第4章GPS卫星定位的基本原理GPS测量定位技术.pptVIP

一、静态定位与动态定位 二、单点定位和相对定位 三、主动式测距和被动式测距 四、用GPS定位的基本方法 GPS接收机在进行定位时，待定点 的位置相对其周围的点位没有发生 变化，其天线位置处于固定不动的 静止状态。 在定位过程中，接收机位于运动着的 载体，天线也处于运动状态的定位。 在一个测站上同步观测4个伪距 观测值，求解出4个未知参数 （3个点位坐标分量和1个钟差 系数）。 四、伪距法定位的应用 （1）间接相对定位 各同步测站分别进行单点定位， 求得各测站坐标，然后相减求得 坐标差。 （2）直接相对定位 当两个测站进行同步观测时， 产生两个数学式，相减后建立 起伪距定位法用于相对定位的 数学模型，然后解算出坐标差。 四、伪距法定位的应用 第三节 载波相位测量 伪距以测距码作为量测信号，因测距 码的波长较长，难以达到较高的精度。 而载波相位测量不使用测距码信号， 不受测距码控制，属于非测距码测量 系统。 载波信号是一种周期性的正弦信号， 相位测量只能测定起不足一个波长 的小数部分，无法测定起正波长个 数。因而存在着整周数的不确定性 问题，使得解算过程复杂化。 第三节 载波相位测量 第三节 载波相位测量 一、载波相位测量原理 二、载波相位测量观测方程 三、载波相位测量差分法 一、载波相位测量原理 将测距码和数据码调制到载波上 由卫星发射机将调制信号发出 接收机解调出纯净的载波信号 接收机产生基准信号 载波信号和基准信号求相位差 若在t0 时刻接收机产生的基准信号 的相位是 ，接收机接收到的 载波信号的相位是 ，若能测定 出二者相位之差 ，则 由载波波长λ就可以求出该瞬间从 卫星至接收机的距离： 一、载波相位测量原理 二、载波相位测量观测方程 由载波相位观测量与接收机天线 相位中心和卫星位置的函数关系 得到线性化的载波相位测量基本 观测方程： 上式更多地用于相对定位。由于作 为已知量的卫星位置，其误差远比 相位观测值误差大，加之大气延迟 改正的精度也难以与相位观测的精 度匹配，所以在相对定位中常采用 差分法解决这些问题。 二、载波相位测量观测方程 三、载波相位测量差分法 常用的差分法有三种形式： （一）在接收机间求一次差（单差） （二）在接收机和卫星间求二次差 （双差） （三）在接收机、卫星和观测历元间 求三次差（三差） * 第四章 GPS卫星定位的基本原理 第四章 GPS卫星定位的基本原理 ●了解GPS测速原理和定时原理。 ●理解主动式测距和被动式测距、伪距 及测定与计算、动态定位的特点。 ●掌握GPS定位、静态定位、动态定位、 单点定位、相对定位等的基本概念和 载波相位测量方法。 学习目标 第四章 GPS卫星定位的基本原理 第一节 GPS定位概述 第二节 伪距法定位 第三节 载波相位的测量 第四节 GPS动态定位原理 本章小结 第一节 GPS定位概述 第一节 GPS定位概述 GPS的定位实质： 把卫星视为“动态”的控制点，在已知 其瞬时坐标的条件下，进行空间距离 后方交会，确定用户接收机天线所处 的位置。 第一节 GPS定位概述 定位方式： 按接收机天线所处的状态不同 （1）静态定位 （2）动态定位 按参考点位置的不同 （1）单点定位 （2）相对定位。 一、静态定位与动态定位 静态定位 一、静态定位与动态定位 动态定位 按照接收机载体的运动速度 （1）低动态（几十米/秒） （2）中等动态（几百米/秒） （3）高动态（几千米/秒） 一、静态定位与动态定位 静态定位与动态定位的不同点 静态定位 可靠性强，定位精度高，在大地测量、工程测量中得到了广泛的应用，是精密定位中的基本模式。 动态定位 可测定一个动点的实时位置、运动载体的状态参数。如速度、时间和方位等。 二、单点定位与相对定位 单点定位 采用两台以上的接收 机同步观测相同的GPS 卫星，以确定接收机 天线间的相互位置关 系的一种方法。 二、单点定位与相对定位 相对定位（差分定位） 优点： 获得较高的精度 缺点： 增加了外业组织和实施难度 三、主动式测距与被动式测距 主动式测距（双程测距） 用电磁波测距仪发射测距信号，通过 反射器反射回来，再由测距仪接收。 根据测距信号的传播时间求解距离ρ 。 只要求仪器钟自身能在信号往、返 时间段中保持稳定，不影响测距精度。 三、主动式测距与被动式测距 主动式测距的优点 主动式测距的缺点 用户须发射信号，因而难以隐蔽自