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流動(dòng)站利用校正值對自己的GPS觀測值進(jìn)行修正,以消除上述誤差,從而提高實(shí)時(shí)定位精度。GPS動(dòng)態(tài)差分方法有多種,主要有位置差分、偽距差分( RTD)、載波相位實(shí)時(shí)差分(RTK)和廣域差分等 ;地面監(jiān)控系統(tǒng)的主要功能是:跟蹤GPS,對其進(jìn)行距離測量,確定星的運(yùn)行軌道及鐘改正數(shù),進(jìn)行預(yù)報(bào)后,再按規(guī)定格式編制成導(dǎo)航電文,并通過注入站送往。地面監(jiān)控系統(tǒng)還能通過注入站向發(fā)布各種指令,調(diào)整的軌道及時(shí)鐘讀數(shù),修復(fù)故障或啟用備用件等。GPS主要由三大組成部分:空間部分、地面監(jiān)控部分和用戶設(shè)備部分。GPS系統(tǒng)具有高精度、全天候、使用廣泛等特點(diǎn);GPS定位包括偽距單點(diǎn)定位、載波相位定位和實(shí)時(shí)差分定位;20世紀(jì)70年代,美國部為了給、、三大領(lǐng)域提供實(shí)時(shí)、全天候和全球性的導(dǎo)航服務(wù),并進(jìn)行情報(bào)收集、核爆監(jiān)測和應(yīng)急通訊等一些軍事目的,開始研制“導(dǎo)航定時(shí)和測距全球定位系統(tǒng)”,簡稱全球定位系統(tǒng)。
由于預(yù)算的壓縮,GPS計(jì)劃不得不減少發(fā)射數(shù)量,改為將18顆分布在互成600的6個(gè)軌道上,然而這一方案保障不了的可靠性。1988年又進(jìn)行了一次修改:21顆工作和3顆備用工作在互成600的6個(gè)軌道上。這也是目前GPS所使用的工作方式;GPS的主體呈圓柱形,兩側(cè)有太陽能帆板,能自動(dòng)對日定向。太陽能電池提供工作用電。每顆都配備有多臺(tái)原子鐘,可提供高精度的時(shí)間標(biāo)準(zhǔn)。上面帶有燃料和噴管,可在地面控制系統(tǒng)的控制下調(diào)整自己的運(yùn)行軌道。流動(dòng)站利用校正值對自己的GPS觀測值進(jìn)行修正,以消除上述誤差,從而提高實(shí)時(shí)定位精度。GPS動(dòng)態(tài)差分方法有多種,主要有位置差分、偽距差分( RTD)、載波相位實(shí)時(shí)差分(RTK)和廣域差分等 ;
GPS實(shí)時(shí)差分定位的原理是在已有的地心坐標(biāo)點(diǎn)上安放GPS接收機(jī)(稱為基準(zhǔn)站),利用已知的地心坐標(biāo)和星歷計(jì)算GPS觀測值的校正值,并通過無線電通信設(shè)備(稱為數(shù)據(jù)鏈)將校正值發(fā)送給運(yùn)動(dòng)中的GPS接收機(jī)(稱為流動(dòng)站)。近10年我國測繪等部門的使用表明,GPS以全天候、高精度、自動(dòng)化等顯著特點(diǎn),贏得了廣大測繪工作者的信賴,并成功地應(yīng)用于大地測量、工程測量、航空攝影測量、運(yùn)載工具導(dǎo)航和管制、地殼運(yùn)動(dòng)監(jiān)測、工程變形監(jiān)測、資源勘察、地球動(dòng)力學(xué)等多種學(xué)科中,從而給測繪領(lǐng)域帶來了一場深刻的技術(shù)革命 .子午儀定位系統(tǒng)使得研發(fā)部門對定位取得了初步的經(jīng)驗(yàn),并驗(yàn)證了由系統(tǒng)進(jìn)行定位的可行性,這就為GPS的研制做了鋪墊。由于定位顯示出在導(dǎo)航方面的巨大優(yōu)越性以及子午儀系統(tǒng)存在對潛艇和艦船導(dǎo)航方面的巨大缺陷,美國三軍及民用部門都感到迫切需要一種新的導(dǎo)航系統(tǒng);
GPS已經(jīng)經(jīng)歷了首代和第二代,現(xiàn)在已升級到第三代,以保持其在導(dǎo)航定位系統(tǒng)的霸主地位,從目前來看,GPS是全球范圍內(nèi)精度覆蓋范圍廣的導(dǎo)航定位系統(tǒng);用GPS所測得的站星距離,并利用已知的在軌位置,可推算出用戶天線的三維位置。這種基于被動(dòng)測距原理的定位,稱為被動(dòng)定位。
全球定位系統(tǒng)一般主要是指GPS,盡管俄羅斯、歐洲及中國也紛紛建立自身的全球定位系統(tǒng),但就技術(shù)而言,美國建立的GPS技術(shù)處于先進(jìn)地位。本節(jié)所指的定位系統(tǒng)應(yīng)用主要依據(jù)是GPS的應(yīng)用,我們相信在不久的將來,其他定位系統(tǒng)也將發(fā)揮自身的作用,同樣也能實(shí)現(xiàn)相應(yīng)領(lǐng)域的應(yīng)用。偽距測量就是測定到接收機(jī)的距離,即由發(fā)射的測距碼信號到達(dá)GPS接收機(jī)的傳播時(shí)間乘以光速所得的距離。偽距法單點(diǎn)定位,就是利用GPS接收機(jī)在某一時(shí)刻測定與4顆以上GPS的偽距,及從導(dǎo)航電文中獲得的瞬時(shí)坐標(biāo),采用距離交會(huì)法求出天線在WGS-84坐標(biāo)系中的三維坐標(biāo);