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2、卫星定位系统 最早的卫星定位系统是美国的子午仪系统
（Transit），1958年研制，64年正式投入使用。 由于该系统卫星数目较小（5-6颗），运行高度较 低（平均1000KM），从地面站观测到卫星的时间 隔较长（平均1.5h），因而它无法提供连续的实时 三维导航，而且精度较低。
为满足军事部门和民用部门对连续实时和三维 导航的迫切要求。1973年美国国防部制定了GPS 计划。
并开始逐步深入人们的日常生活。
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GPS系统的特点: 1、全球，全天候工作：
能为用户提供连续，实时的三维位置，三维速 度和精密时间。不受天气的影响。 2、定位精度高：
单机定位精度优于10米，采用差分定位，精度 可达厘米级和毫米级。 3、功能多，应用广：
随着人们对GPS认识的加深，GPS不仅在测量， 导航，测速，测时等方面得到更广泛的应用，而且 其应用领域不断扩大。
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3、GPS发展历程 GPS实施计划共分三个阶段： 第一阶段为方案论证和初步设计阶段。从1973年到
1979年，共发射了4颗试验卫星。研制了地面接收机及 建立地面跟踪网。
第二阶段为全面研制和试验阶段。从1979年到 1984年，又陆续发射了7颗试验卫星，研制了各种用途 接收机。实验表明，GPS定位精度远远超过设计标准。
(5)“坐标基准”建立后设置“坐标格式”帮助用户选择或建立自已的坐 标投影模型。见图18、19。
图18
图19
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(6)光标选择“用户设置”按ENTER鍵进入输入数值。输入后可显示北 京54椭球基准的平面坐标。 (7)标准高斯投影：LG：输入3/6度带中央子午线经度；ECH： 尺度比为 1；EAST：Y加500公里；用户也可自定义投影参数，确认后退出，接收 机将显示当地平面坐标。见图20。
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空间部分
24颗星（3颗备 用）；6个轨道平 面； 离地高度 20000KM； 11小时58分/周； 2周/天；
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用户系统
组成：接收机、天线、计算设备和相关软件。
核收部分为接收机，主要用于GPS卫星发射的信 号，并根据信号到达接收机的时间，确定接收机与卫 星间的距离。
主机箱
记
录
电台
簿
主机
天
线
天
电
线
源
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2、GPS定位原理 GPS定位的基本原理是根据高速运动的卫星瞬
间位置作为已知的起算数据，采用空间距离后方交 会的方法，确定待测点的位置。如图所示，假设t 时刻在地面待测点上安置GPS接收机，可以测定 GPS信号到达接收机的时间△t，再加上接收机所接 收到的卫星星历等其它数据可以确定以下四个方程 式：
SPS服务水平定位精度降低到100m，在密码保护 下PPS服务精度提高到1m.
2000年5月取消了SA政策。
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GPS发展
在卫星定位系统出现之前，远程导航与定位主要用无 线导航系统。
1、无线电导航系统 ● 罗兰--C：工作在100KHZ，由三个地面导航台组成， 导航工作区域2000KM，一般精度200-300M。 ● Omega（奥米茄）：工作在几千赫。由八个地 面导航台组成，可覆盖全球。精度几英里。 ● 多卜勒系统：利用多卜勒频移原理，通过测量其 频移得到运动物参数（地速和偏流角），推算出飞行器 位置，属自备式航位推算系统。误差随航程增加而累加。 缺点：覆盖的工作区域小；电波传播受大气影响；定位 精度不高。
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（三）DGPS原理
目前GPS系统提供的定位精度是优于10米，而为得 到更高的定位精度，我们通常采用差分GPS技术：将一 台GPS接收机安置在基准站上进行观测。根据基准站已 知精密坐标，计算出基准站到卫星的距离改正数，并由 基准站实时将这一数据发送出去。用户接收机在进行 GPS观测的同时，也接收到基准站发出的改正数，并对 其定位结果进行改正，从而提高定位精度。
串口状态
数据输入
MMEA 数据输出：
MMEA1832.0 串口状态： 关
DGPS MMEA
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2.设置数据输出格式 (1)按Page键直到显示“设置模式2”（或“设置模式3”）； (2)移动光标至“串口设置”，按ENTER键； (3)选择“数据输出：”按ENTER键； (4)用ENTER键及光标键选择需要的格式和数据项； (5)选择完成后将光标移至“选定？”，按ENTER键确认；
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GPS卫星1 GPS卫星4
地球
GPS卫星2
GPS卫星3
GPS接收机
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四个方程式中各个参数意义如下： x、y、z 为待测点坐标的空间直角坐标。 xi 、yi 、zi (i=1、2、3、4) 分别为卫星1、卫星2、卫 星3、卫星4在t时刻的空间直角坐标，可由卫星导航电文求 得。 Vt i (i=1、2、3、4) 分别为卫星1、卫星2、卫星3、卫 星4的卫星钟的钟差，由卫星星历提供。 Vto为接收机的钟差。 由以上四个方程即可解算出待测点的坐标x、y、z 和接 收机的钟差Vto 。
图20
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SP24手持机数据与外设通讯设置
1. 设置数据输入格式
如果要将SP24手持机与差分GPS（DGPS）信号接收机或 PC机连接传输数据，就必须选择适当的数据通讯格式。
在功能子菜单栏“串口设置？”中，如果连接DGPS接收 机，则需要在“数据输入”处选择“DGPS”，如果连接PC机 则选择“NMEA”。如下图：
GPS原理及应用
一、GPS概述
全球定位系统（Global Positioning System - GPS）
是美国从本世纪70年代开始研制，历时20年，耗资200亿
美元，于1994年全面建成，具有在海、陆、空进行全方位
实时三维导航与定位能力的新一代卫星导航与定位系统。
经近10年我国测绘等部门的使用表明，GPS以全天候、高
图12
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(5)在“激活航点”画面选择“新点”，即创建新点后再激活。此操作可 按提示依次输入点名、图标、经度和纬度，确认后此点即被激活。见图13
(6)导航画面中的“显示”菜单可在确定目标点后选择不同的导航方式。 见图14
图13
图14
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显示当地坐标(分7步)
(1)接收机缺省显示的坐标为WGS84坐标系中的经纬度坐标，为显示当地 的平面坐标需改变“系统设置”项。
图5
图6
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(3)卫星状态图：在卫星信号画面选择“卫星”按enter看卫星分布状况， 按Page鍵返回定位画面，按enter鍵则切换回“卫星信号”画面。见图7
（4）存储当前位置：任意画面中按MARK鍵，显示当前位置，并自动赋 名和图标、点名和图标可以用光标鍵修改，之后选择“确定”按ENTER 鍵完成记录。见图8
差分GPS分为两大类：伪距差分和载波相位差分。
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1． 伪距差分原理 这是应用最广的一种差分。在基准站上，观测所有卫星，
根据基准站已知坐标和各卫星的坐标，求出每颗卫星每一时刻 到基准站的真实距离。再与测得的伪距比较，得出伪距改正数， 将其传输至用户接收机，提高定位精度。这种差分，能得到米 级定位精度，如沿海广泛使用的“信标差分”
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GPS提供的两种服务：
（1）SPS（Standard Positioning Service), 用于民用 事业；
（2）PPS（Precise Positioning Service),用于军事。 美国政府对GPS精度的限制（1991-1994）： (1)SA（Selective Availability)技术----有选择可用性； (2)AS(Anti-spoofing)技术----反电子欺骗技术；
精度、自动化、高效益等显著特点，赢得广大测绘工作者
的信赖，并成功地应用于大地测量、工程测量、航空摄影
测量、运载工具导航和管制、地壳运动监测、工程变形监
测、资源勘察、地球动力学等多种学科，从而给测绘领域
带来一场深刻的技术革命。
随着全球定位系统的不断改进，硬、软件的不断完善，
应用领域正在不断地开拓，目前已遍及国民经济各种部门，
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中国3颗导航卫星正在对导弹弹头进行跟踪
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（四）手持GPS操作（以SP24手持机为例）
1、操作面版认识
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按Page鍵切换的四个主画面：
图1
图2
图3
图4
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2、操作的主要内容
定位及坐标存储 这项功能由以下四步完成：
（1）定位：接收机开机定位后自动进入定位画面，显示定位结果。见图5。 （2）显示卫星信息：在定位画面上选择“卫星”按enter键进入卫星信号画面， 显示被跟踪卫星编号和信号强度，按Page鍵返回定位画面。见图6
3. 开启或关闭串行口 当SP24手持机没有连接到外部电源时，关闭串行口可以延长电池的使用
时间。当串行口被打开时，状态中会间曷歇地显示通讯标志(一个振动的电 话机)。
开启或关闭串行口： (1) 在“设置模式2”(或“设置模式3”)屏幕上移动光标至“串口设置”，按 ENTER键。 (2)移动光标至“串口状态：”，按ENTER键 (3) 选择“开”或“关”，按ENTER键确认。 说明：当与外部电源连接时，串行口会自动开启。
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串行口通讯默认参数 (1) 波特率：4800 (2) 数据位：8 (3) 停止位：1 (4) 校验：N
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手机GPS野外定位
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图9
图10
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航路点导航（分6步）
(1)按Page鍵查找到“设置”菜单（见图4），按enter鍵进入。 (2)用光标鍵选择“模式2”即航路点导航模式，按enter鍵确认。见图11
图11
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(3)继续用Page鍵翻至导航画面(图3)选择“激活”输入或调出目标点坐标。 见图12 (4)选择“列表”可调出数据库中忆有的坐标 ，然后选择相应的目标点，确 认后即激活此点。见图12