Page 117 - 测绘工程技术理论探究

第六章 精密工程测量技术及应用

率分别为 1575.42MHz 和 1227.60MHz，相应的波长为 19cm 和 24cm。在卫星信
号载波上调制有标准码 C/A 码，即 S 码（Standard Code）、精码 P 码
（Precise Code）、卫星位置（广播星历）等信息。C/A 码主要是民用，距
离测量的精度约为 20m。采用 C/A 码的导航定位称为标准定位服务 SPS（Standard

Positioning Service）。P 码由军队和特许的民间用户使用，其距离测量精度
约为 2m。采用 P 码的导航定位称为精密定位服务 PPS（Standard Positioning
Service）。在测量应用中，可以使用这两种观测，但更精确的方式是观测载波信

号的相位，大地测量和地球动力学研究必须使用相位观测值。
整个 GPS 系统由空间部分、地面控制部分和用户部分组成。
空间部分由 21 颗卫星加 3 颗备用卫星组成，均匀分布在 6 个轨道面上，离
地面高度为 20000 余 km，轨道面的倾角约为 55°，轨道偏心率接近于零

（其运动轨道接近于圆形），卫星运动周期接近于 12h，某时某地卫星在空
中的分布情况将在第二天同时同地近似地再现（约提前 4min）。这种分布，使
得地球上任何地点任何时刻均可观测到 4 颗以上的卫星，最多时可达 9 颗。
地面控制部分由美国国防部负责，其任务是确定卫星位置，更新卫星发布的

信息，对整个系统进行维护。
控制部分即用户部分，由于 GPS 是一种被动式的定位系统，GPS 卫星只发
射而不接收信号，系统不管理用户，故用户可以无限多，只要有 GPS 接收机，
就可接收 GPS 卫星信号，而且与其他用户无关，具有很好的隐蔽性。目前已出

现了很多型号的 GPS 接收机，大地测量方面常见的有 ASHTECH、TRIMBLE、
ROGUE、LEICA 等。
GPS 定位系统的出现是对经典大地测量的一次革命。由于有了该系统，可以
进行实时定位，观测不再受气候条件的影响，白天和夜晚均可进行，甚至夜晚因

大气稳定对观测更有利。GPS 与常规测量方法相比，具有精度高、速度快、操作
简单、自动化程度高等优点。因此，该系统产生了很好的经济和社会效益。
GPS 定位系统在导航、大地测量、工程测量、授时、动态定位等方面已经得
到了非常广泛的应用。

（二）原理
按定位时 GPS 接收机所处的状态，可将 GPS 定位分为静态定位和动态定位
两大类。静态定位是指将接收机静置于测站上连续观测一段时间，以确定一个测

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