讲题,GPS定位原理及应用简介
内容提要：
第十章,GPS定位原理及应用简介
第二章 水准测量第十章 GPS定位原理及应用简介
一,GPS的定义及历史
1．定义
全球定位系统 GPS（ Global Positioning
System）,是一种可以授时和测距的空间交会定
点的导航系统,可向全球用户提供连续、实时、
高精度的三维位置，三维速度和时间信息。
2,GPS的产生与发展 —— 由 TRANSIT到 GPS
?1957年 10月第一颗人造地球卫星上天，天基电子
导航应运而生
?利用多普勒频移原理 1964年建成子午卫星导航定
位系统 (TRANSIT)。
?美国从 1973年开始筹建全球定位系统,1994年投入
使用。
经历 20年，耗资 300亿美元，是继阿波罗登月
计划和航天飞机计划之后的第三项庞大空间计划。
二,GPS的组成
GPS定位系统由 GPS卫星空间部分、地面控制
部分和用户 GPS接收机三部分组成。
1、空间部分
由 21颗工作卫星
和 3颗备用卫星。
GPS卫星图片 1
GPS卫星图片 2
2、地面控制部分。
Colorado springs
5
5
Hawaii
Ascencion Diego Garcia
kwajalein
?1个主控站,Colorado springs(科罗拉多,斯平士 )。
?3个注入站,Ascencion(阿森松群岛 ),Diego Garcia(迭哥伽西亚 )、
kwajalein(卡瓦加兰 )。
?5个监控站,以上主控站、注入站及 Hawaii(夏威夷 )。
3、用户接收机部分
?GPS接收机的基本类型分导航型和大地型。
?大地型接收机又分单频型和双频型。
图片：导航型 GPS机
手持型 GPS机 车载型 GPS机
图片：大地型 GPS接收机
单频机 双频机
三,GPS定位方法分类
（ 1）绝对 /单点定位 (point positioning)——
确定观测点在 WGS-84系中的坐标，即绝对位置。
（ 2）相对定位 (relative positioning)—— 确
定观测点在国家或地方独立坐标系中的坐标，
即相对位置。
1,Alizee - Moi Lolita
2,Enya - Only Time
课 间 休 息
—— 音 乐 欣 赏
四,GPS的后处理测量方法
1．静态测量 (static surveying)
（ 1）方法,将几台 GPS接收机安置在基线端点上，
保持固定不动，同步观测 4颗以上卫星。 可观
测数个时段,每时段观测十几分钟至 1小时左
右。 最后将观测数据输入计算机，经软件解
算得各点坐标。
（ 2）用途
是精度最高的作业模式。主要用于大地测量、
控制测量、变形测量、工程测量。
（ 3）精度
可达到（ 5mm+1ppm）
2．动态测量 (kinematic surveying)
（ 1）方法,先建立一个基准站，并在其上安置接
收机连续观测可见卫星，另一台接收机在第 1
点静止观测数分钟后，在其他点依次观测数秒。
最后将观测数据输入计算机，经软件解算得各
点坐标。动态相对定位的作业范围一般不能超
过 15km。
（ 2）用途,适用于精度要求不高的碎部测量。
（ 3）精度,可达到（ 10~20mm+1ppm）
图形：相对定位模式
静态相对定位模式
流动站
动态相对定位模式
基准站
五,GPS实时动态定位（ RTK）方法
1,RTK(real-time kinematic)工作原理及方法
与动态相对定位方法相比，定位模式相同，仅要在基准站和流动
站间增加一套数据链，实现各点坐标的实时计算、实时输出。
2,RTK用途：适用于精度要求不高的施工放
样及碎部测量。
3．作业范围：目前一般为 10km左右。
4．精度：可达到（ 10~20mm+1ppm）
内容提要：
第十章,GPS定位原理及应用简介
第二章 水准测量第十章 GPS定位原理及应用简介
一,GPS的定义及历史
1．定义
全球定位系统 GPS（ Global Positioning
System）,是一种可以授时和测距的空间交会定
点的导航系统,可向全球用户提供连续、实时、
高精度的三维位置，三维速度和时间信息。
2,GPS的产生与发展 —— 由 TRANSIT到 GPS
?1957年 10月第一颗人造地球卫星上天，天基电子
导航应运而生
?利用多普勒频移原理 1964年建成子午卫星导航定
位系统 (TRANSIT)。
?美国从 1973年开始筹建全球定位系统,1994年投入
使用。
经历 20年，耗资 300亿美元，是继阿波罗登月
计划和航天飞机计划之后的第三项庞大空间计划。
二,GPS的组成
GPS定位系统由 GPS卫星空间部分、地面控制
部分和用户 GPS接收机三部分组成。
1、空间部分
由 21颗工作卫星
和 3颗备用卫星。
GPS卫星图片 1
GPS卫星图片 2
2、地面控制部分。
Colorado springs
5
5
Hawaii
Ascencion Diego Garcia
kwajalein
?1个主控站,Colorado springs(科罗拉多,斯平士 )。
?3个注入站,Ascencion(阿森松群岛 ),Diego Garcia(迭哥伽西亚 )、
kwajalein(卡瓦加兰 )。
?5个监控站,以上主控站、注入站及 Hawaii(夏威夷 )。
3、用户接收机部分
?GPS接收机的基本类型分导航型和大地型。
?大地型接收机又分单频型和双频型。
图片：导航型 GPS机
手持型 GPS机 车载型 GPS机
图片：大地型 GPS接收机
单频机 双频机
三,GPS定位方法分类
（ 1）绝对 /单点定位 (point positioning)——
确定观测点在 WGS-84系中的坐标，即绝对位置。
（ 2）相对定位 (relative positioning)—— 确
定观测点在国家或地方独立坐标系中的坐标，
即相对位置。
1,Alizee - Moi Lolita
2,Enya - Only Time
课 间 休 息
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四,GPS的后处理测量方法
1．静态测量 (static surveying)
（ 1）方法,将几台 GPS接收机安置在基线端点上，
保持固定不动，同步观测 4颗以上卫星。 可观
测数个时段,每时段观测十几分钟至 1小时左
右。 最后将观测数据输入计算机，经软件解
算得各点坐标。
（ 2）用途
是精度最高的作业模式。主要用于大地测量、
控制测量、变形测量、工程测量。
（ 3）精度
可达到（ 5mm+1ppm）
2．动态测量 (kinematic surveying)
（ 1）方法,先建立一个基准站，并在其上安置接
收机连续观测可见卫星，另一台接收机在第 1
点静止观测数分钟后，在其他点依次观测数秒。
最后将观测数据输入计算机，经软件解算得各
点坐标。动态相对定位的作业范围一般不能超
过 15km。
（ 2）用途,适用于精度要求不高的碎部测量。
（ 3）精度,可达到（ 10~20mm+1ppm）
图形：相对定位模式
静态相对定位模式
流动站
动态相对定位模式
基准站
五,GPS实时动态定位（ RTK）方法
1,RTK(real-time kinematic)工作原理及方法
与动态相对定位方法相比，定位模式相同，仅要在基准站和流动
站间增加一套数据链，实现各点坐标的实时计算、实时输出。
2,RTK用途：适用于精度要求不高的施工放
样及碎部测量。
3．作业范围：目前一般为 10km左右。
4．精度：可达到（ 10~20mm+1ppm）
