一、gps的定义及历史
1、定义
定位系统 gps （ global position 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
（1）1957 年 10 月颗人造地球卫星上天，天基电子导航应运而生。 `
（2）美国 1964 年建成子午卫星导航定位系统 (transit) 。
（3）美国从 1973 年开始筹建定位系统， 1994 年全部建成，投入使用。
gps 的研制最初主要用于军事目的。如为陆海空三军提供实时、全天候和性的导航服务，并用于情报收集、核爆监测、应急通讯和爆破定位等方面。随着 gps 系统步入试验和实用阶段，其定位技术的高度自动化及所达到的高精度和巨大的潜力，引起了各国政府的普遍关注，同时引起了广大测量工作者的极大兴趣。特别是近几年来， gps 定位技术在应用基础的研究、新应用领域的开拓、软硬件的开发等方面都取得了迅速发展。
二、gps 系统的组成
1、空间卫星部分。由 21 颗工作卫星和 3 颗备用卫星。
2、地面控制部分。其由 1 个主控站， 5 个监控站和 3 个注入站组成。
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（ l1 ）和双频型（ l1 ， l2 ）。
gps 系统组成
gps 空间卫星部分
gps 地面控制部分
导航型 gps 接收机 大地型 gps 接收机
三、gps 定位方法分类
gps 的定位方法，若按用户接收机天线在测量中所处的状态来分，可分为静态定位和动态定位；若按定位的结果来分，可分为定位和相对定位。
静态定位，即在定位过程中，接收机天线（观测站）的位置相对于周围地面点而言，处于静止状态；而动态定位则正好相反，即在定位过程中，接收机天线处于运动状态，定位结果是连续变化的。
定位亦称单点定位，是利用 gps 独立确定用户接收机天线（观测站）在 wgs-84 坐标系中的位置。相对定位则是在 wgs-84 坐标系中确定收机天线（观测站）与某一地面参考点之间的相对位置，或两观测站之间相对位置的方法。
各种定位方法还可有不同的组合，如静态定位、静态相对定位、动态定位、动态相对定位等。目前工程、测绘领域，应用泛的是静态相对定位和动态相对定位。
按相对定位的数据解算，是否具有实时性，又可将其分为后处理定位和实时动态定位（ rtk ），其中，后处理定位又可分为静态（相对）定位和动态（相对）定位。
四、gps 定位原理
1、定位原理
利用 gps 进行定位的基本原理为：以 gps 卫星与用户接收机天线之间的几何距离观测量ρ为基础，并根据卫星的瞬时坐标（ xs ,ys ,zs ），以确定用户接收机天线所对应的点位，即观测站的位置。
设接收机天线的相位中心坐标为（ x,y,z ），则有：
卫星的瞬时坐标（ xs ,ys ,zs ）可根据导航电文获得，所以式中只有 x 、 y 、 z 三个未知量，只要同时接收 3 颗 gps 卫星，就能解出测站点坐标（ x,y,z ）。可以看出， gps 单点定位的实质就是空间距离的后方交会。
gps 定位图
2、相对定位原理
gps 相对定位，亦称差分 gps 定位，是目前 gps 定位中精度的一种定位方法。其基本定位原理为：如图 7-22 所示，用两台 gps 用户接收机分别安置在基线的两端，并同步观测相同的 gps 卫星，以确定基线端点（测站点）在 wgs-84 坐标系中的相对位置或称基线向量。
gps 相对定位图
五、gps 的后处理定位方法
目前在工程中，广泛应用的是相对定位模式。其后处理定位方法有：静态定位和动态定位。
1、静态相对定位
（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（ 2-5mm +1ppm ）
2、动态相对定位
（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 ）
静态相对定位模式和动态相对定位模式
六、gps 实时动态定位（ rtk ）方法
1、rtk 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。
rtk 定位图
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 ）
信息标题：gps测量方法
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