DGPS原理
目前GPS系統(tǒng)提供的定位精度是優(yōu)于10米，而為得到更高的定位精度，我們通常采用差分GPS技術(shù)：將一臺GPS接收機(jī)安置在基準(zhǔn)站上進(jìn)行觀測。根據(jù)基準(zhǔn)站已知精密坐標(biāo)，計(jì)算出基準(zhǔn)站到衛(wèi)星的距離改正數(shù)，并由基準(zhǔn)站實(shí)時(shí)將這一數(shù)據(jù)發(fā)送出去。用戶接收機(jī)在進(jìn)行GPS觀測的同時(shí)，也接收到基準(zhǔn)站發(fā)出的改正數(shù)，并對其定位結(jié)果進(jìn)行改正，從而提高定位精度。
差分GPS分為兩大類：偽距差分和載波相位差分
1． 偽距差分原理
這是應(yīng)用最廣的一種差分。在基準(zhǔn)站上，觀測所有衛(wèi)星，根據(jù)基準(zhǔn)站已知坐標(biāo)和各衛(wèi)星的坐標(biāo)，求出每顆衛(wèi)星每一時(shí)刻到基準(zhǔn)站的真實(shí)距離。再與測得的偽距比較，得出偽距改正數(shù)，將其傳輸至用戶接收機(jī)，提高定位精度。
這種差分，能得到米級定位精度，如沿海廣泛使用的“信標(biāo)差分”
2．載波相位差分原理
載波相位差分技術(shù)又稱RTK（Real Time Kinematic）技術(shù)，是實(shí)時(shí)處理兩個(gè)測站載波相位觀測量的差分方法。即是將基準(zhǔn)站采集的載波相位發(fā)給用戶接收機(jī)，進(jìn)行求差解算坐標(biāo)。
載波相位差分可使定位精度達(dá)到厘米級。大量應(yīng)用于動態(tài)需要高精度位置的領(lǐng)域。
GPS系統(tǒng)的特點(diǎn) GPS系統(tǒng)具有全天候、全方位、高精度、多用途以及方便快捷高效等特點(diǎn)。
1）全天候 ：指野外觀測可不受時(shí)間的限制。不論白天黑夜、刮風(fēng)下雨、夏暖冬寒，均可獲得滿意的觀測效果。
2）全方位 ： 指野外作業(yè)不受空間的限制，只要能同時(shí)接收到四顆以上衛(wèi)星的信號，即可進(jìn)行定位。不要求測站間互相通視，可在陸地、海上、水上、空中（航測）測量定位。既可靜態(tài)觀測，也可動態(tài)觀測。
3）高精度：單頻 GPS接收機(jī)靜態(tài)測量（后處理）精度可達(dá)±5mm+2ppm·D。雙頻 GPS接收機(jī)靜態(tài)測量精度可達(dá)±5mm+1ppm·D。實(shí)時(shí)動態(tài)測量（ RTK）精度可達(dá)±20mm+2ppm·D。
4）多用途：不僅用于測量定位，還可用于導(dǎo)航以及測速和授時(shí)。還可為交通、氣象、農(nóng)業(yè)、林業(yè)、地震、環(huán)保、考古、旅游、探險(xiǎn)等領(lǐng)域提供良好的服務(wù)。
5）方便快捷高效：野外觀測操作簡單，易于掌握，作業(yè)時(shí)間短，大大減輕了野外作業(yè)的勞動強(qiáng)度。動態(tài)差分定位每站只需幾秒鐘。
GPS系統(tǒng)的應(yīng)用
1)在大地測量中，用于建立各全國性的和地區(qū)性的GPS控制網(wǎng)。 2)在大型工程控制測量中，用于建立精密工程控制網(wǎng) . 3)用于工程的變形監(jiān)測。 4)用于測制數(shù)字地形圖和地籍圖。 5)用于國界、行政邊界等勘界測量。 6)GPS配合遙感技術(shù)（RS）和地理信息系統(tǒng)（GIS）的3S技術(shù)用于農(nóng)業(yè)的土地資源綜合利用，病蟲害的防治，精確農(nóng)業(yè)的管理，取得良好的經(jīng)濟(jì)效益。 7)用于測定林業(yè)分布，測量面積，以及森林防火。 8)GPS系統(tǒng)已廣泛應(yīng)用于野外考察、考古、探險(xiǎn)、旅游等工作。 9)GPS系統(tǒng)還可用于航空、航海、港口、內(nèi)河、湖泊的導(dǎo)航。 10)通過 GPS系統(tǒng)對車輛的定位管理，實(shí)現(xiàn)對車輛的監(jiān)控、調(diào)度、報(bào)警、事故緊急處理等。
GPS系統(tǒng)發(fā)展前景GPS系統(tǒng)原本用于軍事目的，由于民用技術(shù)上的開發(fā)利用，顯示強(qiáng)大的生命力，具有廣泛的應(yīng)用和發(fā)展前景，但也面臨新的問題。
1)GPS系統(tǒng)的功能將得到增強(qiáng)，并增加民用頻道（L5），擴(kuò)大民用服務(wù)范圍。
2)GPS接收機(jī)將朝著智能化、小型化發(fā)展，GPS與手機(jī)的結(jié)合，甚至GPS進(jìn)入因特網(wǎng)也將成現(xiàn)實(shí)。 3)導(dǎo)航定位將趨于多元化。
GPS系統(tǒng)是美國一家壟斷的產(chǎn)品，各國從自身的國家安全和經(jīng)濟(jì)利益角度出發(fā)，都想擺脫受制于人的被動局面，因此凡有實(shí)力的國家都有意想發(fā)展自己的導(dǎo)航定位系統(tǒng)。目前，俄羅斯的GLONASS系統(tǒng)，歐洲的NAVSAT系統(tǒng)，都已投入使用。國際民航總局正在建立中的GNSS系統(tǒng)，我國自主建成的北斗導(dǎo)航定位系統(tǒng)，以及正與歐洲合作建立覆蓋全球的Galileo導(dǎo)航定位系統(tǒng)（圖1—5），都將使未來導(dǎo)航定位沿著多元化空間資源環(huán)境的方向發(fā)展，各種定位系統(tǒng)之間共享、互相兼容，技術(shù)更趨完善，定位精度更高。
此外， 3S技術(shù)的應(yīng)用將進(jìn)一步發(fā)展，服務(wù)領(lǐng)域?qū)⒏訑U(kuò)大。
地球坐標(biāo)系：固定在地球上與地球一起自轉(zhuǎn)和公轉(zhuǎn)的坐標(biāo)系；地球坐標(biāo)系分類：參心坐標(biāo)系、地心坐標(biāo)系。定義坐標(biāo)系的要素：原點(diǎn)位置、尺度與坐標(biāo)軸指向；還包括一些天文、物理、地球等參數(shù)，若采用大地 坐標(biāo)表述形式還需要橢球元素。
GPS測量的誤差源：GPS測量誤差按其生產(chǎn)源可分3大部分：GPS信號的自身誤差，包括軌道誤差(星歷誤差)和sA，As影響(美國衛(wèi)星對陸地發(fā)射信號的控制系統(tǒng))；GPS信號的傳輸誤差，包括太陽光壓，電離層延遲，對流層延遲，多路徑傳播和由它們影響或其他原因產(chǎn)生的周跳；GPS接收機(jī)的誤差，主要包括鐘誤差，通道問的偏差，鎖相環(huán)延遲，碼跟蹤環(huán)偏差，天線相位中心偏差等。
外業(yè)觀測是指利用GPS接收機(jī)采集來自GPS衛(wèi)星的電磁波信號，其作業(yè)過程大致可分為天線安置、接收機(jī)操作和觀測記錄。外業(yè)觀測應(yīng)嚴(yán)格按照技術(shù)設(shè)計(jì)時(shí)所擬定的觀測計(jì)劃進(jìn)行實(shí)施，只有這樣，才能協(xié)調(diào)好外業(yè)觀測的進(jìn)程，提高工作效率，保證測量成果的精度。為了順利地完成觀測任務(wù)，在外業(yè)觀測之前，還必須對所選定的接收設(shè)備進(jìn)行嚴(yán)格的檢驗(yàn)。
天線的妥善安置是實(shí)現(xiàn)精密定位的重要條件之一，其具體內(nèi)容包括：對中、整平、定向并量取天線高。
接收機(jī)操作的具體方法步驟，詳見儀器使用說明書。實(shí)際上，目前GPS接收機(jī)的自動化程度相當(dāng)高，一般僅需按動若干功能鍵，就能順利地自動完成測量工作，并且每做一步工作，顯示屏上均有提示，大大簡化了外業(yè)操作工作，降低了勞動強(qiáng)度。
觀測記錄的形式一般有兩種：一種由接收機(jī)自動形成，并保存在機(jī)載存儲器中，供隨時(shí)調(diào)用和處理，這部分內(nèi)容主要包括接收到的衛(wèi)星信號、實(shí)時(shí)定位結(jié)果及接收機(jī)本身的有關(guān)信息。另一種是測量手簿，由操作員隨時(shí)填寫，其中包括觀測時(shí)的氣象元素等其它有關(guān)信息。觀測記錄是GPS定位的原始數(shù)據(jù)，也是進(jìn)行后續(xù)數(shù)據(jù)處理的唯一依據(jù)，必須妥善保管。
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