全球定位系统是20世纪70年代由美国国防部研制的新一代卫星导航定位系统，向全球范围内的用户全天候提供高精度的导航、定位和授时服务。GPS算法就是用系统的方法实现GPS原理，处理GPS原始数据，获取位置、速度等信息。 GPS程序设计就是用程序语言实现GPS算法，是GPS原理的最终实现体。结构化技术的特点1自顶向下；2逐步求精3模块化设计4结构化编码。面向对象优点：1稳定性好；2可重用性好；3较易开发大型软件产品；4可维护性好。程序目标：在程序正确的前提下，可读性，易维护，可移植是程序设计首要的目标。Matlab语言特点：高效的数值计算及符号计算功能；完备的图形处理能力；友好的界面及接近数学表达式的自然化语言；功能丰富的应用工具箱。A:矩阵转置inv(A)：A矩阵求逆sum(A)：得到一个行向量，其元素为A的每一列的和diag(A)：得到一个列向量，其元素为A的对角元a:b:c：生成一个由等差数列构成的行向量X，X(i+1)-X(i)=babs（绝对值或复数模）sqrt（平方根）real（复数的实部）imag（复数的虚部）conj（复数的共轭）round（舍入为最接近的整数）fix（向0方向舍入为整数）floor（向负无穷大舍入为整数）四种图形：通用图形函数、二维图形函数、三维图形函数、特殊图形函数图形绘制步骤：1）准备数据2）选择窗口，决定绘制位置3）调用基本绘制函数4）设置绘图线条样式和标记5）设置坐标轴范围，刻度和栅格线6）标记图形坐标轴，图形图例以及其他文字7）打印图形创建二维图形（plot函数）基本命令形式如下：（1）向量式：plot(v)（2）参数式：plot(x,y)（3）矩阵式：plot(y)、（4）混合式：plot(x,y)、（5）综合调用：plot(x1,y1,x2,y2,.)函数工作空间中，变量有三类：（1）由调用函数传递输入和输出数据的变量；（2）在函数内部临时产生的变量（局部变量）；（3）由调用函数空间，基本工作空间或其它函数工作空间提供的全局变量。字符串的比较：1、函数strcmp(str1,str2)：比较两个字符串是否相同，若相等则返回1值，若不相等则返回0值。2、函数strncmp(str1,str2,n):比较两个字符串的前n个字符是否相同，若相等则返回1值，若不相等则返回0值。字符串的归类：1、函数isletter(S):判断串中元素是否为字母。2、函数isspace(S):判断串中元素是否为空格。3、这二个函数的返回结果为与字符串长度相等的矢量，1表示结果为真，0表示结果为假。自定义函数：1、用M函数自定义函数，函数M文件必须以函数的名称来作为文件名，M文件的格式如下：2、=() 3、自变量和因变量都可以是矩阵或几个矩阵。时间系统：1、 恒星时ST：以春分点为参考点，由春分点的周日视运动所定义的时间系统为恒星时系统。2、 平太阳时MT：地球公转轨道为椭圆，太阳的视运动速度不均匀。以平太阳为参考点，以平太阳的周日视运动所定义的时间系统为平太阳时系统。3、 世界时UT：以平子夜为零时起算的格林尼治平太阳时定义为世界时UT4、 原子时ATI：以物质内部原子运动的特征为基础的原子时系统。5、协调世界时UTC：既保持了时间尺度的均匀性，又能近似地反映地球自转的变化。6、GPS时间系统：GPS系统是测时测距系统，时间在GPS测量中是一个基本观测量。历元：是为指定天球坐标或轨道参数而规定的某一特定时刻。任何一个周期运动，只要它的运动是连续的，其周期是恒定的，并且是可观测和用实验复现的，都可以作为时间尺度（时间基准）。跳秒的原因：协调世界时UTC采用原子时秒长，但因原子时比世界时每年快约1s，两者之差逐年积累，便采用跳秒。时间标示法：指的是表示时间的方法。有别于定义时间尺度的时间系统，是建立在时间系统之上的时间表示方法。在GPS应用和数据处理几种时间标示法：日常生活中普遍采用的历法标示法、科学领域中普遍采用的儒略时法、GPS系统内部所的采用GPS时标示法和GPS测量中采用的年积日标示法。历法：罗马历、儒略历、格里高利历和我国的农历儒略时：优点：采用连续的数值来标示时间，适合科学计算。可以很方便地将采用不同方法所标示的时间联系起来。缺点：无法直接反映季节等信息，故日常生活中不常用。格里高利历至儒略日的转换，采用下面的算法，可将用格里高利历所标示的时间转换为儒略日：JD=floor(365.25*(y+4716)+floor(30.6001*(m+1)+D+h/24-1537.5，若m2,则 y=Y-1，m=M+12；若m2,则 y=Y, m=M。 式中：JD为儒略日；Y为年：M为月；D为日；h=H+Min/60+s/3600,H,Min和S分别为时，分和秒；floor为取整函数，有floora a。 儒略日至格里高利历的转换a=INTJD+0.5；b=a+1537;c = floor(b-122.1)/365.25);d = floor(365.25*c);e = floor(b-d)/30.6001);D = floor(b-d- floor(30.6001*e)+ rem(julday+.5,1)；%天 H=(rem(julday+.5,1)*24;%时 M=e-1-12*floor(e/14); %月 Y=c-4715-floor(7+M)/10);%年 Rem函数是取余函数rem(x,y)=x-y*fix(x/y),其中fix()是向0取整，floor向下取整函数。 参考框架：是一组具有相应坐标参照系下坐标及其时间演变的点参考框架是参照系的实现,原因在于:在一组相容的坐标中,实际上隐含了定义一个坐标参照系所必需的一个原点、 一组正交坐标轴的指向和一个尺度。WGS-84 是一个协议地球参照系, 为地心地固右手正交坐标系, 其定义遵循如下准则:1为地心系,原点位于包括海洋和大气在内的整个地球的质心;2尺度在局部地球框架下,遵守相对论原理;3初始定向由国际时间局(BIH)1984.0的定向给定;4定向中的时变不会使地壳产生残余的全球性旋转。参心大地坐标系的建立：确定椭球的形状和大小；定位；定向；确定大地原点1954北京坐标系：采用克拉索夫斯基椭球 a=6378245m=1:298.3；大地原点在前苏联的普尔科沃；大地点高程以青岛验潮站1956年黄海平均海水面为基准； 多点定位；参心大地坐标系。平差方法：分区分期局部平差。 存在的问题： 椭球参数有较大误差。参考椭球面与我国大地水准面存在着自西向东明显的系统性倾斜。几何大地测量和物理大地测量应用的参考面不统一。定向不明确。1980年国家大地坐标系（GDZ80）坐标原点：陕西省泾阳县永乐镇。参考椭球：1975年国际椭球。平差方法：天文大地网整体平差。 特点： a、采用1975年国际椭球。 b、参心大地坐标系是在1954年北京坐标系基础上建立起来的。c、椭球面同似大地水准面在我国境内最为密合，是多点定位。e、定向明确。f、大地原点地处我国中部。g、大地高程基准采用1956年黄海高程。参心坐标系的缺陷：不适合建立全球统一的坐标系；不便于研究地球重力平面控制网和高程控制网分离，破坏了空间点三维坐标的完整性；如何利用GPS-RTK绘制1:1000北京54坐标系地形图1、GPS基线结算得到WGS-84坐标2、七参数转换至北京54空间直角坐标系3、空间直角坐标至大地坐标系4、大地坐标系BL坐标正算得到高斯坐标RINEX格式数据文件：1、 观测值文件存放GPS观测值；2、导航电文文件存放GPS卫星导航电文；3、气象数据文件存放在测站处测定的气象数据；4、GLONASS导航电文文件存放GLONASS卫星导航电文；5、GEO导航电文文件及卫星存放在增强系统中搭载有类GPS信号发生器的地球同步卫星(GEO)的导航电文；6、卫星和接收机钟文件存放卫星和接收机时钟信息RINEX格式命名规则：完整的文件名由用于表示文件归属的8字符长度主文件名和用于表示文件类型的3位字符长度扩展名两部分组成RINEX格式文件结构及特点：1、RINEX格式的数据文件采用文本形式进行存储，可以使用任何标准文本编辑器进行查阅编辑。2、RINEX格式文件的文件头用于存放与整个文件有关的全局性信息，位于每个文件的最前部，其最后一个记录为 “END OF HEADER”。3、导航电文的文件头存放有创建日期、单位名及其它一些相关信息，另外还有可能会存放包含电离层模型参数以及说明GPS时与UTC间关系的参数和跳秒等。4、RINEX格式文件的记录数据紧跟在文件头的后面，随文件类型的不同，所存放数据的内容和具体格式也不相同。5、观测值文件中存放的是观测过程中每一观测历元所观测到的卫星及载波相位、伪距和多普勒等类型的观测值数据等，所包含的实际观测值类型与接收机所记录类型及格式转换时的参数设置有关。6导航电文文件中存放的是所观测卫星的钟差改正模型及卫星轨道数据等。7、气象数据文件中存放的是观测过程中每隔一段时间在测站天线附近测定的干温、相对湿度和气压等数据。8、每一个观测值文件或气象数据文件，通常进包含一个测站在一个观测时段中所获得的数据，不过在快速静态或动态测量应用中，流动接收机通过一次设站所采集的多个测站的数据可以包含在一个数据文件中。9、在观测值文件中，所记录载波相位数据的单位为周，伪距数据的单位为m。观测值所对应的时标（即观测时刻）是依据接收机钟的读数所生成的，而不是标准的GPS时，因而在该时标中含有接收机的钟差。开普勒第一定律：卫星运行的轨道是一个椭圆，而椭圆的一个焦点与地球的质心相重合。开普勒第二定律：卫星的地心向径，即地球质心与卫星质心间的距离向量，在相同的时间内所扫过的面积相等。开普勒第三运动定律：卫星运行周期的平方，与轨道椭圆长半径的立方之比为一常量，而该常量等于地球引力常数GM的倒数。GPS卫星星历：广播星历、精密星历DOP的测量意义：由于测量卫星及接收机空间几何分布的影响带来的用户等效距离误差（UERE）到最终定位误差或定时误差的放大系数称之为DOP伪距定位：由GPS接收机在某一时刻测出四颗以上GPS卫星的伪距，以已知的卫星位置，采用距离交会的方法求定接收机天线所在点的三维坐标。基本原理测量学中的测距交会定位测量二已知点至交会点的距离。无线电导航定位-测量接收机至二或三个无线电发射台的距离。卫星激光测距定位地面三个已知点同步测量至卫星的距离，计算卫星的瞬时坐标；测量地面未知点至三个卫星点的距离，计算未知点的坐标。步骤：GPS卫星发射测距信号和导航电文，导航电文含有卫星的位置信息。用户用GPS接收机在某一时刻同事接收三颗以上的GPS卫星信号，测量出测站点（接收机天线中心）P至三颗以上GPS卫星的距离并结算出该时刻GPS卫星的空间坐标，据此利用距离交会法结算处测站P的位置。似大地水准面：高程测量的基准面，其定义为地面点沿铅垂线(或正常重力线)向下量取正常高所得的端点形成的连续曲面。大地高系统：以WGS-84参考椭球面为基准面的高程系统,其定义是以参考椭球面为基准面的高程系统，地面某点P的大地高是地面点P沿参考椭球的法线方向到参考椭球面的距离。正常高系统：以似大地水准面为基准的高程系统。某点的正常高是该点到通过该点的铅垂线与似大地水准面的交点之间的距离。 高程异常：似大地水准面与椭球面之间的高程差。 大地水准面、似大地水准面、参考椭球面区别与联系：大地水准面是