GPS絕對(duì)定位與相對(duì)定位

1、第五章 GPS衛(wèi)星定位基本原理,5.5 GPS絕對(duì)定位與相對(duì)定位 廈門(mén)理工學(xué)院 空間系,主要內(nèi)容,GPS絕對(duì)定位原理 衛(wèi)星幾何分布精度因子 相對(duì)定位的基本概念 單差觀測(cè)模型 雙差觀測(cè)模型 三差觀測(cè)模型,一、 GPS絕對(duì)定位原理,GPS絕對(duì)定位是以地球質(zhì)心為參考點(diǎn)，確定接收機(jī)天線在WGS-84坐標(biāo)系中的絕對(duì)位置。由于定位過(guò)程僅需一臺(tái)接收機(jī)，因此又稱(chēng)為單點(diǎn)定位。 優(yōu)點(diǎn)：一臺(tái)接收機(jī)單獨(dú)定位，觀測(cè)簡(jiǎn)單，可瞬時(shí)定位 缺點(diǎn)：精度主要受系統(tǒng)性偏差的影響，定位精度低,測(cè)碼偽距觀測(cè)方程的線性化形式： 測(cè)相偽距觀測(cè)方程的線性化形式：,對(duì)在某歷元同時(shí)觀測(cè)的n顆衛(wèi)星，其誤差方程及位置解為：,衛(wèi)星幾何分布精度因子,平面

2、位置精度衰減因子 高程精度衰減因子 空間位置精度衰減因子 接收機(jī)鐘差精度衰減因子 幾何精度衰減因子,精度因子與所測(cè)衛(wèi)星的空間分布有關(guān) 六面體體積最大情形：一顆衛(wèi)星處于天頂，其余3顆衛(wèi)星相距120度。,三、相對(duì)定位的基本概念,相對(duì)定位：將兩臺(tái)接收機(jī)分別安置在基線的兩個(gè)端點(diǎn)，其位置靜止不動(dòng)，并同步觀測(cè)相同的4顆以上GPS衛(wèi)星，確定基線兩個(gè)端點(diǎn)在協(xié)議地球坐標(biāo)系中的相對(duì)位置，這種定位模式稱(chēng)為相對(duì)定位。,用戶(hù)站,用戶(hù)站,基本觀測(cè)量：載波相位 中等長(zhǎng)度的基線(100-500km)，相對(duì)定位精度可達(dá)10-610-7，甚至更好 缺點(diǎn)：觀測(cè)時(shí)間過(guò)長(zhǎng) 解決辦法：整周未知數(shù)快速逼近法,載波相位觀測(cè)方程 從中可以看出

3、，靜態(tài)相對(duì)定位受哪些因素的影響。,GPS誤差對(duì)兩個(gè)觀測(cè)站或者多個(gè)觀測(cè)站同步觀測(cè)相同衛(wèi)星具有較強(qiáng)的相關(guān)性 GPS相對(duì)定位中的組合方式是發(fā)現(xiàn)這些相關(guān)性，從而消除誤差最好的方法 組合方式有三種：?jiǎn)尾?、雙差和三差。,四、單差觀測(cè)模型,單差：指不同觀測(cè)站，同步觀測(cè)相同衛(wèi)星所得觀測(cè)量之差。 形式一：接收機(jī)(測(cè)站)間求差（單差常用） 形式二：衛(wèi)星間求差 形式三：不同時(shí)刻(歷元)求差 求差后的線性組合作為虛擬觀測(cè)值,測(cè)站間求單差的虛擬觀測(cè)模型具有以下優(yōu)點(diǎn)： 衛(wèi)星鐘差完全消除； 大大消弱了衛(wèi)星星歷誤差； 大大消弱了對(duì)流層和電離層的影響，在短距離內(nèi)幾乎可以完全消除；,五、雙差觀測(cè)模型,雙差：不同測(cè)站，同步觀測(cè)同一組衛(wèi)星，所得單差觀測(cè)量之差。 雙差觀測(cè)方程在t1時(shí)刻均含有相同的接收機(jī)鐘差，因此，在衛(wèi)星間求差后，不再存在鐘差。也就是說(shuō)在雙差模型中可以消除鐘差影響。,六、三差觀測(cè)模型,三差：不同歷元，同步觀測(cè)同一組衛(wèi)星所得雙差觀測(cè)量之差。 優(yōu)點(diǎn)：不存在整周未知數(shù),總結(jié)： 在一個(gè)測(cè)站上對(duì)兩個(gè)觀測(cè)目標(biāo)進(jìn)行觀測(cè)，將觀測(cè)值求差；或在兩個(gè)測(cè)站上對(duì)同一個(gè)目標(biāo)進(jìn)行觀測(cè)，將觀測(cè)值求差；或在一個(gè)測(cè)站