gps絕對(duì)定位原理ppt課件-wenkub
2023-05-20 12:33:41 本頁(yè)面
【正文】 的待定參數(shù)和系數(shù)均相同。如果同步觀測(cè)的衛(wèi)星數(shù) nj大于 4顆時(shí)，則需利用最小二乘法平差求解。 如果于歷元 t觀測(cè)站至所測(cè)衛(wèi)星之間的偽距已經(jīng)經(jīng)過(guò)衛(wèi)星鐘差改正： 取 則測(cè)碼偽距觀測(cè)方程可寫為 或 )()()(~)(~ tTtIttr jigjijiji ????? ?)()()(~ ttcttr ijiji ?? ??)(|)(|)(~ ttcttr iijji ???? ρρ)()()(~ tTtIttc jigjiijiji ?????? ????j(t)=[Xj(t) Yj(t) Zj(t)]T為衛(wèi)星 sj在協(xié)議地球坐標(biāo)系中的瞬時(shí)空間直角坐標(biāo)向量， ?i=[Xi Yi Zi]T為觀測(cè)站 Ti在協(xié)議地球坐標(biāo)系中的空間直角坐標(biāo)向量。 絕對(duì)定位可根據(jù)天線所處的狀態(tài)分為動(dòng)態(tài)絕對(duì)定位和靜態(tài)絕對(duì)定位。原則上觀測(cè)站位于以 3顆衛(wèi)星為球心，相應(yīng)距離為半徑的球與觀測(cè)站所在平面交線的交點(diǎn)上。 絕對(duì)定位也稱單點(diǎn)定位，是指在協(xié)議地球坐標(biāo)系中，直接確定觀測(cè)站相對(duì)于坐標(biāo)原點(diǎn)（地球質(zhì)心）絕對(duì)坐標(biāo)的一種方法。 “絕對(duì)”一詞主要是為了區(qū)別相對(duì)定位，絕對(duì)定位和相對(duì)定位在觀測(cè)方式、數(shù)據(jù)處理、定位精度以及應(yīng)用范圍等方面均有原則區(qū)別。 由于 GPS采用單程測(cè)距原理，實(shí)際觀測(cè)的站星距離均含有衛(wèi)星鐘和接收機(jī)鐘同步差的影響（偽距），衛(wèi)星鐘差可根據(jù)導(dǎo)航電文中給出的有關(guān)鐘差參數(shù)加以修正，而接收機(jī)的鐘差一般難以預(yù)料。無(wú)論動(dòng)態(tài)還是靜態(tài)，所依據(jù)的觀測(cè)量都是所測(cè)的站星偽距。為了確定觀測(cè)站坐標(biāo)和接收機(jī)鐘差，至少需要 4個(gè)偽距觀測(cè)量。 212020200 }])([])([])({[)( ijijijji ZtZYtYXtXt ???????)()( 1 tt iii laZ ????誤差方程組的形式為 根據(jù)最小二乘法平差求解 解的精度為： mz為解的中誤差， ?0為偽距測(cè)量中誤差， Qii為權(quán)系數(shù)陣Qz主對(duì)角線的相應(yīng)元素。如果在起始?xì)v元 t0衛(wèi)星 sj被鎖定（跟蹤）后，觀測(cè)期間沒(méi)有發(fā)生失鎖現(xiàn)象，則整周待定參數(shù) Nij只是與該起始?xì)v元 t0有關(guān)的常數(shù)。 但載體在運(yùn)動(dòng)過(guò)程中，要始終保持對(duì)所測(cè)衛(wèi)星的連續(xù)跟蹤，目前在技術(shù)上尚有一定困難，同時(shí)目前動(dòng)態(tài)解算整周未知數(shù)的方法，在應(yīng)用上也有局限性。 若 nt為觀測(cè)歷元數(shù)，在忽略接收機(jī)鐘差隨時(shí)間變化的情況下，可得相應(yīng)的誤差方程： ? ?? ?TiiiiiTntiiiiiiiiZYXttt???????????ZvvvVLZAV)(. ..)()( 21其中 按最小二乘法求解： 在不同歷元觀測(cè)的衛(wèi)星數(shù)一般不同，在組成上列系數(shù)陣時(shí)應(yīng)注意 。為了求解，觀測(cè)量總數(shù)必須滿足： 133??????jjttjtjnnnnnnn 即從上式可見(jiàn)，當(dāng)所測(cè)衛(wèi)星數(shù)為 4，則觀測(cè)歷元數(shù)應(yīng)大于 3。但定位精度仍受衛(wèi)星軌道誤差和大氣折射誤差等影響，只有當(dāng)衛(wèi)星軌道精度較高，并以必要的精度對(duì)觀測(cè)量加入電離層和對(duì)流層等項(xiàng)修正，才能發(fā)揮測(cè)相法絕對(duì)定位潛能；同時(shí) 如何防止和修復(fù)整周變跳 ，對(duì)保障定位精度十分重要。 利用 GPS進(jìn)行絕對(duì)定位或單點(diǎn)定位時(shí)，定位精度主要取決于 （ 1）所測(cè)衛(wèi)星在空間的幾何分布（通常稱為衛(wèi)星分布的幾何圖形） （ 2）觀測(cè)量精度。在實(shí)踐中，根據(jù)不同要求，可選用不同的精度評(píng)價(jià)模型和相應(yīng)的精度因子，通常有： ?平面位置精度因子 HDOP(horizontal DOP)：相應(yīng)的平面位置精度 2122110)( qqH D O PH D O Pm H???? ?? 高程精度因子 VDOP(Vertical DOP):相應(yīng)的高程精度為： ? 空間位置精度因子 PDOP(Position DOP)：相應(yīng)的三維定位精度： ? 接收機(jī)鐘差精度因子 TDOP(Time DOP)，鐘差精度： ? 幾何精度因子 GDOP(Geometric DOP)，描述空間位置誤差和時(shí)間誤差綜合影響的精度因子，相應(yīng)的中誤差： 21330)( qV D O PV D O Pm V??? ?213322110)( qqqP D O PP D O Pm P????? ?21440)( qT D O PT D O Pm T??? ?? ? 21222144332211 0 )()()( T D O PP D O PqqqqGDOPGDOPm G???????? ? GPS絕對(duì)定位的誤差與精度因子 DOP的大小成正比，在偽距觀測(cè)精度 ?0確定的情況下，如何使精度因子的數(shù)值盡可能減小，是提高定位精度的一個(gè)重要途徑。GDOP ? 1/?。因此在滿足衛(wèi)星高度角要求的條件下，盡可能使六面體體積接近最大。假設(shè)于歷元t1和 t2測(cè)定的載體實(shí)時(shí)位置分別為 X1(t1)和 X2(t2)，則其運(yùn)動(dòng)速度可簡(jiǎn)單地表示為 由此可得載體運(yùn)行方向的速度為 ???????????????????????????????????????????)()()()()()(111122212 tZtYtXtZtYtXttZY
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