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论全球定位系统（GPS）对测量工作的贡献
论文提要
全球定位系统（GPS）发展至今已有多年。随着全球定位系统的不断改进，其系统硬件、软件的不断的发展、更新、完善和提高，应用领域不断的扩展，GPS技术已经比较成熟。GPS系统以其全球性、全天候、高精度、高效率、自动化、高效益、操作简便等显著特点取得了广大测绘工作者的信赖，并成功地广泛应用于大地测量、地壳运动监测、工程测量、工程变形监测、航空摄影测量、交通工具导航和管制、地形地籍测量、水下地形测量定位、工程勘探定位等多种学科和领域。给测绘界带来了一场深刻的技术革命。
本文主要阐述: GPS RTK的工作原理及在工程测量中的应用。
正文
一、绪论
GPS系统简介
美国海军于1967年7月将，子午卫星导航定位系统—NNSS系统（NNSS：Navy Navigation Satel定轨。故而，美国国防部决定研制NAVSTAR/GPS(卫星测时测距导航/全球定位系统)
NAVSTAR/GPS是英文Navigation Satellite Timing and Ranging/Global Positioning System的缩写词。它是以导航卫星为基础的无线电导航定位lite）交付民用。由于NNSS系统的卫星少，轨道低，频率低；不能实时连续定位，定位精度底，难以精密系统。它具有全球性、全能性（陆地、海洋、航空与航天）、全天候、连续性和实时性的导航、定位、定时和测速系统。利用该系统，用户可以在全球范围内实现全天候、连续、实时的三维导航定位、测速和测时。
GPS的组成
1973年12月，美国国防部正式批准陆海空三军共同研制卫星导航系统—全球定位系统（GPS）。于1994年进入完全运行状态。整套GPS定位系统由三个部分组成的，即由GPS卫星组成的空中部分、由若干地面站组成的地面监控系统、以接收机为主体的用户设备。三者有各自独立的功能和作用，但又是有机地配合而缺一不可的整体系统。
一、空间卫星部分
图（1-1）卫星空间分布图
GPS的空间部分由21＋3颗GPS工作卫星所组成，这些GPS工作卫星共同组成了GPS卫星星座，其中21颗为用于导航的卫星，3颗为活动备用卫星。这24颗卫星分布在6个倾角为55°,高度约为20200 Km的高空近圆形轨道上绕地球运行。卫星的运行周期为11小时58分（恒星时12小时）。完整的工作卫星星座保证在全球各地可以随时观测到4～8颗高度角为15°以上的卫星,若高度角在5°则可达到12颗卫星。每颗GPS工作卫星都发出用于导航定位的信号。GPS用户正是利用这些信号来进行工作。
二、地面监控部分
图（1-2）地面监控分布图
GPS的控制部分，分布在全球的若干个跟踪站所组成的监控系统构成，根据其作用不同，这些跟踪站又被分为一个主控站、三个注入站和五个监控站。
主控站接收由监测站跟踪的数据，计算并预报卫星的广播星历，校正卫星的轨道，指挥备用卫星代替发生故障的工作卫星；注入站的作用是把导航数据注入给卫星；监测站是对卫星进行连续的跟踪监测，计算每颗卫星每15min的平滑数据，每隔8h，传送注入卫星导航信息和其他控制参数。
三、用户接收部分
GPS用户部分由GPS接收机（移动站、基准站等）、数据处理软件及相应用户设备,如计算机气象仪器等所组成。它的作用是接收GPS卫星所发出的信号，对接收信号解码，分离出导航电文，进行伪距和载波相位测量等。
利用这些信号进行导航定位等工作。
GPS卫星信号
GPS导航定位系统属于无线电导航定位系统，用户只需通过接收设备接收导航卫星发射的信号就能测定卫星信号传播时间延迟或相位延迟,解算出接收机与GPS卫星间的距离（称为伪距），确定接收机位置。
每颗GPS卫星可连续地发射两个L频带的无线电载波信号，即L1载波和L2载波。,其波长为；，它的波长。在L1和L2载波上又分别调制着多种信号。其中L1载波上有C/A码、P码和导航电文等，L2 载波上有P码等。
二、GPS RTK的工作原理
RTK技术简介
常规的GPS测量方法，如静态、快速静态、动态测量都需要事后进行解算才能获得厘米级的精度，而RTK 是能够在野外实时得到厘米级定位精度的测量方法，它采用了载波相位动态实时差分（Real - time kinematic）方法，是GPS应用的重大里程碑，它的出现为工程放样、大比例尺地形测图，各种控制测量带来了新曙光，极大地提高了外业作业的工作效率。