《第五章_GPS卫星定位基本原理》.pptVIP

原始载波相位观测值 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： （2）高程精度因子VDOP及其相应的高程精度： （3）空间位置精度因子PDOP及其相应的三维定 位精度： （4）接收机钟差精度因子TDOP及其相应的钟差 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： 精度因子的数值与所测卫星的几何分布图形有 关。精度因子GDOP与六面体的体积V的倒数成反 比，即： 一般来说，六面体的体积越大，所测卫星在空 间的分布范围也越大，GDOP值越小；反之，六面 体的体积越小，所测卫星在空间的分布范围也越 小，GDOP值越大。 二、GPS相对定位 GPS相对定位：是至少用两台GPS接收机，同步观 测相同的GPS卫星，确定两台接收 机天线之间的相对位置（坐标差）。 基线长度的中误差 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 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） 与接收机无关 与卫星无关 空间相关性强 空间相关性强 不随时间变化 GPS按载波相位观测值可以在卫星间求差，在 接收机间求差，也可以在不同历元间求差。各类求 差方法都是观测值的线性组合。 1、单差观测（一次差）——在接收机间求差 例：S1卫星 测站1 测站2 同样在测站间可对每颗卫星的相位观测值求差。 优点：①可消除卫星钟差的影响； ②削弱星历误差的影响； ③可削弱电离层和对流层的影响。 为了消除接收机间钟差的影响，需采用双差观测。 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。 例：S1卫星 ， S2卫星 DD ? dX， dY， dZ，dis。 优点：可以消除掉接收机误差的影响。 3、三次差——在星历间求差（两个历元的星历间求差） 三次差是在接收机、卫星和历元之间求三次差。 特点：消去整周未知数（模糊度）。 例：t1时刻 含有 t2时刻 含有 §5.6 差分GPS定位原理 差分GPS定位技术是将一台GPS接收机安置在 基准站上进行观测。根据基准站已知精密坐标，计 算出基准站到卫星的距离改正数，并由基准站实时 地将这一改正数发送出去。用户接收机在进行GPS 观测的同时，也接收到基准站的改正数，并对其定 位结果进行改正，从而提高定位精度。 差分GPS的基本原理利用误差的空间相关性。 * * * 第五章 GPS 卫星定位的基本原理 §5.1 概述 §5.2 伪距测量 §5.3 载波相位测量 §5.4 整周跳变的修复 §5.5 GPS绝对定位与相对定位 §5.6 差分GPS定位原理 §5.7 美国的GPS政策 §5.1 概述 一、卫星定位的基本原理 1、卫星的位置：靠地面监测站（点的坐标已知）， 地面监测站时刻监测卫星，测出二者之间的距离，然后由地已知点的坐标交会出卫星的位置。 监测方法： 已知：（X,Y,Z）i， i=1,2,3 观测：ρ1，ρ2，ρ3 计算：（X,Y,Z）s 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。 监测方法： 如果测距无误差， 已知：（X,Y,Z）s， s=1,2,3 观测：ρ1，ρ2，ρ3 计算：（X,Y,Z）p 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