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3分鐘解開衛(wèi)星導(dǎo)航定位技術(shù)神秘面紗
全球?qū)Ш?a data-mid="175" href="http://www.trouble5.net/a/wxdwxt.html">衛(wèi)星定位系統(tǒng)（Global Navigation Satellite System,GNSS）以其全天候、高精度、高效益、自動(dòng)化等特點(diǎn)，在大地測量、精密工程測量、地殼運(yùn)動(dòng)監(jiān)測、資源勘探、城市控制網(wǎng)的改善、運(yùn)動(dòng)目標(biāo)的測速和精密時(shí)間傳遞等方面已得到廣泛應(yīng)用，歐源通帶領(lǐng)大家先來了解全球?qū)Ш叫l(wèi)星系統(tǒng)的發(fā)展過程，掌握美國GPS衛(wèi)星導(dǎo)航定位系統(tǒng)的產(chǎn)生、發(fā)展、系統(tǒng)組成、特點(diǎn)和美國政府的GPS政策。
衛(wèi)星導(dǎo)航定位技術(shù)是什么？
導(dǎo)航是指對運(yùn)動(dòng)目標(biāo)（通常是指運(yùn)載工具，如飛船、飛機(jī)、船舶、汽車、運(yùn)載武器等）的實(shí)時(shí)、動(dòng)態(tài)定位，即三維位置、速度和包括航向偏轉(zhuǎn)、縱向搖擺、橫向搖擺三個(gè)角度的姿態(tài)的確定。定位就是測量和表達(dá)信息、事件或目標(biāo)發(fā)生在什么時(shí)間、什么相關(guān)的空間位置的理論方法與技術(shù)。早期的導(dǎo)航定位技術(shù)主要依靠天文導(dǎo)航定位，目前常用的導(dǎo)航定位技術(shù)有常規(guī)大地測量定位技術(shù)、慣性導(dǎo)航定位技術(shù)、無線電導(dǎo)航定位技術(shù)和衛(wèi)星導(dǎo)航定位技術(shù)。衛(wèi)星導(dǎo)航定位技術(shù)是把衛(wèi)星作為動(dòng)態(tài)已知點(diǎn)，通過接收導(dǎo)航衛(wèi)星發(fā)送的導(dǎo)航定位信號(hào)，為運(yùn)動(dòng)載體提供實(shí)時(shí)、高精度的位置、速度和時(shí)間信息的技術(shù)。
GPS的特點(diǎn)隨著GPS定位技術(shù)和數(shù)據(jù)處理技術(shù)的極速發(fā)展，GPS天線得到廣泛應(yīng)用，理論和實(shí)踐表明，GPS具有以下顯著特點(diǎn)：
1.選點(diǎn)靈活，無需通視經(jīng)典測量技術(shù)既要保持良好的通視條件，又要保障測量控制網(wǎng)的良好圖形結(jié)構(gòu)。而GPS測量只要求測站上空為凈空，衛(wèi)星信號(hào)不受干擾即可。這一優(yōu)點(diǎn)即可大大減少測量工作的經(jīng)費(fèi)和時(shí)間（一般建標(biāo)費(fèi)用占總經(jīng)費(fèi)的30%~50%）。不過也應(yīng)指出，GPS測量雖然不要求觀測站之間相互通視，但為了方便用常規(guī)方法聯(lián)測的需要，在布設(shè)GPS點(diǎn)時(shí)，應(yīng)該保證至少一個(gè)方向通視。
2.定位精度高，速度快大量實(shí)驗(yàn)和實(shí)踐表明，在小于50km的基線上，GPS相對定位精度可達(dá)（1~2）×106；在100~500km的基線上，可達(dá)10%~107；在大于1000km的基線上。隨著GPS硬件和軟件的不斷發(fā)展，觀測時(shí)間進(jìn)一步縮短，作業(yè)速度快速提高。20km以內(nèi)的靜態(tài)相對定位僅需15~20min；15km以內(nèi)的快速靜態(tài)相對定位，流動(dòng)站觀測時(shí)間僅需1~2min；而動(dòng)態(tài)相對定位中，流動(dòng)站出發(fā)時(shí)觀測1~2min即可隨時(shí)定位，每站觀測時(shí)間只需幾秒鐘。
3.操作簡便，效益增加GPS接收機(jī)重量輕、體積小、攜帶方便且自動(dòng)化程度高，外業(yè)觀測只需安置儀器，量取儀器高、監(jiān)視儀器的工作狀態(tài)和采集環(huán)境的氣象數(shù)據(jù)，而其他觀測工作，如衛(wèi)星的捕獲、跟蹤觀測和記錄等，均由儀器自動(dòng)完成，極大地減輕了外業(yè)觀測工作的勞動(dòng)強(qiáng)度。
4.提供全球統(tǒng)一的三維地心坐標(biāo)經(jīng)典大地測量分別采用不同方法得到測站的平面位置和高程，而GPS在精確測定測站平面位置的同時(shí)，還可精確測定測站的大地高，提供測站點(diǎn)全球統(tǒng)一的WGS-84坐標(biāo)，使全球不同測站的測量成果具有關(guān)聯(lián)性.GPS測量的這一特點(diǎn)，不僅為研究大地水準(zhǔn)面的形狀和確定地面點(diǎn)的高程開辟了新途徑，同時(shí)也為其在航空物探、航空攝影測量及精密導(dǎo)航中的應(yīng)用提供了重要的高程數(shù)據(jù)。
5.全天候作業(yè)，變被動(dòng)為主動(dòng)GPS衛(wèi)星的全球覆蓋使GPS測量工作可以不受時(shí)間、地點(diǎn)的限制，實(shí)現(xiàn)全天候連續(xù)作業(yè)。
GPS定位技術(shù)的發(fā)展，對于經(jīng)典的測量技術(shù)是一次革命性突破，它使經(jīng)典的測量理論與方法產(chǎn)生了深刻的變革；另一方面，也進(jìn)一步加強(qiáng)了測量學(xué)與其他學(xué)科之間的相互滲透，從而促進(jìn)了測繪科學(xué)技術(shù)的現(xiàn)代化發(fā)展。