GPS测量原理及应用：05 距离测量与定位方法.ppt

* * * * * * * [节] 要点 GPS的特性 受美国控制 卫星系统 作用是用于导航、定位和授时 全天侯、连续、实时、三维 * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * [节] 要点 GPS的特性 受美国控制 卫星系统 作用是用于导航、定位和授时 全天侯、连续、实时、三维 * * * * * * * * * * * * * * * * * * 上次课程主要内容回顾 单点定位 相对定位 * 9. 网络RTK及连续运行参考系统CORS * 网络RTK的基本概念 单基准站RTK受基线长度限制较大（15km） 网络RTK：在一个区域均匀布设若干已知坐标的参考站；各参考站根据自己的观测值和坐标计算基准站间的残余误差项（轨道、对流层延迟和电离层延迟误差）；用户接收基准站的这些改正参数，然后根据自己的位置计算出相应的改正数。 网络RTK受基线限制较小，能达到50-100km。 * 网络RTK的组成 基准站网（至少三个） 数据处理中心和播发中心（处理参考站GPS数据，并播发） 数据通信链路 用户（接收机、通信设备、处理软件） * 网络RTK的常用方法 虚拟参考站（VRS）技术：将用户伪距定位点作为虚拟参考站 优点：用户只需按照常规RTK软件计算 缺点：双向通信 主辅站技术（MAX） 区域改正法（FKP） * 连续运行参考系统（CORS） CORS：以提供卫星导航定位服务为主的多功能服务系统。其功能包括： 为交通部门提供位置服务，典型导航定位精度为2-3m 为测量用户快速提供厘米级精度的定位服务（网络RTK） 高精度大地测量（用户只需要一台接收机） 动态大地测量（参考站的坐标时间序列） 授时 GPS气象 电离层模型 * * 10.差分GPS * 差分GPS的基本原理 差分GPS产生的诱因：绝对定位精度不能满足要求 误差的空间相关性 GPS各类误差中除多路径效应均具有较强的空间相关性，从而定位结果也有一定的空间相关性。 差分GPS的基本原理 利用基准站（设在坐标精确已知的点上）测定具有空间相关性的误差或其对测量定位结果的影响，供流动站改正其观测值或定位结果 差分改正数的类型 距离改正数：利用基准站坐标和卫星星历可计算出站星间的计算距离，计算距离减去观测距离即为距离改正数。 位置（坐标）改正数：基准站上的接收机对GPS卫星进行观测，确定出测站的观测坐标，测站的已知坐标与观测坐标之差即为位置的改正数。 * 差分GPS对测量定位精度的改进 * 位置差分和距离差分的特点 位置差分 差分改正计算的数学模型简单 差分数据的数据量少 基准站与流动站要求观测完全相同的一组卫星 距离差分 差分改正计算的数学模型较复杂 差分数据的数据量较多 基准站与流动站不要求观测完全相同的一组卫星 位置差分 距离差分 距离改正 坐标改正 * 差分GPS的分类 根据时效性 实时差分 事后差分 根据观测值类型 伪距差分 载波相位差分 根据工作原理和差分模型 单基准站差分（SRDGPS） 局域差分（LADGPS – Local Area DGPS） 广域差分（WADGPS – Wide Area DGPS） * 单基准站局域差分 结构 基准站（一个）、数据通讯链和用户 数学模型（差分改正数的计算方法） 位置差分：单点定位结果+接收的坐标改正数 距离差分：距离改正，然后单点定位 特点 优点：结构、模型简单 缺点：差分范围小，精度随距基准站距离的增加而下降，可靠性低 基准站 数据通讯链 流动站（用户） * 多基准站局域差分 结构 基准站（多个）、数据通讯链和用户 数学模型（差分改正数的计算方法） 加权平均 偏导数法 最小方差法 特点 优点：差分精度高、可靠性高，差分范围增大 缺点：差分范围仍然有限，模型不完善 多基准站差分系统结构 * 广域差分 结构 基准站（多个）、数据通讯链和用户 数学模型（差分改正数的计算方法） 与普通差分不相同 普通差分是考虑的是误差的综合影响 广域差分对各项误差加以分离，建立各自的改正模型 用户根据自身的位置，对观测值进行改正 特点 优点：差分精度高、差分精度与距离无关、差分范围大 缺点：系统结构复杂、建设费用高 * 差分GPS的新进展 增强型系统 特点 伪卫星技术 卫星通讯技术 类型 LAAS – Local Area Augmentation System 采用地基伪卫星 WAAS – Wide Area Augmentation System 采用空基伪卫星 采用通讯卫