gps基本原理和使用方法(已修改)
2025-05-13 18:19 本頁(yè)面
【正文】 3S技術(shù)集成 之 GPS原理和使用方法 全球定位系統(tǒng)（ Global Positioning System,簡(jiǎn)稱(chēng)GPS） GPS系統(tǒng)基本構(gòu)成 GPS定位原理 ? GPS定位的基本原理是 空間后方交會(huì) ，以 GPS衛(wèi)星與用戶(hù)接收機(jī)天線之間的空間距離為基本觀測(cè)量，根據(jù)已知的衛(wèi)星瞬時(shí)坐標(biāo)來(lái)確定用戶(hù)接收機(jī)所在的點(diǎn)位，即待定點(diǎn)的三維坐標(biāo)（ x， y， z） GPS定位分為偽距測(cè)量 和 載波相位測(cè)量 兩種。 GPS定位方法 ? 1靜態(tài)定位和動(dòng)態(tài)定位 ? 2絕對(duì)定位和相對(duì)定位 ? 3差分定位 1靜態(tài)定位和動(dòng)態(tài)定位 ? 所謂 靜態(tài)定位 ，就是在進(jìn)行 GPS定位時(shí)，認(rèn)為接收機(jī)的天線在整個(gè)觀測(cè)過(guò)程中的 位置是保持不變的 。也就是說(shuō)，在數(shù)據(jù)處理時(shí)，將接收機(jī)天線的位置作為一個(gè)不隨時(shí)間的改變而改變的量。在測(cè)量中，靜態(tài)定位一般用于高精度的測(cè)量定位，其具體觀測(cè)模式多臺(tái)接收機(jī)在不同的測(cè)站上進(jìn)行靜止同步觀測(cè)，時(shí)間由幾分鐘、幾小時(shí)甚至數(shù)十小時(shí)不等。 ? 所謂 動(dòng)態(tài)定位 ，就是在進(jìn)行 GPS定位時(shí)，認(rèn)為接收機(jī)的天線在整個(gè)觀測(cè)過(guò)程中的 位置是變化的 。也就是說(shuō)，在數(shù)據(jù)處理時(shí)，將接收機(jī)天線的位置作為一個(gè)隨時(shí)間的改變而改變的量。動(dòng)態(tài)定位是待定點(diǎn)相對(duì)于周?chē)潭c(diǎn)顯著運(yùn)動(dòng)（相對(duì)于地球運(yùn)動(dòng)）的 GPS定位方法，以車(chē)輛、艦船、飛機(jī)和航天器為載體，實(shí)時(shí)測(cè)定 GPS信號(hào)接收機(jī)的瞬間位置。 絕對(duì)定位和相對(duì)定位 ? 絕對(duì)定位 又稱(chēng)為 單點(diǎn)定位 ，這是一種采用一臺(tái)接收機(jī)進(jìn)行定位的模式，它所確定的是接收機(jī)天線的絕對(duì)坐標(biāo)。其優(yōu)點(diǎn)是作業(yè)方式簡(jiǎn)單，可以單機(jī)作業(yè)。絕對(duì)定位一般用于導(dǎo)航和精度要求不高的情況。但由于受衛(wèi)星星歷誤差、大氣延遲誤差等影響，定位精度較低，一般為25m~30m。單點(diǎn)定位一般用于船舶、飛機(jī)、 勘探 、海洋作業(yè)等方面。 ? 相對(duì)定位 又稱(chēng)為 差分定位 ，這種定位模式采用兩臺(tái)或兩臺(tái)以上的接收機(jī)，同步跟蹤相同的衛(wèi)星信號(hào)，以確定接收機(jī)天線間的相對(duì)位置（三維坐標(biāo)或基線向量）的方法。由于各臺(tái)接收機(jī)同步觀測(cè)相同衛(wèi)星，這樣衛(wèi)星鐘的鐘誤差、衛(wèi)星星歷誤差、大氣延遲誤差幾乎相同，解算各測(cè)點(diǎn)坐標(biāo)時(shí)可有效消除或大幅度削弱，從而有較高的定位精度。相對(duì)定位一般采用載波相位測(cè)量，相對(duì)精度可達(dá)（ 5mm），一般在大地測(cè)量、精密工程測(cè)量等領(lǐng)域有廣泛的應(yīng)用。 差分定位 ? 差分定位 是在已知三維坐標(biāo)的基準(zhǔn)站上設(shè)置 GPS接收機(jī)，求出觀測(cè)值的校正值，并將校正值通過(guò)無(wú)線電通訊實(shí)時(shí)發(fā)送給各待測(cè)點(diǎn)上，對(duì)其接收機(jī)的觀測(cè)值進(jìn)行修正來(lái)提高實(shí)時(shí)定位精度的一種方法。它采用的是單點(diǎn)定位模型，但同時(shí)需要多臺(tái)接受機(jī)，在基準(zhǔn)站和流動(dòng)站之間進(jìn)行同步觀測(cè)，利用誤差的相關(guān)性來(lái)提高定位精度。所以差分定位同時(shí) 具有單點(diǎn)定位和相對(duì)定位特性的定位模式 。 ? GPS動(dòng)態(tài)差分實(shí)時(shí)定位系統(tǒng)由三部分組成 :(1)基準(zhǔn)站 ：在已知三維坐標(biāo)的測(cè)站點(diǎn)上安置 GPS接收機(jī)，接收衛(wèi)星定位信息，并實(shí)時(shí)提供差分修正信息 。(2)流動(dòng)站 ： GPS接收機(jī)隨待測(cè)點(diǎn)流動(dòng)，接收衛(wèi)星定位信息，并實(shí)時(shí)接收基準(zhǔn)站輸來(lái)的修正信息進(jìn)行實(shí)時(shí)定位 。(3)無(wú)線電通訊鏈 ：將基準(zhǔn)站差分修正信息傳輸?shù)搅鲃?dòng)站。 GPS定位誤差 ? 1與衛(wèi)星有關(guān)的誤差 :包括衛(wèi)星星歷誤差和衛(wèi)星鐘誤差。衛(wèi)星星歷誤差將導(dǎo)致衛(wèi)星位置誤差。其誤差是由于系統(tǒng)的地面監(jiān)控部分所給出的衛(wèi)星軌道預(yù)報(bào)值誤差引起。衛(wèi)星鐘差是真衛(wèi)星系統(tǒng)時(shí)與衛(wèi)星上的時(shí)鐘維持的鐘面時(shí)之差。此兩者均屬于系統(tǒng)誤差，可采用數(shù)學(xué)模型改正方法削弱或消除。 ? 與 GPS衛(wèi)星信號(hào)傳播有關(guān)的誤差 :包括有電離層延遲、對(duì)流層延遲和信號(hào)多路徑誤差。 ? 與 GPS衛(wèi)星信號(hào)接收機(jī)有關(guān)的誤差 :包括接收機(jī)觀測(cè)誤差、接收
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