测量学07第七章控制测量课件.ppt

测绘教研室测绘教研室 中南林业科技大学中南林业科技大学中南林业科技大学中南林业科技大学第七章第七章 控制测量控制测量7-1 7-1 7-1 7-1 概述概述概述概述 7 7-2 2 7 7-2 2 导导线线测测量量导导线线测测量量 7 7-6 6 7 7-6 6 全全球球定定位位系系统统（全全球球定定位位系系统统（G GP PS SG GP PS S）7 7-3 3 7 7-3 3 交交会会定定点点交交会会定定点点7 7-4 4 7 7-4 4 三三、四四 等等 水水 准准 测测 量量三三、四四 等等 水水 准准 测测 量量7 7-5 5 7 7-5 5 三三 角角 高高 程程 测测 量量三三 角角 高高 程程 测测 量量测绘教研室测绘教研室 中南林业科技大学中南林业科技大学中南林业科技大学中南林业科技大学7-1 7-1 概述概述7.1.1 基本概念基本概念7.1.2 平面控制测量平面控制测量7.1.3 高程控制测量高程控制测量HomeHomeHomeHome测绘教研室测绘教研室 中南林业科技大学中南林业科技大学中南林业科技大学中南林业科技大学7.1.1 基本概念基本概念returnreturndowndownupupn n 控制测量：控制测量：控制测量：控制测量：包括包括包括包括平面控制测量平面控制测量平面控制测量平面控制测量和和和和高程控制测量高程控制测量高程控制测量高程控制测量。n n 控制网：控制网：控制网：控制网：测区内选定的若干控制点所构成的几何图形就称为控测区内选定的若干控制点所构成的几何图形就称为控测区内选定的若干控制点所构成的几何图形就称为控测区内选定的若干控制点所构成的几何图形就称为控制网；它包括制网；它包括制网；它包括制网；它包括平面控制网平面控制网平面控制网平面控制网和和和和高程控制网高程控制网高程控制网高程控制网。n n 国家控制网：国家控制网：国家控制网：国家控制网：在全国范围内建立的控制网。在全国范围内建立的控制网。在全国范围内建立的控制网。在全国范围内建立的控制网。按按按按一、二、三、四一、二、三、四一、二、三、四一、二、三、四等四个等级、由高级到低级逐级加密点位建立的。等四个等级、由高级到低级逐级加密点位建立的。等四个等级、由高级到低级逐级加密点位建立的。等四个等级、由高级到低级逐级加密点位建立的。n n 图根控制网：图根控制网：图根控制网：图根控制网：直接供测图使用的控制网，其节点称为图根点，直接供测图使用的控制网，其节点称为图根点，直接供测图使用的控制网，其节点称为图根点，直接供测图使用的控制网，其节点称为图根点，测定图根点的平面位置和高程的工作称为图根控制测量。测定图根点的平面位置和高程的工作称为图根控制测量。测定图根点的平面位置和高程的工作称为图根控制测量。测定图根点的平面位置和高程的工作称为图根控制测量。测绘教研室测绘教研室 中南林业科技大学中南林业科技大学中南林业科技大学中南林业科技大学7.1.2 平面控制测量平面控制测量概念：概念：测定点位测定点位平面坐标（平面坐标（x x，y y）的工作，采用）的工作，采用逐级控制、分级逐级控制、分级布设的原则，分布设的原则，分为一、二、三、为一、二、三、四个等级建立四个等级建立测量方法：测量方法：三角测量三角测量 导线测量导线测量 交会测量交会测量 GPSGPS测量测量returnreturndowndownupup测绘教研室测绘教研室 中南林业科技大学中南林业科技大学中南林业科技大学中南林业科技大学测绘教研室测绘教研室 中南林业科技大学中南林业科技大学中南林业科技大学中南林业科技大学7-2 7-2 导线测量导线测量7.2.1 7.2.1 导线的布设形式导线的布设形式导线的布设形式导线的布设形式6.2.2 6.2.2 导线测量的外业导线测量的外业导线测量的外业导线测量的外业6.2.3 6.2.3 导线的内业计算导线的内业计算导线的内业计算导线的内业计算 6.2.4 6.2.4 导线测量错误检查导线测量错误检查导线测量错误检查导线测量错误检查HomeHomeHomeHome测绘教研室测绘教研室 中南林业科技大学中南林业科技大学中南林业科技大学中南林业科技大学7.2.1 导线的布设形式导线的布设形式n n导线：导线：导线：导线：将相邻控制点（导线点）连成直线而构成的折线图形将相邻控制点（导线点）连成直线而构成的折线图形将相邻控制点（导线点）连成直线而构成的折线图形将相邻控制点（导线点）连成直线而构成的折线图形n n导线测量：导线测量：导线测量：导线测量：依次测定导线边的水平距离和两相邻导线边的水平夹角，然后根依次测定导线边的水平距离和两相邻导线边的水平夹角，然后根依次测定导线边的水平距离和两相邻导线边的水平夹角，然后根依次测定导线边的水平距离和两相邻导线边的水平夹角，然后根据起算数据，推算各边的坐标方位角，最后求出导线点的平面坐标据起算数据，推算各边的坐标方位角，最后求出导线点的平面坐标据起算数据，推算各边的坐标方位角，最后求出导线点的平面坐标据起算数据，推算各边的坐标方位角，最后求出导线点的平面坐标n n适用区域：适用区域：适用区域：适用区域：隐蔽地区、带状地区、城建区、地下工程、公路、铁路和水利控隐蔽地区、带状地区、城建区、地下工程、公路、铁路和水利控隐蔽地区、带状地区、城建区、地下工程、公路、铁路和水利控隐蔽地区、带状地区、城建区、地下工程、公路、铁路和水利控制点测量制点测量制点测量制点测量downdownupup测绘教研室测绘教研室 中南林业科技大学中南林业科技大学中南林业科技大学中南林业科技大学7.2.1 导线的布设形式导线的布设形式一、闭合导线：一、闭合导线：一、闭合导线：一、闭合导线：起讫于同一已起讫于同一已起讫于同一已起讫于同一已知点的导线；适合已面状地区知点的导线；适合已面状地区知点的导线；适合已面状地区知点的导线；适合已面状地区几何条件：几何条件：几何条件：几何条件：downdownupup测绘教研室测绘教研室 中南林业科技大学中南林业科技大学中南林业科技大学中南林业科技大学测绘教研室测绘教研室 中南林业科技大学中南林业科技大学中南林业科技大学中南林业科技大学7.2.1 导线的布设形式导线的布设形式三、支导线：三、支导线：三、支导线：三、支导线：由一已知点和方向出发，延伸出去的导线；只用做支点由一已知点和方向出发，延伸出去的导线；只用做支点由一已知点和方向出发，延伸出去的导线；只用做支点由一已知点和方向出发，延伸出去的导线；只用做支点AB21支导线既不闭合也不附合，无任何几何条件，所以一般须进行往返测支导线既不闭合也不附合，无任何几何条件，所以一般须进行往返测支导线既不闭合也不附合，无任何几何条件，所以一般须进行往返测支导线既不闭合也不附合，无任何几何条件，所以一般须进行往返测导导线线网网returnreturndowndownupup测绘教研室测绘教研室 中南林业科技大学中南林业科技大学中南林业科技大学中南林业科技大学7.2.2 导线测量的外业导线测量的外业n n踏勘选点踏勘选点踏勘选点踏勘选点a.a.a.a.相邻点通视（平坦）相邻点通视（平坦）相邻点通视（平坦）相邻点通视（平坦）b.b.b.b.土质坚实稳定土质坚实稳定土质坚实稳定土质坚实稳定c.c.c.c.点上的视野开阔点上的视野开阔点上的视野开阔点上的视野开阔d.d.d.d.边长符合规范边长符合规范边长符合规范边长符合规范e.e.e.e.导线点分布均匀导线点分布均匀导线点分布均匀导线点分布均匀n n建立标志建立标志建立标志建立标志a.a.a.a.临时性标志临时性标志临时性标志临时性标志b.b.b.b.长期保存标志长期保存标志长期保存标志长期保存标志n n导线转折角测量导线转折角测量导线转折角测量导线转折角测量全站仪、经纬仪全站仪、经纬仪全站仪、经纬仪全站仪、经纬仪n n导线边长测量导线边长测量导线边长测量导线边长测量全站仪、测距仪、钢尺全站仪、测距仪、钢尺全站仪、测距仪、钢尺全站仪、测距仪、钢尺临时性标志临时性标志点之记点之记永久性标志永久性标志导线点在地形图上的符号导线点在地形图上的符号returnreturndowndownupup测绘教研室测绘教研室 中南林业科技大学中南林业科技大学中南林业科技大学中南林业科技大学测绘教研室测绘教研室 中南林业科技大学中南林业科技大学中南林业科技大学中南林业科技大学7.2.3 导线的内业计算导线的内业计算目的：目的：目的：目的：求得各个导线点的平面坐标求得各个导线点的平面坐标求得各个导线点的平面坐标求得各个导线点的平面坐标准备工作：准备工作：准备工作：准备工作：a.a.a.a.全面检查导线测量的外业记录全面检查导线测量的外业记录全面检查导线测量的外业记录全面检查导线测量的外业记录 b.b.b.b.绘制导线略图绘制导线略图绘制导线略图绘制导线略图计算步骤：计算步骤：计算步骤：计算步骤：角度闭合差的计算与调整角度闭合差的计算与调整角度闭合差的计算与调整角度闭合差的计算与调整坐标方位角的推算坐标方位角的推算坐标方位角的推算坐标方位角的推算坐标增量闭合差计算与调整坐标增量闭合差计算与调整坐标增量闭合差计算与调整坐标增量闭合差计算与调整导线点坐标的推算导线点坐标的推算导线点坐标的推算导线点坐标的推算二、计算的基本步骤二、计算的基本步骤二、计算的基本步骤二、计算的基本步骤downdownupup测绘教研室测绘教研室 中南林业科技大学中南林业科技大学中南林业科技大学中南林业科技大学测绘教研室测绘教研室 中南林业科技大学中南林业科技大学中南林业科技大学中南林业科技大学7.2.3 导线的内业计算导线的内业计算(闭合导线算例）闭合导线算例）闭合导线算例）闭合导线算例）returnreturndowndownupupYX测绘教研室测绘教研室 中南林业科技大学中南林业科技大学中南林业科技大学中南林业科技大学8 8附和导线测量计算步骤：附和导线测量计算步骤：1 1）绘）绘计算草图计算草图、计算表格：、计算表格：2 2 2 2）计算角度闭合差：计算角度闭合差：计算角度闭合差：计算角度闭合差：3 3 3 3）调整角度闭合差调整角度闭合差调整角度闭合差调整角度闭合差,并计算改正后的角度并计算改正后的角度并计算改正后的角度并计算改正后的角度4 4 4 4）按调整后的角度推算各边的方位角：）按调整后的角度推算各边的方位角：）按调整后的角度推算各边的方位角：）按调整后的角度推算各边的方位角：5 5 5 5）计算坐标增量：）计算坐标增量：）计算坐标增量：）计算坐标增量：6 6 6 6）坐标增量闭合差的计算：）坐标增量闭合差的计算：）坐标增量闭合差的计算：）坐标增量闭合差的计算：7 7 7 7）调整坐标增量闭合差：）调整坐标增量闭合差：）调整坐标增量闭合差：）调整坐标增量闭合差：8 8 8 8）计算改正后的增量：）计算改正后的增量：）计算改正后的增量：）计算改正后的增量：9 9 9 9）按改正后的增量推算各点坐标。）按改正后的增量推算各点坐标。）按改正后的增量推算各点坐标。）按改正后的增量推算各点坐标。7.2.3 导线的内业计算导线的内业计算测绘教研室测绘教研室 中南林业科技大学中南林业科技大学中南林业科技大学中南林业科技大学测绘教研室测绘教研室 中南林业科技大学中南林业科技大学中南林业科技大学中南林业科技大学7.2.4 导线测量错误检查导线测量错误检查1.1.1.1.一个转折角测错的查找方法一个转折角测错的查找方法一个转折角测错的查找方法一个转折角测错的查找方法分别从导线两端的已分别从导线两端的已知点出发，按支导线知点出发，按支导线计算出各导线点的坐计算出各导线点的坐标，得到两套坐标；标，得到两套坐标；如果某一个导线点的如果某一个导线点的两套坐标值非常接近，两套坐标值非常接近，则该点的转折角最有则该点的转折角最有可能测错可能测错downdownupup测绘教研室测绘教研室 中南林业科技大学中南林业科技大学中南林业科技大学中南林业科技大学2.2.2.2.一条边长测错的检查方法一条边长测错的检查方法一条边长测错的检查方法一条边长测错的检查方法7.2.4 导线测量错误检查导线测量错误检查分别计算出导线的纵、横分别计算出导线的纵、横坐标增量闭合差则可得全坐标增量闭合差则可得全长闭合差（长闭合差（f f）的方向为：）的方向为：凡是与全长闭合差凡是与全长闭合差f f平行的平行的边长最有可能测错边长最有可能测错returnreturndowndownupup测绘教研室测绘教研室 中南林业科技大学中南林业科技大学中南林业科技大学中南林业科技大学7-3 7-3 交会定点交会定点7.3.1 7.3.1 交会测量概述交会测量概述交会测量概述交会测量概述7.3.2 7.3.2 图形类型交会测量图形类型交会测量图形类型交会测量图形类型交会测量7.3.3 7.3.3 观测值类型交会测量观测值类型交会测量观测值类型交会测量观测值类型交会测量HomeHomeHomeHome测绘教研室测绘教研室 中南林业科技大学中南林业科技大学中南林业科技大学中南林业科技大学7.3.1 交会测量概述交会测量概述n n概念：概念：概念：概念：通过测量交会点与周边已知点所构成的三角形的水平角来计算交会点通过测量交会点与周边已知点所构成的三角形的水平角来计算交会点通过测量交会点与周边已知点所构成的三角形的水平角来计算交会点通过测量交会点与周边已知点所构成的三角形的水平角来计算交会点的平面坐标；常用来加密小地区平面控制点的平面坐标；常用来加密小地区平面控制点的平面坐标；常用来加密小地区平面控制点的平面坐标；常用来加密小地区平面控制点n n分类：分类：分类：分类：1.1.1.1.按交会图形按交会图形按交会图形按交会图形 前方交会、侧方交会、后方交会前方交会、侧方交会、后方交会前方交会、侧方交会、后方交会前方交会、侧方交会、后方交会 2.2.2.2.按观测值类型按观测值类型按观测值类型按观测值类型 测角交会、测边交会、边角交会测角交会、测边交会、边角交会测角交会、测边交会、边角交会测角交会、测边交会、边角交会returnreturndowndownupup测绘教研室测绘教研室 中南林业科技大学中南林业科技大学中南林业科技大学中南林业科技大学7.3.2 图形类型交会测量图形类型交会测量计算步骤：计算步骤：计算步骤：计算步骤：计算已知边的边长和坐标方位角计算已知边的边长和坐标方位角计算已知边的边长和坐标方位角计算已知边的边长和坐标方位角计算待定边的边长和坐标方位角计算待定边的边长和坐标方位角计算待定边的边长和坐标方位角计算待定边的边长和坐标方位角计算待定点的坐标计算待定点的坐标计算待定点的坐标计算待定点的坐标检核计算检核计算检核计算检核计算计算公式为：计算公式为：计算公式为：计算公式为：注意注意：为保证交会点的精度，在选定为保证交会点的精度，在选定P P点时点时,应使交会角应使交会角在在3030120120度之间，最好度之间，最好近于近于9090度！度！用公式计算时，点位编号应保证用公式计算时，点位编号应保证A A，B B，P P三点构成旋转的方向为逆时针方向三点构成旋转的方向为逆时针方向且与实际情况相符且与实际情况相符!downdownupup一一一一、前方交会测量前方交会测量前方交会测量前方交会测量测绘教研室测绘教研室 中南林业科技大学中南林业科技大学中南林业科技大学中南林业科技大学测绘教研室测绘教研室 中南林业科技大学中南林业科技大学中南林业科技大学中南林业科技大学7.3.2 图形类型交会测量图形类型交会测量概念：概念：概念：概念：仅在待定点仅在待定点仅在待定点仅在待定点P P P P上安置仪器，观测水平角上安置仪器，观测水平角上安置仪器，观测水平角上安置仪器，观测水平角，和检查角和检查角和检查角和检查角，进，进，进，进而确定而确定而确定而确定P P P P点的平面坐标点的平面坐标点的平面坐标点的平面坐标计算公式为计算公式为计算公式为计算公式为：注意：在选定P时，应避免其落在危险圆上！returnreturndowndownupup三三三三、后方交会测量后方交会测量后方交会测量后方交会测量测绘教研室测绘教研室 中南林业科技大学中南林业科技大学中南林业科技大学中南林业科技大学7.3.3 观测值类型交会测量观测值类型交会测量一一一一、测边交会测边交会测边交会测边交会downdownupup测绘教研室测绘教研室 中南林业科技大学中南林业科技大学中南林业科技大学中南林业科技大学7.3.3 观测值类型交会测量观测值类型交会测量二二二二、测边角后方交会测边角后方交会测边角后方交会测边角后方交会returnreturndowndownupup测绘教研室测绘教研室 中南林业科技大学中南林业科技大学中南林业科技大学中南林业科技大学测绘教研室测绘教研室 中南林业科技大学中南林业科技大学中南林业科技大学中南林业科技大学7.4.17.4.1四等水准测量技术要求四等水准测量技术要求downdownupup技术要求：技术要求：技术要求：技术要求：视距长度视距长度视距长度视距长度 80m80m视距差视距差视距差视距差 5m5m视距累积差视距累积差视距累积差视距累积差 10m10m视线最低高度视线最低高度视线最低高度视线最低高度 0.2m0.2m基、辅分划（黑、红面）读数差基、辅分划（黑、红面）读数差基、辅分划（黑、红面）读数差基、辅分划（黑、红面）读数差 3.0mm3.0mm基、辅分划（黑、红面）高差较差基、辅分划（黑、红面）高差较差基、辅分划（黑、红面）高差较差基、辅分划（黑、红面）高差较差 5.0mm5.0mm闭合差闭合差闭合差闭合差 测绘教研室测绘教研室 中南林业科技大学中南林业科技大学中南林业科技大学中南林业科技大学后红中后红中后黑上下中后黑上下中前黑上下前黑上下中中前红中前红中7.4.27.4.2四等水准测量实施方法四等水准测量实施方法BA前视尺前视尺前进方向前进方向C后视尺后视尺一、测站观测程序一、测站观测程序（后前前后、黑黑红红）后前前后、黑黑红红）后前前后、黑黑红红）后前前后、黑黑红红）后视黑面：读上、下、中丝后视黑面：读上、下、中丝后视黑面：读上、下、中丝后视黑面：读上、下、中丝 前视红面：读中丝前视红面：读中丝前视红面：读中丝前视红面：读中丝 前视黑面：读上、下、中丝前视黑面：读上、下、中丝前视黑面：读上、下、中丝前视黑面：读上、下、中丝 后视红面：读中丝后视红面：读中丝后视红面：读中丝后视红面：读中丝downdownupup测绘教研室测绘教研室 中南林业科技大学中南林业科技大学中南林业科技大学中南林业科技大学测绘教研室测绘教研室 中南林业科技大学中南林业科技大学中南林业科技大学中南林业科技大学三、填表计算例题三、填表计算例题7.4.2四等水准测量实施方法四等水准测量实施方法测绘教研室测绘教研室 中南林业科技大学中南林业科技大学中南林业科技大学中南林业科技大学7-5 7-5 三角高程测量三角高程测量7.5.1 7.5.1 测量原理测量原理测量原理测量原理7.5.2 7.5.2 观测与计算观测与计算观测与计算观测与计算HomeHomeHomeHome测绘教研室测绘教研室 中南林业科技大学中南林业科技大学中南林业科技大学中南林业科技大学7.5.1 三角高程测量原理三角高程测量原理大大地地水水准准面面大大地地水水准准面面returnreturndowndownupup测绘教研室测绘教研室 中南林业科技大学中南林业科技大学中南林业科技大学中南林业科技大学7.5.2 三角高程观测与计算三角高程观测与计算观测步骤：观测步骤：观测步骤：观测步骤：安置仪器，量取仪器高（），量取目标高（）安置仪器，量取仪器高（），量取目标高（）安置仪器，量取仪器高（），量取目标高（）安置仪器，量取仪器高（），量取目标高（）照准目标，观测竖直角和距离（斜距或水平距离）照准目标，观测竖直角和距离（斜距或水平距离）照准目标，观测竖直角和距离（斜距或水平距离）照准目标，观测竖直角和距离（斜距或水平距离）returnreturndowndownupup测绘教研室测绘教研室 中南林业科技大学中南林业科技大学中南林业科技大学中南林业科技大学7-6 7-6 全球定位系统全球定位系统7.6.1 7.6.1 GPSGPS的发展及产生的发展及产生的发展及产生的发展及产生7.6.4 GPS7.6.4 GPS定位原理定位原理定位原理定位原理HomeHomeHomeHome7.6.2 7.6.2 GPSGPS的组成的组成的组成的组成7.6.3 GPS7.6.3 GPS的特点的特点的特点的特点7.6.5 GPS7.6.5 GPS误差来源和影响误差来源和影响误差来源和影响误差来源和影响7.6.6 7.6.6 其他卫星导航系统其他卫星导航系统其他卫星导航系统其他卫星导航系统测绘教研室测绘教研室 中南林业科技大学中南林业科技大学中南林业科技大学中南林业科技大学（1 1）卫星多普勒定位技术）卫星多普勒定位技术接收到子午卫星的信号，就可籍助已知的卫星轨道信号，进行单接收到子午卫星的信号，就可籍助已知的卫星轨道信号，进行单点定位和双点联测点位。点定位和双点联测点位。缺点：缺点：卫星数少，卫星数少，间隔的时间过长，不能进行连续的观测间隔的时间过长，不能进行连续的观测 。定位精度也比较低。定位精度也比较低。（2 2）GPSGPS全球定位系统全球定位系统它是一种可以定时和测距的空间交会定点的导航系统；可向全球它是一种可以定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。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。7.6.1 GPS的发展及产生的发展及产生测绘教研室测绘教研室 中南林业科技大学中南林业科技大学中南林业科技大学中南林业科技大学 空间卫星座空间卫星座2424颗卫星发射信号颗卫星发射信号提供卫星轨道、时间提供卫星轨道、时间数据及辅助资料信息数据及辅助资料信息 用户设备用户设备接收并处理卫星信接收并处理卫星信号号记录处理数据记录处理数据提供导航定位信息提供导航定位信息 地面监控地面监控中央控制系统中央控制系统实现时间同步实现时间同步跟踪卫星定位跟踪卫星定位7.6.2 GPS的组成的组成测绘教研室测绘教研室 中南林业科技大学中南林业科技大学中南林业科技大学中南林业科技大学GPS工作卫星的图片7.6.2 GPS的组成的组成测绘教研室测绘教研室 中南林业科技大学中南林业科技大学中南林业科技大学中南林业科技大学7.6.2 GPS的组成的组成测绘教研室测绘教研室 中南林业科技大学中南林业科技大学中南林业科技大学中南林业科技大学7.6.2 GPS的组成的组成测绘教研室测绘教研室 中南林业科技大学中南林业科技大学中南林业科技大学中南林业科技大学双频RTK GPS测量系统 7.6.2 GPS的组成的组成测绘教研室测绘教研室 中南林业科技大学中南林业科技大学中南林业科技大学中南林业科技大学7.6.3 GPS的特点的特点用途广泛用途广泛自动化程度高自动化程度高观测速度快观测速度快定位精度高定位精度高经济效益高经济效益高测绘教研室测绘教研室 中南林业科技大学中南林业科技大学中南林业科技大学中南林业科技大学7.6.4 GPS定位原理定位原理GPSGPS系统定位分为：系统定位分为：系统定位分为：系统定位分为：静态定位、动态定位静态定位、动态定位静态定位、动态定位静态定位、动态定位常用的几种定位方法：常用的几种定位方法：常用的几种定位方法：常用的几种定位方法：测距码伪距法、载波相位测距码伪距法、载波相位测距码伪距法、载波相位测距码伪距法、载波相位法、多普勒测量法、射电法、多普勒测量法、射电法、多普勒测量法、射电法、多普勒测量法、射电干涉法干涉法干涉法干涉法测绘教研室测绘教研室 中南林业科技大学中南林业科技大学中南林业科技大学中南林业科技大学7.6.4 GPS定位原理定位原理测距码伪距法测距码伪距法测距码伪距法测距码伪距法测绘教研室测绘教研室 中南林业科技大学中南林业科技大学中南林业科技大学中南林业科技大学7.6.4 GPS定位原理定位原理测距码伪距法测距码伪距法测距码伪距法测距码伪距法测绘教研室测绘教研室 中南林业科技大学中南林业科技大学中南林业科技大学中南林业科技大学12347.6.4 GPS定位原理定位原理测距码伪距法测距码伪距法测距码伪距法测距码伪距法测绘教研室测绘教研室 中南林业科技大学中南林业科技大学中南林业科技大学中南林业科技大学与卫星有关的误差与卫星有关的误差卫星钟差卫星钟差 卫星星历误差卫星星历误差地球自转的影响地球自转的影响 相对论效应的影响相对论效应的影响信号误差信号误差电离层和对流层折射的影响电离层和对流层折射的影响多路效径应的影响多路效径应的影响观测误差和接收设备的误差观测误差和接收设备的误差 观测误差观测误差 接收机钟差接收机钟差天线相位中心的位置偏差天线相位中心的位置偏差 7.6.5 GPS误差来源和影响误差来源和影响测绘教研室测绘教研室 中南林业科技大学中南林业科技大学中南林业科技大学中南林业科技大学7.6.5 GPS误差来源和影响误差来源和影响测绘教研室测绘教研室 中南林业科技大学中南林业科技大学中南林业科技大学中南林业科技大学 1）俄罗斯俄罗斯GLONASS2）欧盟）欧盟 GALILEO 3）中国的北斗系统）中国的北斗系统7.6.6 其他卫星导航系统其他卫星导航系统测绘教研室测绘教研室 中南林业科技大学中南林业科技大学中南林业科技大学中南林业科技大学n nGLONASS GLONASS Global Navigation Satellite SystemGlobal Navigation Satellite System（全球导航卫星系统）（全球导航卫星系统）n n开发者开发者n n俄罗斯（前苏联）俄罗斯（前苏联）n n系统构成系统构成n n卫星星座卫星星座n n地面控制部分地面控制部分n n用户设备用户设备（1 1）俄罗斯）俄罗斯GLONASSGLONASS7.6.6 其他卫星导航系统其他卫星导航系统测绘教研室测绘教研室 中南林业科技大学中南林业科技大学中南林业科技大学中南林业科技大学GLONASS constellation卫星7.6.6 其他卫星导航系统其他卫星导航系统（1 1）俄罗斯）俄罗斯GLONASSGLONASS测绘教研室测绘教研室 中南林业科技大学中南林业科技大学中南林业科技大学中南林业科技大学 GLONASS GLONASS与与GPSGPS的比较的比较参参参参 数数数数GLONASSGLONASSNAVSTAR GPSNAVSTAR GPS系统中的卫星数系统中的卫星数系统中的卫星数系统中的卫星数21213 321213 3轨道平面数轨道平面数轨道平面数轨道平面数3 36 6轨道倾角轨道倾角轨道倾角轨道倾角64.8 64.8 5555 轨道高度轨道高度轨道高度轨道高度19100km19100km20180km20180km轨道周期（恒星时）轨道周期（恒星时）轨道周期（恒星时）轨道周期（恒星时）1111h h1515minmin1212h h卫星信号的区分卫星信号的区分卫星信号的区分卫星信号的区分FDMAFDMACDMACDMAL1L1频率频率频率频率16021615MHz16021615MHz频道间隔频道间隔频道间隔频道间隔0.5625MHz0.5625MHz1575MHz1575MHzL2L2频率频率频率频率12461256MHz12461256MHz频道间隔频道间隔频道间隔频道间隔0.4375MHz0.4375MHz1228MHz1228MHz7.6.6 其他卫星导航系统其他卫星导航系统（1 1）俄罗斯）俄罗斯GLONASSGLONASS测绘教研室测绘教研室 中南林业科技大学中南林业科技大学中南林业科技大学中南林业科技大学卫星运行状况卫星运行状况n n从从19821982年年1010月月1212日发射第一颗日发射第一颗GLONASSGLONASS卫星起，卫星起，至至19951995年年1212月月1414日共发射了日共发射了7373颗卫星。颗卫星。n n由于卫星寿命过短，加之俄罗斯前一段时间经由于卫星寿命过短，加之俄罗斯前一段时间经济状况欠佳，无法及时补充新卫星，故该系统济状况欠佳，无法及时补充新卫星，故该系统不能维持正常工作。不能维持正常工作。n n到目前为止（到目前为止（20062006年年3 3月月2020日）日）,GLONASS,GLONASS系统共系统共有有1717颗卫星在轨。其中有颗卫星在轨。其中有1111颗卫星处于工作状颗卫星处于工作状态，态，2 2颗备用，颗备用，4 4颗已过期而停止使用。俄罗斯颗已过期而停止使用。俄罗斯原计划到原计划到20092009年使年使GLONASSGLONASS系统的工作卫星数量系统的工作卫星数量至少达到至少达到2424颗，开始发挥导航定位功能。颗，开始发挥导航定位功能。7.6.6 其他卫星导航系统其他卫星导航系统（1 1）俄罗斯）俄罗斯GLONASSGLONASS测绘教研室测绘教研室 中南林业科技大学中南林业科技大学中南林业科技大学中南林业科技大学（2 2）欧洲的）欧洲的GALILEOGALILEO系统系统n n1990199019901990年提出年提出年提出年提出n n美国在美国在美国在美国在2015201520152015年关闭年关闭年关闭年关闭48484848小时小时小时小时GPSGPSGPSGPS信号可给欧洲造成信号可给欧洲造成信号可给欧洲造成信号可给欧洲造成10101010亿欧元亿欧元亿欧元亿欧元的损失，（国际太空的损失，（国际太空的损失，（国际太空的损失，（国际太空2002200220022002年年年年6 6 6 6月）月）月）月）n n1994199419941994年正式成立一个欧洲年正式成立一个欧洲年正式成立一个欧洲年正式成立一个欧洲GNSSGNSSGNSSGNSS（Global Navigation Global Navigation Global Navigation Global Navigation Satellite System)Satellite System)Satellite System)Satellite System)发展委员会发展委员会发展委员会发展委员会n n1999199919991999年年年年12121212月月月月GALILEOGALILEOGALILEOGALILEO项目正式启动项目正式启动项目正式启动项目正式启动n n计划计划计划计划2008200820082008年投入使用。年投入使用。年投入使用。年投入使用。n n2001200120012001年年年年10101010月中国与欧洲建立了联合工作组月中国与欧洲建立了联合工作组月中国与欧洲建立了联合工作组月中国与欧洲建立了联合工作组7.6.6 其他卫星导航系统其他卫星导航系统测绘教研室测绘教研室 中南林业科技大学中南林业科技大学中南林业科技大学中南林业科技大学研究与布设进展研究与布设进展研究与布设进展研究与布设进展n n2005200520052005年年年年12121212月月月月28282828日第一颗日第一颗日第一颗日第一颗GalileoGalileoGalileoGalileo试验卫星（试验卫星（试验卫星（试验卫星（Galileo In-Galileo In-Galileo In-Galileo In-Orbit Validation Elements-GlOVE-AOrbit Validation Elements-GlOVE-AOrbit Validation Elements-GlOVE-AOrbit Validation Elements-GlOVE-A）成功进入高度为）成功进入高度为）成功进入高度为）成功进入高度为2.32.32.32.3万万万万KmKmKmKm的预定轨道。的预定轨道。的预定轨道。的预定轨道。2006200620062006年年年年1 1 1 1月月月月12121212日，日，日，日，GlOVE-AGlOVE-AGlOVE-AGlOVE-A已开始向地已开始向地已开始向地已开始向地面发送信号。面发送信号。面发送信号。面发送信号。n n这标志着总投资为这标志着总投资为这标志着总投资为这标志着总投资为34343434亿欧元（约合亿欧元（约合亿欧元（约合亿欧元（约合41414141亿美元）的计划已进入亿美元）的计划已进入亿美元）的计划已进入亿美元）的计划已进入实施阶段。到实施阶段。到实施阶段。到实施阶段。到2013201320132013年欧洲将发射年欧洲将发射年欧洲将发射年欧洲将发射30303030颗服役期约为颗服役期约为颗服役期约为颗服役期约为20202020年的正式年的正式年的正式年的正式卫星，完成伽利略卫星星座的部署工作。卫星，完成伽利略卫星星座的部署工作。卫星，完成伽利略卫星星座的部署工作。卫星，完成伽利略卫星星座的部署工作。n n伽利略系统建成后，美欧两大相互兼容的导航定位系统将大伽利略系统建成后，美欧两大相互兼容的导航定位系统将大伽利略系统建成后，美欧两大相互兼容的导航定位系统将大伽利略系统建成后，美欧两大相互兼容的导航定位系统将大大有助于提供导航定位的精度和可靠性。大有助于提供导航定位的精度和可靠性。大有助于提供导航定位的精度和可靠性。大有助于提供导航定位的精度和可靠性。7.6.6 其他卫星导航系统其他卫星导航系统（2 2）欧洲的）欧洲的GALILEOGALILEO系统系统测绘教研室测绘教研室 中南林业科技大学中南林业科技大学中南林业科技大学中南林业科技大学伽利略卫星伽利略系统星座7.6.6 其他卫星导航系统其他卫星导航系统（2 2）欧洲的）欧洲的GALILEOGALILEO系统系统测绘教研室测绘教研室 中南林业科技大学中南林业科技大学中南林业科技大学中南林业科技大学GALILEOGALILEOGALILEOGALILEO系统的特点系统的特点系统的特点系统的特点l原理与美国的原理与美国的GPSGPS相同相同l3030颗卫星组成，分布在颗卫星组成，分布在3 3个轨道面上，每个轨道面上个轨道面上，每个轨道面上9 9颗工作卫星颗工作卫星1 1颗备用卫星。颗备用卫星。l轨道高度轨道高度23616Km23616Km，倾角，倾角5656，轨道相隔，轨道相隔120,120,l周期：周期：1414小时小时4 4分分l3 3频频L1L1，L2L2，L3L3l低价格的接收机，但更高的精度、更好的可靠性低价格的接收机，但更高的精度、更好的可靠性l用户分三级，最低级用户（免费用户）单点定位精度用户分三级，最低级用户（免费用户）单点定位精度不低于不低于6 6米米7.6.6 其他卫星导航系统其他卫星导航系统（2 2）欧洲的）欧洲的GALILEOGALILEO系统系统测绘教研室测绘教研室 中南林业科技大学中南林业科技大学中南林业科技大学中南林业科技大学（3 3）中国的北斗星系统）中国的北斗星系统n n名称：名称：名称：名称：n n“北斗一号北斗一号北斗一号北斗一号”双星导航系统双星导航系统双星导航系统双星导航系统n n构成：构成：构成：构成：n n由两颗同步卫星组成，运行半径由两颗同步卫星组成，运行半径由两颗同步卫星组成，运行半径由两颗同步卫星组成，运行半径36000360003600036000公里，在东公里，在东公里，在东公里，在东经经经经70707070和和和和140140140140度的赤道上空度的赤道上空度的赤道上空度的赤道上空n n原理：原理：原理：原理：n n主动式、二维定位系统，有主动式、二维定位系统，有主动式、二维定位系统，有主动式、二维定位系统，有L L L L，S S S S两个波段频率的信两个波段频率的信两个波段频率的信两个波段频率的信号，地面中心站计算用户坐标，再通过卫星转发给号，地面中心站计算用户坐标，再通过卫星转发给号，地面中心站计算用户坐标，再通过卫星转发给号，地面中心站计算用户坐标，再通过卫星转发给用户用户用户用