GPS卫星定位基本原理-课上用.pptx

GPS 卫星定位的基本原理;§5.1 概述;2、测站的位置： GPS 卫星发射测距信号 和导航电 文，导航电文中含 有卫星的位置信息。;3、卫星定位的基本原理 运用空间距离前方交会的方法求出卫星的位置。 运用空间距离后方交会的方法求测站点的位置。 观测值：距离;二、GPS定位方法及分类 ; 载波相位定位 所采用的观测值为GPS载波相位观测值，即L1，L2或它们的某种线性组合。优点是观测值的精度高，一般优于2mm。缺点是数据处理过程复杂，存在整周模糊度的问题。 ;2、根据定位模式分为： 绝对定位 又称单点定位。这是一种采用一台接收机进行定位的作业模式。它所确定的是接收机天线的绝对坐标。 相对定位又称差分定位，这种定位模式采用两台以上的接收机同时对一组相同的卫星进行观测，以确定接收机相互为之间的关系。 ;3、根据获取定位结果的时间分为： 实时定位 是根据接收机观测到的数据，实时的解算出接收机天线所在的位置。 非实时定位 又称后处理定位，它是通过对接收机接收到数据进行后处理，以定位的方法。;4、根据定位时接收机的运动状态分为： 静态定位 就是在整个观测过程中，接收机的位置是不变的。（接收机的位置是一个不随时间变化的量） 动态定位 就是在整个观测过程中，接收机的位置是变化 的（接收机的位置是一个随时间变化的量） ;§5.2 伪距测量;;码 相 关;卫星定位的实际方法：是要同时观测四颗以上卫 星来确定地面点的位置。; 由GPS接收机在某一时刻，同时接收四颗以上的GPS卫星信号，测量出GPS接收机到GPS卫星的距离，根据空间距离后方交会的方法求测站点的位置。 观测方程：;§5.3 载波相位测量 ;;二、载波相位测量的观测方程 接收机k对卫星j的载波相位测量的观测方程：;2、将 作为待定参数进行平差;②将 （ 为 的三倍中误差），在区间 （ ）内有多个整数 值；;§ 整周跳变的修复 ;§ 整周跳变的修复 ;§ 整周跳变的修复 ;§ GPS绝对定位与相对定位;一、GPS绝对定位;解方程可得 ， ;（2）伪距法绝对定位的解算;上式可简写为：; 在静态绝对定位的情况下，由于观测站不动，可 以与不同历元同步观测不同的卫星，以n表示观测的 历元数，忽略接收机钟差随时间变化的情况，可得误 差方程式组：;3、绝对定位精度评价;根据误差传播率：;精度因子通常有： （1）平面位置精度因子HDOP及其相应的平面 位置精度：;（3）空间位置精度因子PDOP及其相应的三维定 位精度：;（5）几何精度因子GDOP及其三维位置和时间误差 综合影响的中误差：;二、GPS相对定位; 特点 优点：定位精度高 缺点： 多台接收共同作业， 作业复杂 数据处理复杂 不能直接获取绝对坐标 应用 高精度测量定位及导航; 相对定位的类型 静态定位 普通静态定位 快速静态定位 Go and Stop 快速确定整周未知数 动态定位 动态定位中整周未知数的确定 静态初始化 动态初始化（OTF） 实时动态定位（RTK – Real Time Kinematic） 单基准站RTK 多基准站RTK（网络RTK）;;1、单差观测（一次差）——在接收机间求差;2、双差观测（二次差）——在卫星间求差 对载波相位观测值的一次差分观测值继续求差，所得的结果可以被当作虚拟观测值，作载波相位观测值的二次差或双差。常用的求二次差是星站二次差分。;3、三次差——在星历间求差（两个历元的星历间求差）;求差法的缺点 数据利用率低 只有同步数据才能进行差分 引入基线矢量替代了位置矢量 差分观测值间具有了相关性，使处理问题复杂化 参数估计时，观测值的权阵 某些参数无法求出 某些信息在差分观测值中被消除;§ 差分GPS定位原理; GPS定位中，存在着三部分误差：一是多台接收 机公有的误差，如：卫星钟误差、星历误差；二是传 播延迟误差，如：电离层误差、对流层误差；三是接 收机固有的误差，如：内部噪声、通道延迟、多路径 效应。采用差分定位，可完全消除第一部分误差，可 大部分消除第二部分误差（视基