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GPS技术测量总结
GPS定为特点：
1. 定位精度高
2. 观测时间短
3. 测站间无需通视
4. 仪器操作简便
5. 全天候作业
6. 提供三维坐标
7. 可全球布网
8. 应用广泛

GPS定位的坐标系统与时间系统
子情境1 坐标系统的类型
由GPS定位的基本原理可知，GPS定位是以GPS卫星为动态已知点，根据GPS接收机观测的星站距离来确定接收机或测站的位置的。GPS定位中所采用的坐标系比较复杂。便于读者学习掌握，可将GPS定位中所采用的坐标进行如下分类：
1. 空固坐标系与地固坐标系
2. 地心坐标系与参心坐标系
3. 空间直角坐标系、球面坐标系、大地坐标系及平面直角坐标系
4. 国家统一坐标系与地方独立坐标系

子情境2 天球坐标系
一、 天球的概念
天轴与天极：地球自转的延伸直线为天轴，天轴与天球面的交点称为天极，交点Pn为北天极，位于北极星附近，Ps为南天极。位于地球北半球的观测者，因地球遮挡不能看到南天极。
天球赤道面与天球赤道：通过地球质心M且垂直于天轴发的平面称为天球赤道面，与地球赤道面重合。天球赤道面与天球面的交线称为天球赤道。
天球子午面与天球子午圈：包含天轴的平面称为天球子午面，与地球子午面重合。天球子午面与天球的交线为一大圆，称为天球子午圈。天球子午圈被天轴截成的两个半圆称为时圈。

子情境3 协议地球坐标系
一、 地球的形状和大小
1. 水准面也称重力等位面，就是重力位相等的曲面。重力位是引力位与离心力位之和。
水准面有以下特征：
1. 因重力位是由点位唯一确定的，因此，在同一点上不可能出现两个以上的重力位值，故水准面不相交、不相切。
2. 水准面是连续的，不间断的封闭曲面。
3. 水准面是光滑的、无棱角的曲面。
4. 重力位的数值不仅取决于地球总质量M和被吸引点的位置，而且还取决于地球内部物质分布地面起伏。由于地球内部物质分布不均及地面起伏的不规则性，据顶了水准是不规则曲面。
5. 将物体沿水准面移动时，重力不做功，故水准面与重力线即铅垂线正交。
6. 两水准线面间不平行。

2. 大地水准面：
如前所述，水准面有无穷多个，其中通过平均海水面的水准面称为大地水准面。由于大地水准面所包围的形体称为大地体。因为大地水准面是水准面之一，故大地水准面具有水准面的所有特性。

卫星运动与GPS卫星的坐标计算
子情境2 卫星的受摄运动
一、 卫星运动的摄动力
1. 地球体的非球性及其质量分布不均匀而引起的作用力，即地球的非中心引力FDC
2. 太阳的引力Fs和月球的引力Fn。
3. 太阳的直接与间接辐射压力Fr。
4. 大气的阻力Fa。
5. 地球潮汐的作用力。
6. 磁力等。

子情境3 GPS卫星的测量距码信号
一、 GPS卫星信号概述
GPS卫星信号时GPS卫星向广大用户所发播的用于导航定位的调制波，它包含载波信号、P码（或Y码）、C/A码和数据（或称D码）等多种信号分量，其中的P码和C/A码，统称为测距码。主要考虑了以下4个方面的要求：
1. 适应多用户系统的要求
2. 满足实时定位的要求
3. 满足高精度定位的要求
4. 满足军事保密的要求

GPS卫星信号的构成
在无线电通信技术中，为了有效地传播信息，一般均将频率较高的载波上，而这时频率较低的信号称为调制信号。

子情境4 GPS违心的导航电文
导航电文机器格式
GPS卫星的导航电文使用户用来定位和导航的数据基础。它主要包括卫星星历、时钟改正、电离层时延改正、卫星工作状态信息以及C/A码转换到捕捉P码的信息。

导航电文的内容
1. 遥测码
2. 转换码
3. 数据块I
4. 数据块II
5. 数据块III

GPS定位原理
GPS 定位的方法与观测量
由于卫星信号好友多种定位信息，根据不同的要求和方法，可获得不同的观测量：
1. 测量码伪距观测量
2. 测相伪距观测量
3. 多普勒积分计数伪距差
4. 干涉法测量时间延迟

子情境3 动态绝对定位原理
GPS绝对定位又称单点定位，即以GPS卫星和用户接收机之间的距离观测值为基础，并根据卫星星历确定的卫星瞬时坐标，直接确定用户接收机天线在WGS-84坐标系中相对于坐标原点的绝对位置。

相对定位原理
基本观测量及其线性组合
1. 单差：可在不同卫星间、不同历元间求差或者不同观测站求取观测量之差，所得求差结果当作虚拟观测值。
2. 双差：对单差观测值继续求差，所得求差结果仍可以当作虚拟观测值。
3. 三差：对双差观测值继续求差。

动态相对定位
1. 测码伪距动态相对定位
2. 关于测相伪距动态相对定位

差分定位
差分GPS定位技术，就是将一台GPS接收机安置在基准站上进行观测，其坐标是已知的。另一台接收机安置在运动的载体上，载体在运动过程中，其上的GPS接收机与基准站上的接收机同步观测GPS卫星，以实时确定载体在每个观测历元的瞬时位置。

网络RTK
多基准站RTK技术也称网络RTK技术，是普通RTK方法的改进。
多基准站RTK系统基本构成，若干个连续运行的GPS基准站、计算中心、数据发布中心、用户站。

广域差分
广域差分GPS的基本思想时候对GPS观测的误差源加以区分，并单独对每一种误差源分别加以模型化，然后将计算出的每种误差源的数值，通过数据链传输给用户，以对用户GPS定位的误差加以改正，达到消弱这些误差源，改善用户GPS定位精度的目的。

LEICA RTK 接收机的安置
1. 参考站接收机的连接于安置
2. 流动站接收机的连接与安置

建立坐标系统
GPS接收机测量的坐标为WGS-84坐标，而需要的坐标为地方平面坐标，因此，必须建立一个转换关系，即建立一个坐标系，把GPS坐标转换成所需的坐标。

GPS定位的误差分类
影响观测量精度的来源
1. 与GPS卫星有关的误差
2. 与信号传播有关的误差
3. 与接收设备有关的误差
一般根据系统误差产生的原因而采取不同的措施。其中包括：
1. 引入相应的未知参数，在数据处理中与其他参数一并解算
2. 建立系统误差模型，对观测量加以改正
3. 将不同观测站对相同的卫星的同步观测只求差，以减弱或消除系统误差的影响
4. 简单的忽略某些系统误差的影响

卫星轨道的偏差
1. 忽略轨道误差
2. 采用轨道改进法处理观测数据
3. 同步观测值求差

总 结
GPS测量概论：GPS的组成概况、GPS的重大发展、其他卫星定位系统
GPS定位的坐标系统与时间系统：坐标系统的类型、天球坐标系、协议地球坐标系、大地测量基准及转换、时间系统。
卫星运动与GPS卫星的坐标计算：卫星的无摄及受摄运动、卫星的星历及坐标计算
电磁波的传播与GPS卫星的信号：大气层对电磁波的传播的影响、GPS卫星的测距码信号、GPS卫星的导航电文
GPS定位原理：观测方程及线性化、静态与动态的定位原理、相对定位原理、差分定位
GPs误差分析：GPS定位的误差分类、与卫星及卫星信号的传播及接收设备的有关的误差
GPS施测与数据处理：GPS网的技术设计、GPS网的选点与标石埋设、静态GPS接收机
GPS测量技术的应用：GPS在大地测量机控制测量、工程测量、变形检测、地形测量及其他方面的应用