GPS靜態(tài)測量是一種利用測量型GPS接收機(jī)與定位衛(wèi)星進(jìn)行定位的測量方法。GPS靜態(tài)測量技術(shù)在許多領(lǐng)域中起到了積極的作用，在測量、軍事、交通等各個(gè)方面體現(xiàn)出巨大的價(jià)值。

　　產(chǎn)生背景

　　伴隨著信息技術(shù)和數(shù)字化技術(shù)的深入發(fā)展，在實(shí)踐中得到了廣泛應(yīng)用，測量技術(shù)和空間科學(xué)取得了前所未有的進(jìn)步和發(fā)展。其中，GPS技術(shù)具有精準(zhǔn)、快速、高效和全天候等顯著的特點(diǎn)，已經(jīng)被應(yīng)用到了現(xiàn)代社會(huì)經(jīng)濟(jì)中的很多領(lǐng)域中，尤其是在軍事、交通、測量等方面和領(lǐng)域取得了顯著的成效，凸顯了重要的應(yīng)用價(jià)值。在工程測量和城市中，靜態(tài)GPS測量技術(shù)受到了廣大測繪工作者的普遍歡迎和信任，日益成為了城市工作中的一個(gè)重要的技術(shù)。

　　GPS相對定位原理，是以若干臺的GPS接收機(jī)來跟蹤GPS衛(wèi)星信號，就所觀測的載波相位觀測的數(shù)值，使用求差的方法，從而得出各個(gè)觀測站之間的基線向量也就是坐標(biāo)差。再以已經(jīng)知道的基線向量和坐標(biāo)來對其他各個(gè)觀測點(diǎn)的坐標(biāo)進(jìn)行計(jì)算。使用這種GPS相對靜態(tài)的定位方法不僅可以消除誤差，還能大幅削弱誤差，比如對流程延遲、電離層延遲和衛(wèi)星種差等這些誤差，所以獲得的位置是相對精度很高的。可以將GPS相對定位分為動(dòng)態(tài)相對定位和靜態(tài)相對定位兩種，在實(shí)際的控制測量工作中，靜態(tài)相對定位獲得了廣泛應(yīng)用 。

　　原理

　　GPS靜態(tài)測量是利用測量型GPS接收機(jī)進(jìn)行定位測量的一種，如《GPS接收機(jī)定位原理圖》所示。主要用于建立全球性或國家級大地控制網(wǎng)，建立地殼運(yùn)動(dòng)監(jiān)測網(wǎng)、建立長距離檢校基線、進(jìn)行島嶼與大陸聯(lián)測、鉆井定位及精密工程控制網(wǎng)建立等。進(jìn)行GPS靜態(tài)測量時(shí)，認(rèn)為GPS接收機(jī)的天線在整個(gè)觀測過程中的位置是靜止，在數(shù)據(jù)處理時(shí)，將接收機(jī)天線的位置作為一個(gè)不隨時(shí)間的改變而改變的量，通過接收到的衛(wèi)星數(shù)據(jù)的變化來求得待定點(diǎn)的坐標(biāo)。在測量中GPS靜態(tài)測量的具體觀測模式是采用兩臺(或兩臺以上)接受設(shè)備，分別安置在一條或數(shù)條基線的兩個(gè)端點(diǎn)，同步觀測4顆以上衛(wèi)星，每時(shí)段長45min至2h或更多。基線的定位精度可達(dá)5mm+1×10-6.D，D為基線長度(km)。測量時(shí)，所有已觀測基線應(yīng)組成一系列封閉圖形，有助于進(jìn)一步提高定位精度。

　　技術(shù)分析

　　傳統(tǒng)的測量技術(shù)已經(jīng)日益無法滿足現(xiàn)代信息社會(huì)的要求。比如在較大的范圍內(nèi)測量要利用傳統(tǒng)的技術(shù)和設(shè)備進(jìn)行測量會(huì)有很多轉(zhuǎn)點(diǎn)，有誤差，還會(huì)造成時(shí)間和人力的浪費(fèi)，使資源沒有得到最大限度的利用。因此，在現(xiàn)實(shí)的靜態(tài)GPS測量中，需要在這幾個(gè)方面尤其注意。

　　1、選點(diǎn)

　　為了使衛(wèi)星信號有所保證，在監(jiān)測站的選擇上要選擇那些視野比較開闊，最好是高度角有十五度以上的，不要有成片的遮擋物和障礙物的區(qū)域，比如高層建筑。在監(jiān)測站的大面積選擇上最好是遠(yuǎn)離平靜的水面，一些大功率的無線電信號的發(fā)射源、山坡和高壓輸斷線等一些信號反射物，這樣可以來消除和削弱多路徑的誤差。另外，為了方便觀測，還需要考慮一些地質(zhì)條件比較好和交通便利的因素，這些都是重要的考慮因素。

　　2、布網(wǎng)

　　靜態(tài)GPS基線，是向量網(wǎng)的等級來依據(jù)相應(yīng)的國家規(guī)范和測量標(biāo)準(zhǔn)，按照各個(gè)行業(yè)的測量任務(wù)和規(guī)范來決定等級的。這次試驗(yàn)所采用的是城市測量規(guī)范中的一種，稱之為四等網(wǎng)。采用多形邊網(wǎng)具有很大的優(yōu)點(diǎn)，比如工作量會(huì)相應(yīng)減少很多，節(jié)約了時(shí)間和人力，只需要對多邊形的邊數(shù)加以控制就可以，而且多邊形網(wǎng)具有一定的幾何強(qiáng)度。這種觀測作業(yè)的方式，就是在觀測時(shí)對相鄰的同步的圖形之間進(jìn)行單邊連接，這樣一來，當(dāng)有儀器共同作業(yè)時(shí)，就會(huì)觀測到一定時(shí)段的一個(gè)數(shù)據(jù)，有很好的作業(yè)效平和圖形強(qiáng)度。

　　3、外業(yè)觀測

　　在已經(jīng)選好的觀測點(diǎn)上安裝好一定的GPS接收機(jī)，這樣采取的觀測是分為兩個(gè)時(shí)段的，觀測一小時(shí)后到第一時(shí)段告一段落，再檢查對中、整平的再次測量，去天線高和開機(jī)前所取得天線高作一比較，兩次比較的高度誤差不能大于3mm 。

　　特點(diǎn)

　　1、靜態(tài)GPS 測量站之間不需要通視

　　很多測量站間是需要通視的，相較而言，GPS測站間就不需要通視，這是GPS定位的一個(gè)顯著的優(yōu)點(diǎn)。這是因?yàn)椋３趾芎玫耐ㄒ晽l件，要保障好則量控制網(wǎng)的圖形良好，這都是以往傳統(tǒng)的測量技術(shù)棘手的問題，是比較突出的矛盾。但是GPS測量由于不要求測量站之間相互需要通視，因此，在點(diǎn)位的選擇方面自由度很高，方便靈活操作，這樣就使得控制網(wǎng)的圖形有了良好的保障。

　　2、靜態(tài)GPS定位的精準(zhǔn)度高

　　在短距離測量中，靜態(tài)GPS定位的精度可以以毫米級來計(jì)算，是在15km之內(nèi)的短距離。而中長距離，一般是幾十千米甚至是幾百干米的范圍內(nèi)，測里的相對精確度可以達(dá)到10-7~10-8。這是比以往的測量技術(shù)高出了很多的精確準(zhǔn)度，由此可見，使用GPS定位的精準(zhǔn)度是很高的，具有突出的優(yōu)點(diǎn)。

　　3、能夠進(jìn)行全天候的作業(yè)

　　由于GPS衛(wèi)星的定位數(shù)目很多，并且分布很均勻，因此這樣可以保證任何地點(diǎn)和任何時(shí)間都能進(jìn)行連續(xù)的觀測。這樣就可以保障很好的三位定位，而且一般也不會(huì)變到天氣交化所帶來的影響：

　　4、GPS測量技術(shù)容易操作

　　GPS接收機(jī)是自動(dòng)化程度很高的設(shè)備，一般在外業(yè)觀測中僅需要對整平、中、量取天線高，開機(jī)后需要設(shè)置參數(shù)，至于其他的只需要工作儀器自己完成，這是一臺具有很高的工作效率的設(shè)備和機(jī)器，體現(xiàn)了自動(dòng)化技術(shù)和數(shù)字化技術(shù)在實(shí)際中得到了很好的運(yùn)用：GPS測量還能提供精確度很高的測定的測站點(diǎn)三維坐標(biāo)。

　　5、所需要觀測的時(shí)間短

　　伴隨著GPS測量技術(shù)的發(fā)展和完善，靜態(tài)的GPS相對測量只需要30min左右的時(shí)間，動(dòng)態(tài)的GPS定位技術(shù)則更短，只需要幾分鐘甚至數(shù)秒鐘的時(shí)間即可以實(shí)現(xiàn)高達(dá)厘米級，甚至是毫米級的精確度，具有極高的效率。