全球定位系统（GPS）简介

全球定位系统是用人造地球卫星进行点位测量的系统。它广泛用于海空导航、导弹制导、动态观测、时间传递、速度测量、车辆引导等领域。在测绘技术和工程建设方面，不仅在建立大地控制网、全球性的地球参数测量、板块运动状态监测、航空航天参数测定、建立陆地海洋大地测量基准等方面得到应用，而且在工程建设的规划、设计、施工、验收与监测、大型精密设备安装、变形观测、线路测量、精密工程测量等方面也日益广泛地得到引用。

一、GPS测量的优点

GPS是全球定位系统（Global Positioning System）的简称。GPS测量是利用卫星进行定位的一项新的测量技术。与传统的测量技术相比，它具有如下几个方面的优点：

1）用途广。用GPS信号可进行海空导航、车辆引行、导弹制导、精密定位、工程测量、动态观测等。

2）观测简便。测量时，测量员只要将GPS接收机天线单元安置在测站上，接通电源，启动接收单元；在结束测量时，只需量取天线高度，关闭电源便完成野外数据采集。另外，GPS是全天候测量系统，因此，可以在较短时间内以较少人力物力完成外业工作。

3）精度高。用载波相位测量作相对定位，相对定位精度可达到±（5mm+1×10-6·D）（D是比例误差）的距离精度，观测时间小于1h。若采用快速定位方法，观测时间仅需2min左右，即能达到厘米级的定位精度。

4）经济效率高。GPS测量不要求测站之间通视，可以省去常规测量所需的造标费用，又由于GPS测量精度高，作业时间短，因此经济效益十分显著。

二、GPS系统

GPS系统包括下列三大部分。

1.GPS卫星星座（空间部分）

GPS系统包括24颗卫星，均匀分布在6个近似圆形的轨道上，各个轨道平面之间交角为60°，每个轨道上有4颗卫星，轨道距地面高度约20200km，卫星绕地球一周的时间为12h，地球上任何地方在任何时刻都能收到至少4颗卫星发来的信号。

每个GPS卫星连续地发送两个不同频率的无线电波（L1=1575.42MHz，L2=1227.60MHz）。载波上调制了多种信号，最主要的有测距码（P精码、C/A 粗码）和导航电文。测距码用于测量卫星到地面点接收机的距离；导航电文用于计算卫星的轨道参数。

2.地面监控系统（地面控制部分）

GPS卫星上的各种设备是否正常工作，以及卫星是否沿着预定轨道运行，都由地面监控系统进行监测和控制。地面监控系统包括一个主控站、3个注入站和5个监测站，分布在美国本土和世界其他地区的美军基地上。

GPS卫星是一种动态的已知点，它是依据卫星发送的星历（描述卫星运动及其轨道的参数）计算而得的。每颗GPS卫星所播发的星历是由地面监控系统提供的。

另外，地面监控系统还监测各颗卫星的时间，并计算它们的有关改正数，进而由导航电文发送给用户，以确保各颗卫星处于同一GPS时间系统。

3.GPS接收机

GPS接收机的主要功能是解码，分离出导航电文，进行相位和伪距测量。GPS接收机从结构来讲，主要由五个单元组成：天线和前置放大器；信号处理单元，它是接收机的核心；控制和显示单元；存储单元；电源单元。

GPS接收机主要用于以下两个方面：

1）静态定位。用户天线在跟踪GPS卫星的过程中固定不变，接收机高精度地测量GPS信号的传播时间，连同GPS卫星在轨的已知位置，可算出固定不动的用户天线的三维坐标。后者可以是个固定点，也可以是若干点位构成的GPS网。静态定位的特点是多余观测量大，可靠性强，定位精度高。

2）动态定位。载体（车辆、船舰、飞机等）上的用户天线在跟踪GPS卫星的过程中相对地球运动，接收机用GPS信号实时地测得运动载体的状态参数。动态定位的特点是逐点测定运动载体的状态参数，多余观测量少，精度较低。

GPS接收机的型号很多，按其所用载波频率的多少可分为用一个载波频率（L1）的单频接收机和用两个载波频率（L1L2）的双频接收机。单频接收机便宜，而双频接收机能消除某些大气延迟的影响。对于边长大于10km的精密测量，最好采用双频接收机，而一般的控制测量，单频接收机就行了。

三、GPS定位的基本原理

GPS测量有伪距与载波相位两种基本的观测量。GPS接收机测量了卫星信号（测距码）由卫星传播至接收机的时间，再乘上电磁波传播的速度，便得到由卫星到接收机的伪距。但由于传播时间含有卫星时钟与接收机时钟不同步误差，以及测距码在大气中传播的延迟误差等，所以求得的伪距并不等于卫星与测站的几何距离。载波相位测量是把接收到的卫星信号和接收机本身的信号混频，再进行相位测量。伪距测量的精度约为一个测距码的码元长度的百分之一，对P码而言约为30cm，对C/A码而言为3m左右。而载波的波长则短得多（分别为19cm和24cm），所以载波相位测量精度一般为1～2mm。由于相位测量只能测定载波波长不足一个波长的部分，因此所测的相位可看成是波长整倍数未知的伪距。

GPS定位时，把卫星看成是动态的已知控制点，利用所测的距离进行空间后方交会，便可得到接收机的位置。

GPS定位包括单点定位和相对定位。

独立确定待定点在WGS-84世界大地坐标系中的绝对位置的方法，称为单点定位或绝对定位。其优点是只需一台接收机即可独立定位；外出观测的组织及实施较为自由方便，数据处理也较简单，但其结果受卫星星历误差和卫星信号传播过程中的大气延迟误差的影响比较显著，所以定位精度较差，一般为几十米。单点定位在船舶、飞机的导航、地质矿产勘探、暗礁定位、海洋捕鱼、国防建设及低精度测量等领域中有着广泛的应用前景。

相对定位是确定同步跟踪相同的GPS卫星信号的若干台接收机之间的相对位置（三维坐标差）的一种定位方法。相对定位测量时，许多误差对同步观测的测站有相同的或大致相同的影响。因此，计算时，这些误差可以抵消或大幅度削弱，从而获得很高精度的相对位置，一般精度为几毫米至几厘米。相对定位与单点定位相比，外业观测的组织与实施以及数据处理就复杂一些。相对定位广泛用于大地测量、工程测量、地壳形变监测等精密定位领域。

四、GPS相对定位的主要误差来源

1）时钟误差。卫星上的时钟误差和接收机的时钟误差都是GPS测量的主要误差。

2）卫星位置误差。GPS卫星的位置是依据卫星发送的星历计算而得的，其平均误差约为20mm。令dr为卫星位置误差，则其对相对定位的影响可近似用下式估算，即

建筑工程测量

式中：D——两接收机问的距离；

dD——相对位置误差；

S——接收机到卫星的距离，近似为20000km。

例如dr=20m，对两点相位位置的影响为1×10-6。

3）大气延迟影响。卫星信号要穿过大气层才到达接收机，因此大气对卫星信号有延迟作用（影响其传播速度）。从地面到约50km高空的大气叫对流层，对流层的延迟是大气中气温、气压和湿度的函数，可通过测站上所测量的气象要素进行改正。50km以上高空的大气叫电离层，它的影响用双频接收机的测量结果来改正。

4）多路径误差。经某些物体表面反射后到达接收机的信号和直接来自卫星的信号叠加进入接收机，使测量产生误差。其影响与天线周围环境有关。因此，选择合适的测站位置是减少此项误差的主要措施。

5）观测误差。观测误差与测量所用信号的波长有关。用C/A码和P码做伪距观测，误差分别为3m和0.3m；载波相位测量，误差为1～2mm。

一般来讲，GPS相对定位的精度可表示为

σ2=a2+b2·D2 （6-26）

式中：σ——相对定位中误差；

a——固定误差部分；

b——比例误差部分；

D——两测站间的距离。

复习题

1.经纬仪导线测量的外业工作包括哪些内容？

2.选定导线点时应注意哪些问题？

3.导线与附合导线的计算有哪些异同点？

4.按表6-11已知数据，计算闭合导线各点的坐标值。

表6-11 闭合导线坐标

射手戴什么比较好

射手戴什么比较好？大家都知道，对星座的划分完全是人为的，不同的文明对于其划分和命名都不尽相同。十二个星座里，每个星座的特性和命运都是不相同的，那么射手戴什么比较好呢？

金发晶：拥有强大磁场天然金发，号称是正偏财旺的强力水晶，不仅能在事业上推动射手座获得强大的气势，带给其积极旺盛的胆识、冲劲和果断，更可以招来意外之财，可谓是射手成功的不二选择。

而火相气质中最为稳定的射手本身就与金发晶能量合，可以使金发晶的财运力量发挥到极限，促进射手座获得事业、财运上的双丰收。

橄榄石：能改善射手易患的肝脏疾病。

土耳其石：射手座的人通常都没什幺耐性，又有点鲁莽，土耳其石则能使人平静，使射手多些耐心。

海蓝宝：对呼吸系统方面的疾病有一定的功效。

黄虎眼：射手缺乏意志力和自制力，这是他们的最大问题所在。黄虎眼石具有强大能量，可加强气势，带给人积极旺盛的企图心、冲劲、胆识，加强一个人的自制力和果断力，帮助射手改变自我。

紫水晶：开发智能，平稳情绪，提高直觉力、帮助思考、集中念力、增加记忆能力，增进人际关系，给人勇气与力量。

白水晶：射手座是十二宫星座里的冒险家，他们乐观、诚实，喜欢挑战，但是常常浮躁不安，也容易喜新厌旧。白水晶可以温润的改变他们的行事风格，它让有些卤莽的射手稳定下来，发挥最佳正面力量。

射手座幸运石：紫水晶、蓝晶石

射手座的幸运石是紫水晶，是野心，旅游，冒险，工作成功的代表。这类石头是属硅氧化物。它的名字让巴克斯的女神很是痴迷，并想方设法获得它。在古老的传说中说到，用紫水晶做成的酒杯来饮酒，是永远不会喝醉的。

蓝晶石是吸纳性水晶，吸纳性水晶可以吸纳凝聚一些能量。相传蓝晶石是优秀的协调石、冥想石，是温和而效力强大的传导物、高频率能量的放大器、以及超自然能力与直觉的刺激物。对于射手座的人来说，太过浮躁是他们的死穴，意志力薄弱是射手座天生的弱点。

作为射手座的幸运石，蓝晶石可以帮助协调自身的气质，可以使得射手座人更加沉稳并且看起来老练。所以射手座跟蓝晶石简直就是天生一对哦。

紫水晶

2022年的射手座整体运势都较为不错，这一年若是想要提升财运，还需要关注健康和情感方面，若是这两方面的运势能稳住，就能够心无旁骛地去拼闯事业。紫水晶充满了强大的力量，能够平复情绪帮助提高睡眠质量，对身体有很大的好处。

在感情方面，还能够起到稳固夫妻或者恋人之间关系的作用，让两个人之间更加甜蜜，彼此也能够齐心协力团结在一起。

建议2022年的射手座朋友可以尝试佩戴水晶吊坠或者手链，可以让自己各方面的运势都得到提升，在家庭稳固健康无忧的情况下，财运自然也会提升不少。

另外，由于射手的社交比较多，很容易引发钱财消耗以及伴侣的不信任，紫水晶的出现能带来收敛的作用，无形中去除了这些危机。

碧玺

射手座的人虽然很聪明，但是在面对各种突发状况时的应急能力不够强，有时候表现的太过于主观不够理性，因此难免会做出错误的`决定。若是在职场或者生意上也是如此，那么对于自身财富的影响可想而知。

碧玺是一种天然的矿物质，能够起到提神醒脑的作用，它不仅能够疏通血管，还能够提高人们的判断能力。

2022年的射手座很容易被表面的现象迷失自我，导致在工作的过程中可能会出现一些小失误，虽然影响并不大，但是也会造成一定的损失。此时如过佩戴碧玺，则会在一定程度上助运，帮助射手座的朋友具备明辨是非的能力，同时也能够精准找到良好的发展方向，对于招财的效果十分明显。

虎眼石

射手座的人平时很爱玩，一旦没有了压力，在事业上往往会放松下来，失去了奋斗的动力。2022年各方面的运势都比较平稳，生活上不会出现太大的波动，这也有可能导致射手座的朋友不思进取。

虎眼石对于事业方面的助运比较明显，能够激发内在的野心以及强大的力量，帮助射手座的人更加容易投入到工作当中。

除此之外，虎眼石对身体健康也有很多的好处，能够扫除负面能量，对于那些容易犹豫或者消极的人来说，也能够给其带来勇气，做事情的时候比较决断。

因此，虎眼石也许会给2022年的射手座带来意外的收获，除了财运之外，在人际关系中的地位也能够得到很好的提升

射手男适合佩戴什么饰品开运——黄花梨木

射手座爱好冒险，但毫无拘束、率性而为的作风会令他们在不经意间触碰到别人的敏感神经，招致别人的反感！

黄花梨是唯一适合他们佩戴的幸运手串，因为不喜欢教条的射手座认为收敛自己的脾性是对自己的一种约束，因此，本身就象征着尊贵与幸运的黄花梨就成了他们的不二之选，他们唯一需要的不是改变，而是更多的幸运！

射手座适合佩戴什么脚链饰品开运——粉晶七色链

缤纷的五颜六色，才能满足活泼的射手女的活跃内心和畅快表情，它们跳跃在射手女光洁的足颈上，并成了彩虹一样的风景。

射手座新娘适合佩戴什么饰品开运——翡翠耳坠

射手座爱好冒险，但毫无拘束、率性而为的作风容易招致别人反感，因此象征着幸运与平和的翡翠耳坠就成了她们的不二之选！

幸运宝石：红宝石、紫水晶、粉晶、碧玺

基本助运物：玛瑙

玛瑙能够稳定人的情绪，增强人的勇气和激情，给人信心和力量；同时它可以强化爱情，促进情侣之间的感情交流，有助于夫妻和睦相处，让爱发出最炫丽的光芒。

另外，还具有疗效作用，改善人体内分泌系统，增强人体的新陈代谢，加强血液循环，提高身体的免疫功能。可以说玛瑙在各方面的作用，对于射手座的人来说是最合适的。

恋爱助运物：紫水晶

紫水晶是爱的象征，在西方被称为“爱的守护石”，紫水晶能赋予夫妻、情侣间贞节之爱、勇气之爱、诚实之爱、深厚之爱。还可以消除霸气，带来贵气，增强人的包容心，对于容易与恋人起争执的射手来说，佩戴紫水晶是最适合的。

财运助运物：黄水晶

黄水晶所发出的**光，象征着财富，有着财富之石的美称。主偏财运，佩带黄水晶，能增强气场中的黄光，黄光会影响物质生活和财运，可创造意外之财，聚集财富因缘，射手佩戴黄水晶在一定的程度上可以催旺自身的财运。

转运物：白玉环

当射手座发现自己最近的运势情况不好，霉运连连的时候，可以考虑佩戴白玉手环。玉质物品是大地的精华，十分的贵重，具有很强的驱邪避灾功效。而射手座每次遇到的霉运都有一个特点，那就是波及范围广。

只要射手座遭遇霉运，就有可能导致射手座的方方面面都受到霉运的影响。所以需要一款时时刻刻都镇得住霉运的饰品，那就是白玉手环。

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