第三、四章GPS定位基本原理和GPS定位误差分析.pptVIP

第三章GPS静态定位原理 教材五、六、七章 GPS定位方法分类 根据定位模式： ??单点定位（绝对定位）：绝对定位是以地球质心为参考点，测定接收机天线在协议地球坐标系中的绝对位置。 ?? 相对定位：确定测站与某一地面参考点之间的相对位置。 ?? 差分定位：用两台GPS接收机，将一台接收机安设在基准站上固定不动，另一台接收机安置在运动的载体上，两台接收机同步观测相同的卫星，通过在观测值之间求差，以消除具有相关性的误差，提高定位精度。而运动点位置是通过确定该点相对基准站的相对位置实现的。 GPS定位方法分类 根据定位时接收机天线的运动状态： ?? 静态定位：如果在定位过程中，用户接收机天线处于静止状态，或者更明确地说，待定点在协议地球坐标系中的位置，被认为是固定不动的，那么确定这些待定点位置的定位测量就称为静态定位。 ?? 动态定位：如果在定位过程中，用户接收机天线处在运动状态，这时待定点位置将随时间变化。确定这些运动着的待定点的位置，称为动态定位。 GPS定位方法分类 根据定位时效： ?? 实时定位：在用户站接收到GPS卫星信号的同时计算出定位结果。 ?? 事后定位：在测后进行有关的数据处理，求得用户站的定位结果。 GPS定位方法分类 根据观测值类型： ?? 伪距测量：利用C/A码伪距或P码伪距作为观测量进行定位测量。 ?? 载波相位测量：利用L1载波或L2载波测得的载波相位伪距作为观测量进行定位测量。 GPS定位方法分类 依确定整周模糊度的方法及观测时段的长短 ?? 常规静态定位 快速静态定位 静态绝对定位原理（测码伪距定位） ? 静态绝对定位是在接收机天线处于静止状态下，确定测站的三维地心坐标。 ? 定位所依据的观测量，是根据码相关测距原理测定的卫星至测站间的伪距。 ? 由于定位仅需使用一台接收机，速度快，灵活方便，且无多值性问题等优点，广泛用于低精度测量和导航。 静态绝对定位原理（测码伪距定位） 伪距法单点定位（一） ?? 观测值： C/A码伪距或P码伪距。 ?? 结果：在地固坐标系（WGS-84，ITRF）下的坐标。 静态绝对定位原理（测码伪距定位） 静态绝对定位原理（测码伪距定位） 静态绝对定位原理（测码伪距定位） 静态绝对定位原理（测码伪距定位） 静态绝对定位原理（测码伪距定位） 伪距法单点定位（四） ?? DOP值– Dilusion Of Precision（几何精度因子） ?? PDOP（三维位置精度因子） ?? HDOP（水平分量精度因子） ?? VDOP（垂直分量精度因子） ?? GDOP（反映卫星空间几何分布对接收机钟差和位置综合影响的精度因子） ?? TDOP（钟差精度因子） 静态相对定位原理（测相伪距定位） 静态相对定位原理（测相伪距定位） 静态绝对定位，由于受到卫星轨道误差、接收机钟不同步误差，以及信号传播误差等多种因素的干扰，其定位精度较低，2～3h C/A码伪距绝对定位精度约为±20m，远不能满足大地测量精密定位的要求。而静态相对定位，由于采用载波相位观测量以及相位观测量的线性组合技术，极大地削弱了上述各类定位误差的影响，其定位相对精度高达10-6～10-7，是目前GPS定位测量中精度最高的一种方法，广泛应用于大地测量、精密工程测量以及地球动力学研究。 静态相对定位原理（测相伪距定位） 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。 载波相位测量 载波相位测量 载波相位测量 载波相位测量 载波相位测量 GPS测量的误差 1、概述 ? 系统误差（影响） – 与卫星有关的误差 ? 星历误差 ? 卫星钟差 ? 相对论效应 – 与传播途径有关的误差 ? 对流层折射 ? 电离层折射 ? 多路径效应 – 与接收机有关的误差 ? 接收机钟差 ? 天线相位中心的偏差及变化 ? 各通道间的信号延迟误差 – 其它 ? 偶然误差 GPS测量的误差 消除、削弱上述系统误差（影响）的措施和方法 – 引入参数 – 建立模型 – 同步观测值求差 – 忽略 GPS测量的误差 2、与卫星有关的误差（影响） ? 卫星星历（轨道）误差 ? 卫星钟差 ? 相对论效应 GPS测量的误差 1）卫星星历（轨道）误差 ? 什么是卫星星历： ? 预报星历（广播星历）与实测星历（精密星历） 什么是卫星星历误差： 指由卫星星历计算得到的卫星空间位置与卫星在空间的实际位置之差。 ? 处理方法： – 精密定轨 – 轨道松驰 – 相对定位 GPS测量的误差 2）卫