的探讨.pdfVIP

城市8PS：测量中三维成果变换向题的探讨 涂对基黄人堂卫启云张雷雷徐鸿斌 太原市勘察测绘研究院 【 摘要：本文论述GPs在城市及工程测量应用中解决约『柬 平差时已知点的改算、GPs成果与城市独立坐标的换算和在 椭球体上用GP S三维成果求任意点的正常高的方法。 关键词：GPS测量，三维成果变换，椭球}体上求正常商。 GPS捏一项高新科学技术。它的应用非常广泛，能服务 于军事、地球科学、交通部门、测绘、信息部门和航天等的 科：学技术。GPS是以空中卫星为基础的无线电导航系统能全 天侯、全方位连续快速实时地提供高精度的主维距离，三维 的速度值，及高精确度的时间信息。用户只娄有GPs信息接 收机就可以进行空间定位来为本专业服务。 1993年1 2月底24颗卫星已由美国全部发射完成，其 中21颗为基本星，3颗为轨道备用的分星。)这24颗星分别 0l83km 布设在6个圆形轨道面内，其高度2 J圆形轨道面对 8 赤道面的倾斜角为55。，围绕地球旋转一周约11个小时5 分，这种星座的分布保证覆盖全地球，在地球表面的任何地 o 点都能同时在地平线上1 o以上的空间接．收到4一一6颗卫 星，来保证确定地面接收站的空间位置和信息。卫星向地面 575．4 发射两个波段的载波信号．：L，1信号的频率为1 2兆赫 22 兹．L2信号的频率为17．6兆赫兹，卫星止安装了精度很 高的原子钟，来保证频率的隐定性。在载波止调制有表示卫 星位置的广播星历用来为C／A码钡4定距离服务。由于用户只 接收卫星的信号，因此隐蔽性很强，用户的数量也受不到限 制．所以GPS在测绘领域引起了革命性的变化，从几平方公 里的控制网到几千平方公里的控制网．以及工程放样，．地籍测 量，公路、铁路线路测量，像控点测量，变形监测网的建立 等等都获得广泛的应用。 美国在92年故意降低广播星历中卫星’位置的精度，平 0 5 面位置由原来20米降到10米和高度方向矧10米的精度， 164 称为SA政策。GPS接收机收到卫星的信号，进行解码，将 调制在载波上的信息去掉就可以恢复载波，实际上接收机收 到的载波相位是受多普勒频移影响的卫星信号与接收机本机 振荡产生信号相位之差。但在开始观测时，接收机和卫星振 荡器的相位初始值是不知道的，起始历元的相位整数也是不 知道的(称整周模糊值)，只有保持连续的对卫星信号进行 跟踪数据采集，记下一连串的相位变化，通过数据处理，软 件把起始历元的相位整数(整周模糊值)作为参数来解算。 这就是我们通常讲的应用载波相位测量是来代替伪距测量。 并进一步用接收机对接收的信号进行相位锁定，经锁定后载 波相位整周模糊值不变，连续的不间断观测变化中的相位 差，并记录产生的差分定位测量，便求得空向距离向量值。 按定位方式，GP S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，而对于城市布点是一大片’，因此相对定位(差分 定位)是其主要方法，用两台以上的接收机所观测采集到的 数据来确．定观测点之间的相对位置。由于在GPS测量包含了 卫星和接收机的钟差，大气传播延迟多路径效应等误差，还 受到星历误差的影响，只有在进行相对定位时，由于测站间 的距离和测站到卫星的距离相比和大气环境的