gps測(cè)量原理及應(yīng)用(1)-文庫吧
2025-04-29 08:36 本頁面
【正文】 )( kk t?——接收機(jī)在時(shí)刻 的本振相位 ktNNNtt kjkkkjk????????????? )(2)()( （以周為單位） jkNN ?????? ??? )(在 初始時(shí)刻 ，載波相位的觀測(cè)值： 0tjjkkjk Nttt 00000 )()()( ?????? ???任一時(shí)刻 衛(wèi)星 到接收機(jī)的相位值： jtjS)()()()()(00ijiijijkikijkI n tNI n tNttt?????????????? 可測(cè)， 整周計(jì)數(shù)器可計(jì)， 未知（因 周跳引起的整周跳變）。 i??)( iInt ? jN0jN0技術(shù)難點(diǎn) 2個(gè) ： ① 的確定 ② 周跳的探測(cè)與修復(fù) 二、載波相位測(cè)量的觀測(cè)方程 接收機(jī) k對(duì)衛(wèi)星 j的載波相位測(cè)量的觀測(cè)方程： 12( ) 2jjk a b kf f ff t f t Nc c c? ? ? ? ? ? ? ?? ? ? ? ? ? ? ?三、整周未知數(shù) 的確定 0N偽距法：方法簡(jiǎn)單，誤差較大 )( 0 ??? ???? N??? ????0N 將 作為待定參數(shù)進(jìn)行平差 0N 如果將 代入 可知，有 5個(gè)未知數(shù)。 222 )()()( ZZYYXX sss ???????12( ) 2jjk a b kf f ff t f t Nc c c? ? ? ? ? ? ? ?? ? ? ? ? ? ? ? 把整周未知數(shù)當(dāng)作平差計(jì)算中的待定參數(shù)來加 以估計(jì)和確定有兩種方法： （ 1）整數(shù)解（固定解）：適合于短基線（ 20km以內(nèi)） 步驟： ① 按四舍五入的原則將平差后得到的實(shí)數(shù)化為整數(shù)； ② 將 （ 為 的三倍中誤差），在區(qū)間 （ ） 內(nèi)有多個(gè)整數(shù) 值； 030 NmN ? 03 Nm 0N00 3~3 00 NN mNmN ?? 0N③ 將各個(gè) 0N代入觀測(cè)方程，求得 iZYX ),(， i=1,2,3… ； ④ 在各個(gè) iZYX ),(中，精度最高的一組所對(duì)應(yīng)的 0N就是最正確的。 （ 2）實(shí)數(shù)解（浮動(dòng)解）適合于長(zhǎng)基線 多普勒法 （三差法） 快速確定整周未知數(shù)法 返回 167。 整周跳變的修復(fù) 一、產(chǎn)生周跳的原因 ① 信號(hào)被其它物體遮攔； ② 大功率電磁場(chǎng)干擾； ③ 電源中斷，或接收機(jī)故障（無法修復(fù)周 跳，需重新觀測(cè)） 二、修復(fù)方法 屏幕掃描法 用高次差或多項(xiàng)式擬合法 在衛(wèi)星間求差 用雙頻觀測(cè)值修復(fù)周跳 根據(jù)平差后的殘差發(fā)現(xiàn)和修復(fù)周跳 返回 復(fù)習(xí)題 ? GPS衛(wèi)星定位的基本原理及相應(yīng)的觀測(cè)方程，并繪圖說明。 ? GPS定位的實(shí)質(zhì)？ ? GPS定位方法的分類？ ? 什么叫 偽距？ 寫出偽距觀測(cè)方程？分析其優(yōu)缺點(diǎn)？ ? 載波相位測(cè)量的基本原理？產(chǎn)生周跳的原因？ 167。 GPS絕對(duì)定位與相對(duì)定位 ? GPS絕對(duì)定位 又稱 單點(diǎn)定位 。即利用 GPS衛(wèi)星和用戶接收機(jī) 之間的距離觀測(cè)值直接確定用戶接收機(jī)天線在 WGS 84坐標(biāo)系中相對(duì)于坐標(biāo)原點(diǎn) —地球質(zhì)心的絕對(duì)坐標(biāo) 。GPS絕對(duì)定位又分為 靜態(tài) 絕對(duì)定位和 動(dòng)態(tài) 絕對(duì)定位。靜態(tài) 定位精度為 米級(jí) ， 動(dòng)態(tài) 定位的精度為 10~40米 。 ? 相對(duì)定位 至少用兩臺(tái) GPS接收機(jī)，同步觀測(cè)相同的 GPS 衛(wèi)星，確定兩臺(tái)接收機(jī)天線之間的相對(duì)位臵（坐 標(biāo)差）。是目前 GPS定位中精度最高的一種定位 方法。 一、 GPS絕對(duì)定位 接收機(jī)天線處于靜止?fàn)顟B(tài)下，確定觀測(cè)站坐標(biāo) 的方法稱為 靜態(tài)絕對(duì)定位 。這時(shí)，可以連續(xù)地在 不 同歷元 同步觀測(cè)不同的衛(wèi)星，測(cè)定 衛(wèi)星至觀測(cè)站 的 偽距 ，獲得充分的多余觀測(cè)量。測(cè)后通過數(shù)據(jù)處理 求得 觀測(cè)站 的 絕對(duì)坐標(biāo) 。 （ 1） 偽距觀測(cè)方程的線性化 偽距觀測(cè)方程： jkjsjsjstctcZZYYXX??????????????????212122)]()()[(解方程可得 ， ),( ZYXkt?（接收機(jī)鐘差），并且要 進(jìn)行精度評(píng)定。 線性化方程： 39。0 1 2()j j j j j j j jkxl m n y c t c tz?? ? ? ? ? ? ? ? ??????? ? ? ? ? ???????式中： 12 2 2 20 0 0 0[ ( ) ( ) ( ) ]j j j js s sX X Y Y Z Z? ? ? ? ? ? ?將偽距方程按臺(tái)勞級(jí)數(shù)展開： 000000000( / ) ( ) /( / ) ( ) /( / ) ( ) /j j jxsj j jysj j jzsd dx X X ld dy Y Y md dz Z Z n??????? ? ?? ? ?? ? ?（ 2） 偽距法絕對(duì)定位的解算 對(duì)于任一歷元 ti，由觀測(cè)站觀測(cè)四顆衛(wèi)星，則 j=1， 2， 3， 4，令 ： kct? ???1 39。1 1 1 11 1 10 122 39。 2 2 2 22 2 20 123 3 33 39。 3 3 3 30 1 24 4 4 39。 4 4 4 441201111ctxl m nctyl m nzl m n ctl m n ct? ? ? ? ? ? ??? ? ? ? ? ? ???? ? ? ? ? ? ??? ? ? ? ? ? ???? ??? ? ??? ? ???? ???? ???????? ?????? ???? ??? ????? ??? ? ? ???? ????? ????令 1 1 12 2 23 3 34 4 41111il m nl m nAl m nl m n?????????????xyXz???????????????????39。 1 2 0j j j j j jL c t? ? ? ? ? ? ?? ? ? ? ?1 2 3 4() TiL L L L L?上式可簡(jiǎn)寫為： 0iiA X L? ??當(dāng)同步觀測(cè)衛(wèi)星多于四顆時(shí)： i i iV A X L???根據(jù)最小二乘求解未知數(shù)： 1( ) ( )TTi i i iX A A A L? ???未知數(shù)中誤差： 0x iiMq??0?——偽距測(cè)量中誤差 iiq ——為權(quán)系數(shù)陣 主對(duì)角線元素 1()Tx i iQ A A ?? 在靜態(tài)絕對(duì)定位的情況下，由于觀測(cè)站不動(dòng)，可 以與不同歷元同步觀測(cè)不同的衛(wèi)星，以 n表示觀測(cè)的 歷元數(shù)，忽略接收機(jī)鐘差隨時(shí)間變化的情況，可得誤 差方程式組： V A X L???12() TnV V V V? ???12() TnA A A A? ???12() TnL L L L? ???1( ) ( )TTX A A A L? ???式中： 絕對(duì)定位精度評(píng)價(jià) 權(quán)系數(shù)陣 在空間直角坐標(biāo)系中的一般形式為： xQ11 12 13 1421 22 23 24131 32 33 3441 42 43 44()Txq q q qq q q qQ A Aq q q qq q q q??????????? 實(shí)際應(yīng)用中，為了估算點(diǎn)的位臵精度，常采用 其在大地坐標(biāo)中的表達(dá)形式。假設(shè)在大地坐標(biāo)系統(tǒng) 中相應(yīng)點(diǎn)位的權(quán)系數(shù)陣為： 11 12 1321 22 2331 32 33Bq q
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