引言：1973年美國(guó)國(guó)防部開始GPS實(shí)驗(yàn)計(jì)劃，由于GPS模塊可向用戶提供連續(xù)、快速定時(shí)的、高精度的三維坐標(biāo)、三維速度和時(shí)間信息，所以得到美國(guó)政府和三軍的高度重視，并列為美國(guó)重點(diǎn)空間計(jì)劃之一，成為繼阿波羅登月計(jì)劃、航天飛機(jī)計(jì)劃之后的第三項(xiàng)龐大空間計(jì)劃。整個(gè)計(jì)劃耗資300億美元以上，目前已基本完成。
　　GPS定位系統(tǒng)的含義是：導(dǎo)航衛(wèi)星測(cè)時(shí)和測(cè)距/定位系統(tǒng)。GPS模塊定位系統(tǒng)具有高精度和全天候的特點(diǎn)?？杀ＷC用戶在任何時(shí)候和地點(diǎn)能同時(shí)觀測(cè)到4顆衛(wèi)星。GPS衛(wèi)星發(fā)送的信號(hào)（簡(jiǎn)稱GPS）能夠進(jìn)行厘米級(jí)甚至毫米級(jí)的靜態(tài)定位。使用GPS衛(wèi)星的關(guān)鍵設(shè)備是：能夠接收、跟蹤、變換、測(cè)量GPS信號(hào)的接收機(jī)。目前市場(chǎng)上達(dá)五十余種。GPS除了能進(jìn)行精密水準(zhǔn)測(cè)量外，GPS定位將可取代三角測(cè)量、三邊測(cè)量和導(dǎo)線測(cè)量等常規(guī)大地測(cè)量技術(shù)。GPS衛(wèi)星定位和低空攝影測(cè)量相結(jié)合，可能成為一種大比例尺快速測(cè)圖系統(tǒng)。
　　GPS衛(wèi)星定位和衛(wèi)星攝影測(cè)量相結(jié)合，還可能成為一種動(dòng)態(tài)地圖自動(dòng)測(cè)繪系統(tǒng)。
　　GPS模塊在測(cè)量上可用于建立全國(guó)性的大地控制網(wǎng)，建立陸地和海洋的大地測(cè)量基準(zhǔn)，可用于地殼變形監(jiān)測(cè)，包括局部變形監(jiān)測(cè)，也可用于測(cè)定航空攝影的動(dòng)態(tài)參數(shù)，進(jìn)行城市控制測(cè)量或其他控制測(cè)量，還可用于工程測(cè)量、地籍測(cè)量、房地產(chǎn)測(cè)量等領(lǐng)域，具有*的應(yīng)用價(jià)值。
　　GPS模塊衛(wèi)星的監(jiān)控系統(tǒng)
　　對(duì)于衛(wèi)星大地測(cè)量而言，GPS衛(wèi)星是以一種動(dòng)態(tài)已知點(diǎn)描述衛(wèi)星及其軌道參數(shù)，稱為衛(wèi)星星歷；每顆衛(wèi)星的星歷由地面監(jiān)控系統(tǒng)提供，另外，衛(wèi)星入軌運(yùn)動(dòng)后，它的“健康”狀況如何，也需地面設(shè)備進(jìn)行監(jiān)測(cè)和控制。
　　地面監(jiān)控系統(tǒng)包括一個(gè)主控站，三個(gè)注入站和五個(gè)監(jiān)控站。主控站擁有以大型計(jì)算機(jī)為主體的數(shù)據(jù)收集、計(jì)算、傳輸、診斷等設(shè)備。它的主要功能是：收集各監(jiān)測(cè)站測(cè)得的距離和距離差、氣象要素、衛(wèi)星時(shí)鐘和工作狀況的數(shù)據(jù)，監(jiān)測(cè)站自身的狀態(tài)數(shù)據(jù)等；根據(jù)收集的數(shù)據(jù)及時(shí)計(jì)算每顆GPS衛(wèi)星的星歷，時(shí)鐘改正，狀態(tài)數(shù)據(jù)以及信號(hào)的大氣傳播改正，并按一定格式編制成導(dǎo)航電文，傳送到注入站；監(jiān)控整個(gè)地面監(jiān)控系統(tǒng)是否工作正常，檢驗(yàn)注入衛(wèi)星的導(dǎo)航電文是否正確，監(jiān)測(cè)衛(wèi)星是否將導(dǎo)航電文發(fā)出；調(diào)度備用衛(wèi)星替代失效的工作衛(wèi)星，將偏離軌道的衛(wèi)星“拉回”到正常軌道位置。
　　監(jiān)控站是為主控站編算導(dǎo)航電文提供觀測(cè)數(shù)據(jù)，每個(gè)監(jiān)測(cè)站均用GPS信號(hào)接收機(jī)測(cè)量每顆可見(jiàn)衛(wèi)星的偽距和距離差，采集氣象要素等數(shù)據(jù)，并將它們發(fā)送給主控站。
　　GPS模塊定位測(cè)量設(shè)計(jì)
　　1．影響GPS測(cè)量技術(shù)設(shè)計(jì)的因素
　　GPS模塊外業(yè)涉及面很廣，因而外業(yè)階段的技術(shù)設(shè)計(jì)是一個(gè)復(fù)雜的技術(shù)管理問(wèn)題，經(jīng)綜合大致有以下一些因素應(yīng)加以考慮：
　　（1）同測(cè)站有關(guān)的因素網(wǎng)點(diǎn)密度；布網(wǎng)方案；時(shí)段分配、重復(fù)設(shè)站和重合點(diǎn)的設(shè)計(jì)；
　?。?）同觀測(cè)衛(wèi)星有關(guān)的因素觀測(cè)衛(wèi)星數(shù)；衛(wèi)星信號(hào)質(zhì)量；圖形強(qiáng)度因子；衛(wèi)星高度角；星歷來(lái)源。
　?。?）同儀器有關(guān)的因素接收機(jī)，用于精密相對(duì)定位時(shí)至少為兩臺(tái)；天線，若天線設(shè)計(jì)質(zhì)量和穩(wěn)定性欠佳，會(huì)帶來(lái)一系列的誤差；記錄設(shè)備，可以是盒式數(shù)據(jù)磁帶或軟磁盤。
　?。?）后勤方面的因素動(dòng)用接收機(jī)臺(tái)數(shù)及其來(lái)源和使用期間；測(cè)區(qū)內(nèi)各時(shí)段，機(jī)組的調(diào)度；其他外業(yè)裝備，主要是效能工具和通訊設(shè)備。
　　2．布網(wǎng)方案
　　（1）GPS模塊網(wǎng)精度類級(jí)
　　各級(jí)GPS網(wǎng)的定位精度，可按相鄰間基線向量的中誤差來(lái)
　　衡量：
　　式中：m。為基線向量中誤差；
　　a為固定誤差，b為比例誤差；
　　D為相鄰間距離。
　　各級(jí)GPS網(wǎng)zui后結(jié)果的水平分量的中誤差，不得超過(guò)表3—10的規(guī)定。
　?。?）GPS模塊網(wǎng)的布設(shè)
　　a．所選點(diǎn)位要便于低等級(jí)常規(guī)測(cè)量的使用，每一個(gè)GPS點(diǎn)應(yīng)與兩個(gè)或兩個(gè)以上的控制點(diǎn)通視，困難情況下也至少保持與相鄰一個(gè)控制點(diǎn)通視，否則，需埋設(shè)方位樁，且用GPS聯(lián)測(cè)。
　　b．GPS點(diǎn)間距離應(yīng)按規(guī)范要求設(shè)計(jì)，可考慮靈活變動(dòng)，以便于低等級(jí)控制點(diǎn)加密，小間中距相鄰點(diǎn)位應(yīng)進(jìn)行直接聯(lián)測(cè)。
　　c．GPS網(wǎng)點(diǎn)中各同步邊應(yīng)盡可能構(gòu)成若干個(gè)閉合環(huán)，在完成各邊的平差后，可檢驗(yàn)閉合差是否滿足相應(yīng)等級(jí)要求。一等以上GPS網(wǎng)中至少包含三個(gè)閉合環(huán)且彼此線性無(wú)關(guān)；二、三、四等也應(yīng)有兩個(gè)以上的閉合環(huán)；五等網(wǎng)也至少有一個(gè)閉合環(huán)。
　　d．考慮將測(cè)區(qū)內(nèi)原有的國(guó)家或地方測(cè)設(shè)的三角點(diǎn)進(jìn)行聯(lián)測(cè)，有利于兩系統(tǒng)成果的變換，聯(lián)測(cè)點(diǎn)應(yīng)盡量均勻分布在整個(gè)測(cè)區(qū)的里面和外圍。為求定轉(zhuǎn)換參數(shù)，地聯(lián)測(cè)高等級(jí)的大地控制點(diǎn)，聯(lián)測(cè)點(diǎn)和重合點(diǎn)的個(gè)數(shù)不得少于3個(gè)，特殊情況下也不得少于2個(gè)。