GPS实时动态定位技术的发展与应用.pptx

GPS概述什么是全球定位系统（GPS）全球定位系统（全球定位系统（Global Positioning System-GPSGlobal Positioning System-GPS）是美国从上世纪是美国从上世纪7070年代开始研制，历时年代开始研制，历时2020年，耗资年，耗资200200亿美元，于亿美元，于19941994年全面建成，具有在海、陆、年全面建成，具有在海、陆、空进行全方位实时三维导航、定位与授时能力的新空进行全方位实时三维导航、定位与授时能力的新一代卫星导航与定位系统。一代卫星导航与定位系统。GPSGPS以全天候、高精度、以全天候、高精度、自动化、高效益等显著特自动化、高效益等显著特点，成功地应用于大地测量、工程测量、航空摄影点，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。而给测绘领域带来一场深刻的技术革命。GPS GPS 系统的组成系统的组成GPS由三个独立的部分组成：空间部分 地面支撑系统 用户设备部分 3232颗卫星颗卫星 6 6个成个成5555角的循环轨道面角的循环轨道面 每个轨道面有每个轨道面有5656颗卫星颗卫星高空轨道高空轨道 高度为高度为2 2万公里万公里 一个近似回归的轨道面一个近似回归的轨道面 周期为周期为1212小时小时 精确的轨道面精确的轨道面 适应能力强适应能力强 覆盖范围广覆盖范围广空间部分的说明地面支撑系统说明地面支撑系统地面支撑系统 1 1个主控站个主控站 5 5个监控站个监控站 3 3个注入站个注入站主控站主控站 即卫星操控中心，位于科即卫星操控中心，位于科罗拉多斯普林斯的佛肯空军基罗拉多斯普林斯的佛肯空军基地，任务是收集各监控站送来地，任务是收集各监控站送来的数据，计算卫星轨道和钟差的数据，计算卫星轨道和钟差参数并发送到各注入站参数并发送到各注入站监控站监控站 共共5 5个，除了主控站外，分个，除了主控站外，分别位于美国的夏威夷、北太平别位于美国的夏威夷、北太平洋的卡瓦加兰岛、印度洋的迭洋的卡瓦加兰岛、印度洋的迭哥加西亚岛、大西洋的阿松森哥加西亚岛、大西洋的阿松森岛。主作用要是监测和跟踪卫岛。主作用要是监测和跟踪卫星。星。注入站注入站 共共3 3个，与三大洋的监控站个，与三大洋的监控站并置。主要作用是将主控站送并置。主要作用是将主控站送来的卫星星历和钟差信息每天来的卫星星历和钟差信息每天一次注入卫星的存储器中。一次注入卫星的存储器中。用户设备部分说明主要是接收机。作用是接收主要是接收机。作用是接收GPSGPS卫星发射信号，以获得卫星发射信号，以获得必要的导航和定位信息，经必要的导航和定位信息，经数据处理，完成导航和定位数据处理，完成导航和定位工作。工作。GPSGPS接收机硬件一般接收机硬件一般由主机、天线和电源组成。由主机、天线和电源组成。GPS现代化计划保护保护 采用一系列措施保护采用一系列措施保护GPSGPS系统不受敌方和黑客的干扰，增加系统不受敌方和黑客的干扰，增加GPSGPS军用信号的抗干扰能力，其中包括增加军用信号的抗干扰能力，其中包括增加GPSGPS的军用无线电的军用无线电信号的强度。信号的强度。阻止阻止 阻止敌方利用阻止敌方利用GPSGPS的军用信号。设计新的的军用信号。设计新的GPSGPS卫星型号（卫星型号（FF），），设计新的设计新的GPSGPS信号结构，增加频道，将民用频道信号结构，增加频道，将民用频道L1L1、L2L2、L5(1.17645GHz)L5(1.17645GHz)和军用频道和军用频道L3L3、L4L4分开。分开。改善改善 改善改善GPSGPS定位和导航的精度，在定位和导航的精度，在GPSFGPSF卫星中增加两个新的民卫星中增加两个新的民用频道，即在用频道，即在L2L2中增加中增加CACA码（码（20052005年），另增年），另增L5L5民用频道民用频道（20072007年）。年）。有多少全球卫星导航定位系统？目前，世界上正在运行的全球卫星导航定位系统主目前，世界上正在运行的全球卫星导航定位系统主要有两大系统：一是美国的要有两大系统：一是美国的GPSGPS系统，二是俄罗斯系统，二是俄罗斯的的GLONASSGLONASS系统。近年来，欧洲也提出了有自己特系统。近年来，欧洲也提出了有自己特色的色的GALILEOGALILEO全球卫星定位计划。全球卫星定位计划。未来在太空中的全球卫星定位系统将形成美、俄、未来在太空中的全球卫星定位系统将形成美、俄、欧操纵的欧操纵的GPSGPS、GLONASSGLONASS、GALILEOGALILEO三大系统，该三大系统，该三大系统被统称为三大系统被统称为GNSSGNSS系统系统(Global Navigation(Global Navigation Satellite System)Satellite System)。GLONASS定位系统GLONASSGLONASS是是GLObal NAvigation Satellite System(GLObal NAvigation Satellite System(全球全球导航卫星系统导航卫星系统)的字头缩写，是前苏联从的字头缩写，是前苏联从8080年代初开始年代初开始建设的与美国建设的与美国GPSGPS系统相类似的卫星定位系统，也由卫系统相类似的卫星定位系统，也由卫星星座、地面监测控制站和用户设备三部分组成。现在星星座、地面监测控制站和用户设备三部分组成。现在由俄罗斯空间局管理。由俄罗斯空间局管理。卫星分布轨道面数卫星分布轨道面数:3 3每轨道卫星个数每轨道卫星个数:8 8卫星总数卫星总数 2424颗颗轨道倾斜角轨道倾斜角:64.8:64.8轨道高度轨道高度:19100 km:19100 km运行周期运行周期:11:11小时小时1515分分 伽利略（伽利略（GALILEOGALILEO）定位系统）定位系统独立于美国独立于美国,由欧共体共建由欧共体共建,计划投资计划投资32363236亿欧元亿欧元,2008,2008建成；建成；卫星分布轨道面数卫星分布轨道面数:3 3每轨道卫星个数每轨道卫星个数:1010卫星总数卫星总数 3030颗颗轨道倾斜角轨道倾斜角:5656度度轨道高度轨道高度:23616km23616km运行周期运行周期:1414小时小时4 4分分 GPS是如何定位的？GPS是如何定位的?GPSGPS不不间间断断的的发发布布自自身身的的时时间间信信息息和和位位置置等等信信息息,GPS,GPS接接收收机机通通过过对对码码的的量量测测或或和和对对载载波波相相位位的的测测量量就就可可得得到到卫卫星星到到接接收收机机的的距距离离，得得到到至至少少4 4颗颗卫卫星星的的观观测测距距离离,就就可可交交会会出出GPSGPS接接收收机机的位置的位置GPS信号GPS卫星基本观测值码观测（距离码观测（距离,C/A:3m,P,C/A:3m,P码码:0.3m:0.3m）相位观测（距离相位观测（距离/有模糊值有模糊值,L1,L2 ,L1,L2 载波，载波，12mm12mm）GPS的定位方式按定位方式，GPS定位分为：单点定位相对定位(差分定位)单点定位就是根据一台接收机的观测数据来确定接收机位置的方式，分为常规单点定位和精密单点定位。常规单点定位常规单点定位采用一台采用一台GPSGPS接收机，接收机，接收接收GPSGPS卫星信号卫星信号(C/A(C/A码码)，独立计算，独立计算出当前所处位置。出当前所处位置。优点：优点：距离距离无限制无限制通讯通讯无需通讯无需通讯操作操作简单方便简单方便缺点缺点精度：精度：1010米，精米，精度低度低精密单点定位精密单点定位Precise Point PositioningPrecise Point Positioning，简称为，简称为PPPPPP。原理原理 利用这种预报的利用这种预报的GPSGPS卫星的精密星历或事后的精密星历卫星的精密星历或事后的精密星历作为已知坐标起算数据；同时利用某种方式得到的精密作为已知坐标起算数据；同时利用某种方式得到的精密卫星钟差来替代用户卫星钟差来替代用户GPSGPS定位观测值方程中的卫星钟差定位观测值方程中的卫星钟差参数；用户利用单台参数；用户利用单台GPSGPS双频双码接收机的观测数据在双频双码接收机的观测数据在数千万平方公里乃至全球范围内的任意位置都可以数千万平方公里乃至全球范围内的任意位置都可以2-2-4dm4dm级的精度进行实时动态定位或以级的精度进行实时动态定位或以2-4cm2-4cm级的精度进级的精度进行较快速的静态定位行较快速的静态定位精密单点定位技术是实现全球精密实时动态定位与导航的精密单点定位技术是实现全球精密实时动态定位与导航的关键技术，也是关键技术，也是GPSGPS定位方面的前沿研究方向。定位方面的前沿研究方向。优点优点 处理非差码与相位观测值，可利用的观测值多且不相关处理非差码与相位观测值，可利用的观测值多且不相关 可估计位置、钟差及对流层延迟等参数可估计位置、钟差及对流层延迟等参数 支持静态模式和动态模式作业支持静态模式和动态模式作业 只要通讯链路支持，可在全球范围内应用只要通讯链路支持，可在全球范围内应用 直接得到直接得到ITRFITRF框架坐标框架坐标关键技术及难点关键技术及难点 精密卫星轨道及精密卫星钟差估计精密卫星轨道及精密卫星钟差估计 非差模糊度求解问题非差模糊度求解问题 相对于双差定位模式，非差定位误差处理更为复杂相对于双差定位模式，非差定位误差处理更为复杂 相对定位(差分定位)是根据两台以上接收机的观测数据来确定观测点之间的相对位置的方法。它既可采用伪距观测量也可采用相位观测量。相对定位相对定位(差分定位差分定位)采用一台采用一台GPSGPS接收机作基准接收机作基准站，另一台站，另一台GPSGPS接收机作流接收机作流动站，流动站通过接收基准动站，流动站通过接收基准站发布的差分改正数据，以站发布的差分改正数据，以此来修正并计算出当前所处此来修正并计算出当前所处位置。位置。差分又分为伪距差分差分又分为伪距差分(RTD)(RTD)和载波相位差分和载波相位差分(RTK)(RTK)。伪距差分的精度可达到伪距差分的精度可达到3 3米米级级(C/A(C/A码码)和和5050厘米厘米(C/A(C/A码码+L1)+L1)两种，而载波相位差分两种，而载波相位差分(L1(L1，L2)L2)的精度可达到的精度可达到3 3厘厘米。米。差分差分GPSGPS卫星定位卫星定位差分的目的差分的目的T T1 1T T2 2S S1 1站间一次差分站间一次差分星际站间二次差分星际站间二次差分消除了多项误差消除了多项误差影响：卫星轨道影响：卫星轨道,大气延迟，时大气延迟，时钟等的误差影响钟等的误差影响在定位观测时，若接收机相对于地球表面运动，则在定位观测时，若接收机相对于地球表面运动，则称为动态定位，如用于车船等概略导航定位的精度称为动态定位，如用于车船等概略导航定位的精度为为1010米的伪距单点定位，或用于城市车辆导航定位米的伪距单点定位，或用于城市车辆导航定位的米级精度的伪距差分定位，或用于测量放样等的的米级精度的伪距差分定位，或用于测量放样等的厘米级的相位差分定位（厘米级的相位差分定位（RTKRTK），实时差分定位需），实时差分定位需要数据链将要数据链将 两个或多个站的观测数据实时传输到一两个或多个站的观测数据实时传输到一起计算。起计算。在定位观测时，若接收机相对于地球表面静止，则在定位观测时，若接收机相对于地球表面静止，则称为静态定位，在进行控制网观测时，一般均采用称为静态定位，在进行控制网观测时，一般均采用这种这种 方式由几台接收机同时观测，它能最太限度地方式由几台接收机同时观测，它能最太限度地发挥发挥GPSGPS的定位精度，专用于这种目的的接收机被的定位精度，专用于这种目的的接收机被称为大地型接称为大地型接 收机，是接收机中性能最好的一类。收机，是接收机中性能最好的一类。目前，目前，GPSGPS已经能已经能 够达到地壳形变观测的精度要求，够达到地壳形变观测的精度要求，IGSIGS的常年观测台站已的常年观测台站已 经能构成毫米级的全球坐标经能构成毫米级的全球坐标框架。框架。网络GPS定位技术的兴起 GPS定位技术的几个阶段第一阶段p目前,民用GPS接受的是C/A码信号,采用伪距的方法来确定位置(以下简称伪距GPS),它能为GPS用户提供10米精度的实时动态定位服务。p在测码基础上，人们通过长时间(数小时以上)测相(L1、L2)，并利用事后获得的精密星历进行解算而获得两点间距达110-7以上的精密测量结果 在上世纪八十年代末九十年代初，人们发展了单基站GPS实时差分技术，该技术能够很好去除GPS信号在大气中的传播延迟、去除卫星轨道误差、钟差、减弱多路径效应，极大地提高观测精度。单基站GPS差分技术的应用推动了GPS应用爆发性增长，这这一一技技术术是是GPS技技术术应应用的重大里程碑用的重大里程碑。GPS定位技术的几个阶段第二阶段常规常规RTKRTK是建立在相对定位中流动站与参考站之间是建立在相对定位中流动站与参考站之间误差强相关假设基础之上的。即：通过同步观测值误差强相关假设基础之上的。即：通过同步观测值进行差分，消除流动站与参考站共有的系统误差影进行差分，消除流动站与参考站共有的系统误差影响，包括：卫星钟差、接收机钟差，卫星轨道误差、响，包括：卫星钟差、接收机钟差，卫星轨道误差、以及电离层和对流层的延迟误差等的影响。以及电离层和对流层的延迟误差等的影响。当流动站与参考站间距离较近时，如以参考站为中当流动站与参考站间距离较近时，如以参考站为中心心15km15km范围内，上述系统误差强相关性假设成立。范围内，上述系统误差强相关性假设成立。但是，随着距离的增大，系统误差相关性减弱甚至但是，随着距离的增大，系统误差相关性减弱甚至消失，双差观测值中的系统误差残差迅速增大，导消失，双差观测值中的系统误差残差迅速增大，导致难以正确确定整周未知数，无法取得固定解，定致难以正确确定整周未知数，无法取得固定解，定位精度迅速下降。位精度迅速下降。为了解决常规为了解决常规RTKRTK技术存在的缺陷，实现区域范围技术存在的缺陷，实现区域范围内厘米级、精度均匀的实时动态定位，网络内厘米级、精度均匀的实时动态定位，网络RTKRTK技技术应运而生。术应运而生。网络GPS上世纪九十年代中期，人们提出了网络实时动态差分的概念，称之为网络RTK(涵盖了网络DGPS)，并在本世纪初产生了网络RTK系统处理商业软件，实时动态差分技术也从单基站的RTK迅速向由多基站构成的网络RTK发展。由多基站构成的网络GPS系统成为了GPS技术应用发展的最新趋势，这一技这一技术的应用在术的应用在GPS实时动态实时动态定位领域产生了革命性的定位领域产生了革命性的进步进步。GPS定位技术的几个阶段第三阶段网络RTK定位技术网络网络RTK RTK 网络RTK定位技术工作原理工作原理网络网络RTKRTK也叫多基准站也叫多基准站RTKRTK。网络。网络RTKRTK就是在就是在一定区域内建立多个（一般为三个或三个一定区域内建立多个（一般为三个或三个以上）坐标为已知的以上）坐标为已知的GPSGPS基准站，对该地区基准站，对该地区构成网状覆盖，并以这些基准站为基准，构成网状覆盖，并以这些基准站为基准，计算和发播相位观测值误差改正信息，对计算和发播相位观测值误差改正信息，对该地区内的卫星定位用户进行实时改正的该地区内的卫星定位用户进行实时改正的定位方式。定位方式。特点特点覆盖面广，定位精度高，可靠性高，可实覆盖面广，定位精度高，可靠性高，可实时提供厘米级定位。时提供厘米级定位。网络GPS的技术优势 p提高了系统的可靠性、缩短了初始化时间 在网络在网络GPSGPS系统下，用参考站网络代替了单参考站，从而可以系统下，用参考站网络代替了单参考站，从而可以对一个地区的系统误差进行模型化，更好地削弱误差的影响，增对一个地区的系统误差进行模型化，更好地削弱误差的影响，增强了系统的可靠性，减少了初始化的时间，并使得强了系统的可靠性，减少了初始化的时间，并使得RTKRTK精度在网内精度在网内始终均匀一致；始终均匀一致；p作用距离大幅度提高 在常规在常规RTKRTK作业中，流动用户与基准站的距离受到严格限制，作业中，流动用户与基准站的距离受到严格限制，在通讯良好的情况下最多不超过在通讯良好的情况下最多不超过1010千米，在城市中作业常常不能千米，在城市中作业常常不能超过超过5 5千米，且作业精度随距离的增长而下降。而在网络千米，且作业精度随距离的增长而下降。而在网络GPSGPS下，下，RTKRTK作用距离只受网络大小的限制，而与基站距离无关，同时采用作用距离只受网络大小的限制，而与基站距离无关，同时采用公用网络公用网络(GSM/GPRS/CDMA)(GSM/GPRS/CDMA)作为通讯平台，从而作用距离大幅度作为通讯平台，从而作用距离大幅度提高，消除了作业盲区，实现了跨区域测量提高，消除了作业盲区，实现了跨区域测量 。p节约了投资、提高了工作效率 用户不再架设自己的基准站，不再需要一个工作组而一个人即用户不再架设自己的基准站，不再需要一个工作组而一个人即可开展测量工作，节约了用户的硬件设备投资和基准站工作费用，可开展测量工作，节约了用户的硬件设备投资和基准站工作费用，并消除了基准站坐标不准确带来的系统误差，从而节约了投资、并消除了基准站坐标不准确带来的系统误差，从而节约了投资、减少了工作量、提高了工作效率减少了工作量、提高了工作效率。下图给出一个具有同样定位精度的单机站下图给出一个具有同样定位精度的单机站RTKRTK系统和网络系统和网络RTKRTK系统的覆盖对系统的覆盖对比。为了有效覆盖比。为了有效覆盖100km100km100km100km的区域，单机站的区域，单机站RTKRTK系统需要建设系统需要建设2525个参个参考站，而网络考站，而网络RTKRTK系统只需要建设系统只需要建设4 4个参考站。因此为了达到同样的覆盖效个参考站。因此为了达到同样的覆盖效果果(精度和范围精度和范围)，单机站，单机站RTKRTK需要的参考站建设成本远远高于网络需要的参考站建设成本远远高于网络RTKRTK。网络GPS的概念及组成 关于网络GPS卫星定位服务系统概念p网络GPS卫星定位服务系统(以下简称网络GPS)是以VRS、FKP或主辅站等网络实时差分技术为核心的、由满足一定间距要求的多个地面连续运行GPS基准站构成的、具有为网络覆盖范围内的GPS用户提供以RTK和DGPS等服务功能为主的综合卫星定位服务系统。p它主要由连续运行的GPS基准站网络系统、数据传输与通信系统、以及数据处理与服务系统等构成。构成构成:一个由多个连续运行一个由多个连续运行地面地面GPSGPS基准站构成的基准站构成的基准站网基准站网数量数量:3:3间距间距:50km:50km70km70km构成构成:一个运行网络一个运行网络RTKRTK系系统软件的数控中心统软件的数控中心网络网络GPSGPS系统软件系统软件:GPSNetGPSNetSPIDERSPIDERVRSNETVRSNET构成构成:稳定可靠的数据传输稳定可靠的数据传输通道通道:SDHSDHDDNDDNADSLADSL 优点优点:扩大了作业范围，提高了生产效率扩大了作业范围，提高了生产效率显著地降低系统误差，减少了初始化时间，提显著地降低系统误差，减少了初始化时间，提 高了精度高了精度 所有用户在统一建立的坐标系框架中所有用户在统一建立的坐标系框架中个人测量系统，不需要当地参考站个人测量系统，不需要当地参考站网络GPS国内外发展现状 网络网络GPSGPS国外发展速度很快，大多是在以往稀松的国外发展速度很快，大多是在以往稀松的CORSCORS间增设新站，以满足间增设新站，以满足RTKRTK的要求，很多地区已的要求，很多地区已经建立起实验性的多参考站网络，有些已经投入运经建立起实验性的多参考站网络，有些已经投入运行。行。网络网络RTKRTK以以VRSVRS和和FKPFKP这两种解决方案最具代表性，这两种解决方案最具代表性，目前目前VRS(VRS,Virtual Reference Station)VRS(VRS,Virtual Reference Station)技术应用技术应用更多、更为成熟一些。更多、更为成熟一些。VRSVRS是基于多参考站网络环境下的是基于多参考站网络环境下的GPSGPS实时动态定位实时动态定位技术，通常把技术，通常把VRSVRS技术归为网络技术归为网络RTKRTK技术的一种，它技术的一种，它是在常规是在常规RTKRTK技术基础之上发展起来，与常规技术基础之上发展起来，与常规RTKRTK技技术相比有着巨大的优势。术相比有着巨大的优势。VRSVRS技术对电离层、对流技术对电离层、对流层等改正考虑较好、定位可靠性和精度较高、作用层等改正考虑较好、定位可靠性和精度较高、作用范围较大、精度分布均匀，最大程度上保护了用户范围较大、精度分布均匀，最大程度上保护了用户的设备投入和节约了人员成本，极大地提高了工作的设备投入和节约了人员成本，极大地提高了工作效率。由于该技术的显著优点，逐渐成为世界上应效率。由于该技术的显著优点，逐渐成为世界上应用最广泛、最成功的网络用最广泛、最成功的网络RTKRTK技术之一。技术之一。从从20002000年起，我国深圳、香港、成都、昆明、上海、天津、武年起，我国深圳、香港、成都、昆明、上海、天津、武汉、北京、重庆、东皖、广州、江苏等各大省市采用网络汉、北京、重庆、东皖、广州、江苏等各大省市采用网络RTKRTK技术，相继建立了本地的城市综合卫星定位服务系统。鉴于网技术，相继建立了本地的城市综合卫星定位服务系统。鉴于网络络GPSGPS技术的广泛应用前景，目前许多省市也正在积极地筹备技术的广泛应用前景，目前许多省市也正在积极地筹备之中。之中。20002000年年,以刘经南院士为首的小组承担了深圳以刘经南院士为首的小组承担了深圳CORSCORS的建设，的建设，20022002年建成运行。深圳年建成运行。深圳CORSCORS是我国第一个基于是我国第一个基于VRSVRS技术的实验技术的实验性城市综合卫星定位服务系统，由于各方面的影响，造成该系性城市综合卫星定位服务系统，由于各方面的影响，造成该系统在设计上、运行上还存在一些问题，尽管如此，该系统的建统在设计上、运行上还存在一些问题，尽管如此，该系统的建立依然为我国今后建立类似系统起到了极为重要的示范作用。立依然为我国今后建立类似系统起到了极为重要的示范作用。20022002年底，四川省地震局在成都启动了年底，四川省地震局在成都启动了“四川网络四川网络GPSGPS卫星定卫星定位服务系统位服务系统”的建设，的建设，20042004年年7 7月初步建成运行，成功搭建了月初步建成运行，成功搭建了我国第一个设计最合理、运行最稳定、功能最完善、覆盖面积我国第一个设计最合理、运行最稳定、功能最完善、覆盖面积最大的、商用化的、基于最大的、商用化的、基于VRSVRS技术的城市综合卫星定位服务系技术的城市综合卫星定位服务系统。统。这些系统的成功建立，标志着我国在这一领域的技术进步和该这些系统的成功建立，标志着我国在这一领域的技术进步和该技术在我国的应用逐步走向成熟，引导我国区域性的综合卫星技术在我国的应用逐步走向成熟，引导我国区域性的综合卫星定位服务系统建设从此步入一个快速发展时期。定位服务系统建设从此步入一个快速发展时期。目前国际上部分已建立的RTK网络 网络网络网络网络 位置位置位置位置测站数测站数测站数测站数网络网络网络网络 位置位置位置位置测站数测站数测站数测站数SAPOS Bavaria SAPOS Bavaria Germany Germany 44 44 SWEPOS SWEPOS Sweden Sweden 56 56 SAPOS Hessen SAPOS Hessen Germany Germany 28 28 Tampere Tampere Finland Finland 4 4 SAPOS BaWSAPOS BaW Germany Germany 36 36 Lennen Puhelin Lennen Puhelin Finland Finland 8 8 SAPOS ThSAPOS Th ringen ringen Germany Germany 24 24 Statens Kartverk Statens Kartverk Norway Norway 6 6 SAPOS Sachsen SAPOS Sachsen Germany Germany 19 19 Bysat Cz Bysat Cz Czech Rep.Czech Rep.4 4 SAPOS NRW SAPOS NRW Germany Germany 34 34 Shenzhen Shenzhen China China 4 4 ASCOS/Ruhrgas ASCOS/Ruhrgas Germany Germany 120 120 NGDS NGDS Japan Japan 200 200 BKG BKG Germany Germany 20 20 Jenoba Jenoba Japan Japan 200 200 Swissat Swissat Switzerland Switzerland 23 23 NCDOT NCDOT USA USA 5 5 Swiss Topo Swiss Topo Switzerland Switzerland 29 29 MnDOT MnDOT USA USA 6 6 BEV BEV Austria Austria 5 5 QBR Queensland QBR Queensland Australia Australia 5 5 LE34 LE34 Denmark Denmark 26 26 Bay Area Network Bay Area Network USA USA 10 10 Christchurch Christchurch N.Zealand N.Zealand 6 6 Colorado Network Colorado Network USA USA 10 10 OC GIS Vlandeeren OC GIS Vlandeeren Belgium Belgium 40 40 日本GEONET GEONET由1200个连续运行参考站组建而成，站间距离约20公里，中心站位于Tsukuba的日本地理测量学会，是目前世界上最大的GPS网络。该网主要用于地壳变形监测、地震预报和大地测量控制，目前又加入了厘米级网络实时服务功能使得网络功能大大增强。瑞典SWEPOS SWEPOS始建于1991年，1998年7月1日后在IOC精度模式下运行，即实时精度可达米级，事后处理精度可达厘米级。其定位目标是实时监控可达到厘米/亚米级精度，并为该国参考框架的建立进行服务。该网中的21个站分布在坚硬的岩层上，剩余10个站分布在高层建筑顶部，控制中心设在本国的Gvle瑞士AGNES AGNES由瑞士政府机构操作并管理，该网络大约在2000年10月份开始运行并由原来的10个基站扩展至现在的几十个基站，可提供实时DPGS和RTK两种服务模式，用于瑞士国家的测量、建筑、导航、地籍管理、农业、林业等服务丹麦 该网络共包括26个参考站，用于为全国范围内的用户提供实时RTK 定位服务。应用范围包括测量、建筑、导航等新加坡SIMPRSN SIMRSN作为最为知名的试验网络之一，由4个参考站构成，处理中心位于新加坡南阳科技大学。其主要用途便是开发和检验不同的基于连续运行参考站网络的定位方法的优缺点同时进行高精度差分定位服务维多利亚GPSNET 维多利亚GPSNET在全国范围内提供毫米级至米级导航定位服务，实时定位服务精度可达厘米级，服务范围可扩展至制图、测绘工程、房地产管理等网络GPS的社会需求 网络网络GPSGPS系统为覆盖范围内的用户提供系统为覆盖范围内的用户提供厘米级厘米级/分米级分米级/米级精度的实时动态位置服米级精度的实时动态位置服务，不仅能替代传统的大地测量、工程测量、务，不仅能替代传统的大地测量、工程测量、地籍管理、资源勘察、国土规划、各类管线地籍管理、资源勘察、国土规划、各类管线网络测量等，而且能在运载工具精密导航、网络测量等，而且能在运载工具精密导航、公共安全、城乡管理、智能交通等方面提供公共安全、城乡管理、智能交通等方面提供有效的服务。有效的服务。网络网络GPSGPS的社会需求可划分为三大类。的社会需求可划分为三大类。直接市场需求直接市场需求 地籍、地形测量；地籍、地形测量；管线测量；管线测量；国土资源调查：国家投资国土资源调查：国家投资140140亿用亿用于全国的国土资源调查项目已经于全国的国土资源调查项目已经启动；启动；GISGIS数据快速采集、更新；数据快速采集、更新；工程放样、施工测量；工程放样、施工测量；精密导航；精密导航；港口海岸、内河测量等；港口海岸、内河测量等；公共安全：包括管线抢险、重要目公共安全：包括管线抢险、重要目标监控、跟踪监视系统、紧急救标监控、跟踪监视系统、紧急救援系统等方面的精密动态定位需援系统等方面的精密动态定位需求，这一部分的用户需求量难以求，这一部分的用户需求量难以估计，其用户数量与市场的开拓估计，其用户数量与市场的开拓有很大的关系；有很大的关系；精细农业：主要应用于机械化土地精细农业：主要应用于机械化土地平整的自动控制；国内尚未投入平整的自动控制；国内尚未投入应用。应用。国家公益行业及科学研究的需求国家公益行业及科学研究的需求 网络网络GPSGPS系统完全覆盖了传统的系统完全覆盖了传统的GPSGPS应用领域，应用领域，并且由于网络并且由于网络GPSGPS卫星定位服务系统本身就是面向卫星定位服务系统本身就是面向最终用户的一个服务系统，因此，可用作国家基础最终用户的一个服务系统，因此，可用作国家基础测绘全国控制网、地壳运动监测网、气象预报监测测绘全国控制网、地壳运动监测网、气象预报监测网、精密定轨参考网等。网、精密定轨参考网等。地震预测预报的需求地震预测预报的需求 国防建设和国家测绘基础建设需求国防建设和国家测绘基础建设需求减灾需求减灾需求 科学研究的需求科学研究的需求 地震预测预报的需求地震预测预报的需求地震预测预报的需求地震预测预报的需求 地壳运动的监测一直是国内外地震预测预报地壳运动的监测一直是国内外地震预测预报研究的重要手段和依据，在我国地震预测预报中起研究的重要手段和依据，在我国地震预测预报中起到了重要的作用。到了重要的作用。pp合理布设合理布设GPSGPS连续观测站，获取高时空分辨率的地连续观测站，获取高时空分辨率的地壳运动精细图像，并为研究孕震力源、地震活动的壳运动精细图像，并为研究孕震力源、地震活动的时空迁移与地壳运动之间的关系，以及确定未来地时空迁移与地壳运动之间的关系，以及确定未来地震的地点和强度等一系列地震中、短期预测预报的震的地点和强度等一系列地震中、短期预测预报的科学问题提供定量依据，才有可能改变目前因资料科学问题提供定量依据，才有可能改变目前因资料少，导致推测过多的状况，从而进一步提高我国预少，导致推测过多的状况，从而进一步提高我国预测预报大地震的能力和水平。测预报大地震的能力和水平。pp网络网络GPSGPS将有助于推动地震预报从现今经验性预报将有助于推动地震预报从现今经验性预报向未来以物理为基础的数值预报的跨跃式发展。向未来以物理为基础的数值预报的跨跃式发展。国防建设和国家测绘基础建设需求国防建设和国家测绘基础建设需求国防建设和国家测绘基础建设需求国防建设和国家测绘基础建设需求pp维护我国的地心参考框架和高程基准维护我国的地心参考框架和高程基准pp为新一代军控网的快速布设提供控制基础为新一代军控网的快速布设提供控制基础pp维护国家重力基准维护国家重力基准 国家重力基准维护、重力场分析研究是军事测绘和大地国家重力基准维护、重力场分析研究是军事测绘和大地测量领域研究所必须的、持续不断的工作。测量领域研究所必须的、持续不断的工作。pp服务于大地水准面精化服务于大地水准面精化pp岛礁联测岛礁联测pp推动卫星定位服务体系建设推动卫星定位服务体系建设 利用网络利用网络GPSGPS中的基准站可以提供以下服务：中的基准站可以提供以下服务：精密星历服务；精密星历服务；高精度静态定位服务（事后服务）；高精度静态定位服务（事后服务）；为建立我国的广域差分为建立我国的广域差分GPSGPS系统服务；系统服务；为防灾、减灾及其它相关领域的科学研究服务为防灾、减灾及其它相关领域的科学研究服务 减灾需求减灾需求减灾需求减灾需求pp各种自然灾害频繁，破坏力增强，人类正面临着前所未有各种自然灾害频繁，破坏力增强，人类正面临着前所未有的各种自然灾害的严重威胁。为了防灾减灾，需要对地球的各种自然灾害的严重威胁。为了防灾减灾，需要对地球环境进行监测，及时掌握地球表层岩石圈、水圈和大气圈环境进行监测，及时掌握地球表层岩石圈、水圈和大气圈的各种尺度的变化，做出预测和预报。的各种尺度的变化，做出预测和预报。pp我国当前面临的严峻地震形势，提高地震预测预报的能力我国当前面临的严峻地震形势，提高地震预测预报的能力和水平是减轻地震灾害损失最有效和最直接的途径。和水平是减轻地震灾害损失最有效和最直接的途径。pp网络网络GPSGPS对于预测和减轻其它地质灾害，诸如滑坡、岩崩、对于预测和减轻其它地质灾害，诸如滑坡、岩崩、地面沉降、火山活动等也将发挥重要作用。地面沉降、火山活动等也将发挥重要作用。pp监测大气中水汽随时空的变化，对气象预报，特别是对水监测大气中水汽随时空的变化，对气象预报，特别是对水平尺度几百千米左右、生命史只有几小时的中小尺度灾害平尺度几百千米左右、生命史只有几小时的中小尺度灾害性天气（暴雨、冰雹、雷雨、大风、龙卷风等）的警报和性天气（暴雨、冰雹、雷雨、大风、龙卷风等）的警报和预报有特别重要的意义。网络预报有特别重要的意义。网络GPSGPS的建设将提高监测和预报的建设将提高监测和预报暴雨等灾害性天气的能力。同时高精度、高分辨的可降水暴雨等灾害性天气的能力。同时高精度、高分辨的可降水汽量资料的长期积累，对监测预报地区性气候和环境的气汽量资料的长期积累，对监测预报地区性气候和环境的气候演变以及合理有效地充分利用空中水资源、缓解旱情都候演变以及合理有效地充分利用空中水资源、缓解旱情都有深远意义。有深远意义。科学研究的需求科学研究的需求科学研究的需求科学研究的需求 实测数据是地球科学研究的基础。现代地球科学的发展，无论是地震的预测预报、地球动力学、高空物理、气象、海洋等科学的发展都离不开对地球表层的监测。网络GPS的观测结果将大大促进这些学科的发展。促进地球动力学研究地球表圈层的动态监测高空物理、气象、海洋研究的需要推动相关学科的发展四川网络GPS卫星定位服务系统简介概概 述述四川网络GPS卫星定位服务系统是“四川数字地震观测系统”“十五”工程项目“四川GPS观测网络”子项目中的一个组成部分，由四川省地震局实施。系统于2002年11月开始建设，2004年07月建成，2004年10月完成精度评定，2005年6月开始投入商业运行。系统构成系统构成地面连续运行基准站站数据中心服务系统系统应用地面连续运行基准站地面连续运行基准站系统包含了系统包含了1313个地面个地面连续运行基准站连续运行基准站站间距最小站间距最小42km42km，最，最大大118km118km，平均，平均82km82km 基准站数据传输全部基准站数据传输全部采用采用DDNDDN光纤光纤，光纤，光纤到点到点基准站大部为基岩站，基准站大部为基岩站，其它为土中站和房顶其它为土中站和房顶站。站。基准站采用了天宝公基准站采用了天宝公司的司的Trimble