距离测量与GPS定位.docVIP

云南国土资源职业学院课时教案 第 16 周 第 11 次课 专业班级：国土1、2、3、4、5班 日期 2011 年 12 月 日 章节：第五章 距离测量与GPS定位 第九节 差分定位 授课教师：（不能打印，须手签） 目的要求： 掌握单点定位、相对定位、差分定位的原理 重点难点： 1.单点定位的精度控制,作用范围 2.相对定位原理,相对定位的精度,相对定位在测量中的运用以及其实施方法 本次课主要教学法和教学手段：（各部份的教学法和时间分配可写在各部份标题后） 使用多媒体，课堂讲授为主。 程 内 容（教 学 设 计） 第九节 差分GPS 一、概述 1、差分GPS产生的诱因：绝对定位精度不能满足要求 GPS绝对定位的精度受多种误差因素的影响，完全满足某些特殊应用的要求； 美国的GPS政策对GPS绝对定位精度的影响（选择可用性SA）。 2、差分GPS（DGPS – Differential GPS） 利用设置在坐标已知的点（基准站）上的GPS接收机测定GPS测量定位误差，用以提高在一定范围内其它GPS接收机（流动站）测量定位精度的方法。 3、影响绝对定位精度的主要误差 1）主要误差：卫星轨道误差、卫星钟差、大气延迟（对流层延迟、对流层延迟）、多路径效应 2）对定位精度的影响 二、差分GPS的基本原理 1、误差的空间相关性 第 1 页 课 程 内 容（教 学 设 计） 以上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。 2、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 3、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）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 三、差分GPS的分类 1、根据时效性：实时差分、事后差分 2、根据观测值类型：伪距差分、载波相位差分 3、根据差分改正数：位置差分（坐标差分）、距离差分 4、根据工作原理和差分模型：局域差分（LADGPS – Local Area DGPS）、 单基准站差分、基准站差分、广域差分（WADGPS – Wide Area DGPS） 第 2 页 课 程 内 容（教 学 设 计） 四、位置差分和距离差分的特点 1、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 2、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 五、单基准站局域差分 1、结构：基准站（一个）、数据通讯链和用户 2、数学模型（差分改正数的计算方法）：提供距离改正和距离改正的变率 3、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 第 3 页 课 程 内 容（教 学 设 计） 六、多基准站局域差分 1、结构：基准站（多个）、数据通讯链和用户 2、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 3、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 七、广域差分 1、结构：基准站（多个）、数据通讯链和用户 2、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 3、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 1、增强型系统 1）特点：伪卫星技术、卫星通讯技术 2）类型 LAAS – Local Area Au