第三章02GPS静态定位原理案例.ppt

应用测距交会的原理，利用三颗以上卫星的已知空间位置交会出地面未知点（用户接收机）的位置。;本节重点内容;一、 静态绝对定位原理（测码伪距定位）;静态绝对定位示意图;伪距法单点定位（一）;伪距法单点定位（二）;伪距法单点定位（三）;二、静态相对定位原理（测相伪距定位）;1 静态相对定位的一般概念 用两台接收机分别安置在基线的两端点，其位置静止不动，同步观测相同的4颗以上GPS卫星，确定基线两端点的相对位置，这种定位模式称为静态相对定位。 在实际工作中，常常将接收机数目扩展到3台以上，同时测定若干条基线。这样做不仅提高了工作效率，而且增加了观测量，提高了观测成果的可靠性。;静态相对定位原理;2 基本观测量及其线性组合;不同卫星间的双差差分形式;; （1）在接收机间求一次差（单差）; （1）在接收机间求一次差（单差）; （2???在接收机和卫星间求二次差（双差） ;（3）在接收机、卫星和观测历元间求三次差（三差） ; （3）在接收机、卫星和观测历元间求三次差（三差） ;三、整周未知数（整周模糊度）的确定;1经典静态相对定位法;（１）整数解(固定解) 整周未知数从理论上讲应该是一个整数，但是，由于各种误差的影响，平差求得的整周未知数往往不是一个整数，而是一个实数。; 平差求出的整周未知数一般为较接近于邻近整数的实数，且如果整周未知数估值的中误差甚小，则可直接取相邻近的整数为整周未知数； 从统计检验的角度，取整周未知数估值加上3倍的中误差(即)为整周未知数的整数取值范围，该范围内包含的所有整数均作为整周未知数的候选值。 ;（2）实数解(浮动解) 对于长基线，误差的相关性降低，因此卫星星历、大气折射等误差的影响难以有效消除，求解的整周未知数精度较低。;通常对于20 km以上的长基线通常不再考虑整周未知数的整数性质，直接将实数作为整周未知数的解。由实数整周未知数获得的基线解也称为浮动解。 ;2 交换天线法;在保持对GPS卫星连续观测且天线高度不变的条件下，将两天线相互交换，并继续同步观测若干历元(1～2 min)。最后再把两天线恢复到原来位置。;假设在固定站T1上的天线A和在交换点T2上的天线B，在历元t1时刻同步观测了卫星p和q，则可得单差观测方程:;同时进一步求差，可得相应的双差观测方程：;天线交换后，对应于t2历元的单差观测方程： ;若将t1和t2历元的双差观测方程求和，则有： ; 按此方法可对基线向量求解，本方法是由同步观测的双差之和消除整周未知数，方程性态良好，因而求解基线向量精度较高，且由于基线很短，求差后较好地消除了卫星星历误差、大气折射误差，因此解算的整周未知数精度较高，且观测时间短、操作方便，在准动态定位中常采用此方法。 ;3 伪距双频法;针对用伪距求整周未知数的两个弱点，Hatch提出一个确定整周未知数的扩波技术，也就是通过L1和L2双频载波相位观测量的线性组合，产生一种波长较长的宽波。再由宽波相位观测量与P码相位观测量的综合处理求得整周未知数。 ;整周跳变（周跳 – Cycle Slips）;如果在观测过程接收机保持对卫星信号的连续跟踪，则整周模糊度 将保持不变，整周计数 也将保持连续，但当由于某种原因使接收机无法保持对卫星信号的连续跟踪时，在卫星信号重新被锁定后， 将发生变化，而 也不会与前面的值保持连续，这一现象称为整周跳变。;周跳产生的原因;周跳的特点;周跳探测与修复方法;历元间高次差分法;历元间高次差分法;历元间高次差分法;利用高次差探测与修复周跳的方法