参考椭球的北极，X轴
指向起始子午面与赤道 的交点，Y轴位于赤道
面上，且按右手系与X
轴呈90°夹角。某点在 空间中的坐标可用该点
• 作用距离：300km • 定位精度：1-5m • 工作频率：283.5• •
325.0kHz 覆盖范围：我国大陆 沿岸海域 播发数据：RTCM SC104 使用方式：免费使用
•
广域差分GPS技术实例：导航信标台
• • • • • • • •
作用距离：全球 参 考 站：80 通讯方式：海事卫星(4) 播发信息：RTCM SC104 Ver 2.1 用 户：单频GPS 定位精度：1-5m 信号使用：有偿使用 应用范围：海洋工程测量 、农业精耕细作等
定位卫星
2、DGPS技术
实时差分 原理：
实时差分GPS技术
产生的定位误差基本一样
改正值
修正
在测区附近已知位置点设建
需测坐标点设立GPS接收 机和无线电接收机
精 度 更 高 的 位 置 信 息
立无线电台和GPS接收机
• 单基站技术—如沿海信标岸台或自设基站。
提供米级定位精度，费用低廉。主要用于近海海 洋工程，海底管道路由调查和光缆调查，海洋资 源调查，海洋划界等，
海底探测技术
曹立华
第一章
绪论
第二章
第三章
第四章 第五章 第六章
定位导航技术
声波探测的基本原理
声学海底探测设备的组成及分类 单波束测深设备的组成及工作程序 侧扫声呐工作原理及探测资料分析
第七章 多波束测深系统的工作原理及数据处理分析 第八章 浅地层探测系统的工作原理及资料分析 第九章 综合探测的实施原则及水下声学定位系统 第十章 探测实例分析
• RTK技术—厘米级定位精度，设备费用高。主
要用于控制测量、精密海洋工程测量、滩涂测量 、RTK验潮、管线维护、海岸侵蚀研究等。
• WADGPS—广域差分GPS技术（Fugro、C&C、
Thales）。亚米级精度，信号需付费使用，主要 用于大洋调查（多波束、水下定位）等。
单基站技术实例：导航信标台
G：
在接收机的跟踪状态下，经过数据解调 影响GPS定位精度的主要原因 后，读取本地参考时钟 t1和卫星时钟的 GPS卫星向用户发送用于导航定位的调制波，它 1、大气层（电离层和对流层对GPS信号的延迟） d=tc。 含有：载波（ L1和L2）、测距码（ C/A码和P码）和 读数 t2 的差，即为卫星信号从卫星到用 2、多径效应（经过其他表面反射到接收机天线中的GPS信号） 数据码（导航电文）。用户接收机接受 4个以上卫星 户的传播时间 t。 3、当前可见 GPS卫星数量
（1）全能性：能在空中、海洋、陆地等全球 范围内进行导航、授时和定位及测速。
（2）全球性：在全球的任何地点都可进行定位。 （3）全天候：白天黑夜都可以定位。
组成
GPS卫星 （空间部分）
24颗卫星
GPS定位系统
地面监控系统 （地面监控部分）
1个主控站 3个注入站 5个监测站
GPS接收机
（用户部分）
各型GPS
空基
全球卫星导航定位技术
二、全球卫星导航定位系统（GNSS）
• 美国GPS
• 前苏联GLONASS
上世纪80－90年代建成
• 欧洲ENSS（伽利略计划）
• 中国北斗2代导航系统
尚在设计建设阶段
1、GPS系统
全称是“卫星授时与测距导航系统”（Navigation by
Satellite Timing and Ranging Global Positioning System, NAVSTAR GPS），简称全球定位系统（GPS）。 GPS系统具有比它之前的其它导航系统优越的特点：
导航：
指明前进方向并到达目的地
一、导航定位技术的沿革
罗盘
只能指示方向 确定位置（定位）
多个位置点的有序连线指明运动方向——导航 最原始的导航定位系统
六分仪
＋
图板
1、角度定位导航方法
a
我的位置
2、距离定位导航技术
平面定位需3个参考点，立体空间需4个参考点
距每颗卫星的距离——伪距 陆基无线电导航系统，如罗兰C （Loran C） 罗兰C的地面发射系统是由至少3个发射台组成的台链，彼此精确同 步。用户接收来自2个台的信号时，只要测出它们到达的时间差，便知 道自己处于一条以这两个台为焦点的双曲线上；同时又测出另外两个台 信号的时间差，便又得知处于另一条双曲线上；用户必然处于这两条双 曲线的交点上，从而可确定出用户的位置，通过软件可实现导航作用。
所发信号就可确定接收机天线所在的位置。 4、当前可见 GPS卫星的几何分布
5、GPS卫星钟差
6、GPS卫星轨道差
定位精度：
DGPS技术
伪距d=tc
不能满足测量要求！！
7、人为干扰，例如SA政策、微波发射装置等 C/A码伪距，精度约为20米左右（民用） 8、遮蔽物下（建筑物里，车辆里，隔热纸，金属成份遮蔽） P码伪距，精度约为2米左右（军用） 9、液体（如：手）
海底管线
CEP
第二节、坐标与投影
一、坐标系的种类及建立方式
二、投影的方式及表达
三、常用的投影方式介绍
一、坐标系的种类及建立方式
1、坐标系的种类 空间坐标系：空间直角坐标系 空间大地坐标系 平面坐标系：平面直角坐标系
地 理 坐 标 系
2、各坐标系的建立方法
（1）空间直角坐标系
空间直角坐标系 的坐标系原点位于参考 椭球的中心，Z轴指向
接收机
24颗卫星
发射时间：1989~1994 发射地点：佛罗里达州肯尼迪空 间中心的卡纳维尔角基地 发射工具：采用Delta火箭 卫星数量：共有21+3颗卫星 星 座：卫星分布在六个轨道 平面内 长 半 轴：26609km 偏 心 率：0.01 卫星轨道面相对地球赤道面的倾 角：55° 各卫星轨道面升交点赤经相差： 60° 在相邻轨道上卫星的升交距角相 差：30° 卫星高度：20200km 卫星运行周期：11小时58分钟
海底探测技术 位置概念
物质概念
怎么来的 · · · · · ·
在哪儿？ 是什么？
如何形成的？
探测技术
海底探测技术
导航 定位技术 运动中的、有目的地的探测，又要求导航技术
第二章
定位导航技术
第一节
导航定位技术
一、导航定位技术的历史沿革
二、全球卫星定位导航系统
一、导航定位技术的历史沿革
定位：
确定所在的地理位置