全球定位系统及其在铁路工程测量中的应用

全球定位系统(GPS)是测量定位系统的最新发展。本文简要地介绍了GPS 的发展概况和定位方法,综述了 GPS 在国内外工程测量中的应用现状,并对其在铁路工程测量中的应用前景作了展望。

GPS测量结果的转换

本文介绍将ＧＰＳ观测得到的ＷＧＳ—８４坐标系中的地心坐标转换为国家或地方独立坐标系坐标的方法，最后提出几点结论和看法。

GPS高程转换

如何将ＧＰＳ测量所得到的大地高转换成习用的正常高，是测量工作者普遍关注的问题。本文在简要叙述大地高、正常高和高程异常三者关系的基础上，综合介绍和分析了ＧＰＳ点正常高的三种求解方法及其试验结果，从中不难看出国内外在ＧＰＳ高程转换方面的研究概貌，最后给出了几点结论和看法。

GPS载波相位观测值的线性组合及其相关性分析

对载波相位观测值进行适当的组合（即求单、双、三差）是ＧＰＳ相对定位数据处理中广泛采用的一种方法。本文在简要介绍相位组合量的构成与目的的基础上，系统地分析了各相位差分量之间的相关性，对双差以及三差方程间协方差阵的计算方法进行了总结，并给出了相应的算例和结论。

运行中解算GPS相位模糊值

运行中（ＯＴＦ）解算ＧＰＳ相位模糊值，即接收机运行时载波相位观测值中初始模糊值的求解，是ＧＰｓ数据处理技术方面的新进展。本文阐述运行中相位模糊值求解法的基本概念，并介绍作者为提高整周模糊值求解速度和可靠性而开发的计算程序。

米的新定义

1983年10月,米被重新定义为光在 1/299792458秒里所传播的距离。作者解释了为什么需要改变米的定义,并对利用新定义来实现标准米长所推荐的各种方法作了评论。

用动态GPS法进行精密的道路断面测量

本文叙述了用动态ＧＰＳ法进行精密的道路断面测量的实践和体验。在５ｋｍ路段上的测试显示了此法较之经典测量方法所具有的灵活、精确和经济性。

用曲面内插法将GPS椭球高转换成正高

本文论述了根据一组已正高和椭球高的眯，将ＧＰＳ椭球高转换成正高的几种曲面内插法。这些方法使用一移动曲面，并且借助用户指定测区内的已知高程控制点。其中第一法是利用美国国家大地测量局（ＮＧＳ）研制的ＧＥＯＩＤ９０模型而得到的大地水准面高。第二法是加权一地。其余五种方法均属移动面最小乘内插法（ＩＭＬＳ），每种方法均通过邻已知点拟合出一个曲面。

直线外空间定线法

本文提出了一种在直线外设站进行直线的三维定线的方法。如果已知一条直线上的两个点，则不需要在该直线上置镜。直线外定线是通过构成两个平面来完成的。这两个平面的交线正好是给定的直线，每个平面均包含两个已知点和一个所选定的不在该直线上的置镜点。用此法所得的定线精度与用经纬仪进行平面定线的精度相当。

窄频相关接收机用于GPS精密静态定位的性能分析

本文论述了采用ＮｏｖＡｔｅｌＧＰＳＣａｒｄ型接收机（单频、１０通道、Ｃ／Ａ码）窄频相关技术进行精密静态定位的性能。为了进行这种评定，于１９９２年１２月在美国东部实施了一系列测试。在数天时间里观测了０．５－３２０ｋｍ的若干条基线，据以分析基线的重视度及其与地面精密坐标间的一致性。利用双差法和三差法对载波相位观测值进行后处理。为了分离大气误差和接收机误差源，测试中使用了精密星历。

非完整尺截值视距测量模型

在视距测量中，当视线较长、竖直角过大以及视线受阻时，常有必要观测1／2或1／4尺截值。此时若采用两倍1／2尺截值或四倍1／4尺截值的标准视距公式来计算水平距离和高差，则会产生相当大的偏差。本文导出了修正后的视距计算公式，该公式为实测1／2或1／4尺截值、竖直角以及有关仪器参数的显函数。这个公式是依据实际完整尺截值与实测部分尺截值之间的几何关系而得出的。非完整尺截值可以在下1／2或上1／2尺截值，或者是下、中下、中上或、1／4尺截值。这个仅对标准视距公式作局部改进的公式，可以很方便地供人工计算或在可编程序计算器上使用。

水平面距离与水准面距离的归算

随着距离观测值精度的不断提高,“水平”的定义有必要重新考虑。在许多应用中,水平距离是利用竖直角按斜距的直角三角形分量而求得的。由于铅垂线收敛于地心附近以及水平面与水准面二者的不同,如不进行正确的归算,则所测斜距的精确性便会丧失。本文探讨了斜距归算的几何图形,并描述了如何根据两种观测图形求得水平面和水准面距离,其一是斜距加端点高程,其二是斜距加天顶(竖直)角。对垂直折光差也进行了讨论。文中表格揭示了水平面距离与水准面距离的相似之处以及他们与相同斜距的直角三角形分量的不同之处。两张曲线图则帮助读者判定忽略铅垂线收敛引起的系统误差是否显著。文章最后介绍了水平距离向海平面的归算问题。

GPS相位观测值中周跳的探测与修复

在ＧＰＳ测量中，如何对载波相位观测值中的周跳进行探测和修复，是精密定位数据处理中的一个十分重要的问题。本文首先概述了周跳的产生、定义及其来源，其次介绍了不同周跳检验量的构成，然后重点讨论了周跳检验的若干方法，最后引出了几点结论。

相对论效应及其对GPS技术的影响

本文根据相对论基本原理，系统地阐述了GPS中必须仔细考虑的几项主要的相对论效应，包括运动时钟的时间膨胀、引力频移以及地球自转引起的Sagnac效应等，并对相对论效应在GPS中的实际应用进行了定量分析和讨论。