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gps測量原理及應用(1)(存儲版)

2025-06-13 08:36上一頁面

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【正文】 心發(fā)布的相位差分改正,結 合自身 GPS觀測值,組成雙差相位觀測值, 快速確定整周模糊度參數(shù)和位臵信息,完成 實時定位。 ? 消除距離相關誤差,解決精度均勻性; ? 網(wǎng)絡 RTK定位技術的興起 為了解決常規(guī) RTK技術存在的缺陷,實現(xiàn)區(qū)域 范圍內厘米級、精度均勻的實時動態(tài)定位,網(wǎng)絡 RTK技術應運而生。比如:巴西 Recife的 RBMC、 新加坡的 SIMRSN、澳大利亞 Victoria的 GPS及 其其它等。網(wǎng)絡將能夠為不同的應用提供快速而精確的 GPS定位,應用包括測量、城市規(guī)劃、城市及鄉(xiāng)村建設、環(huán)境監(jiān)測、資源及區(qū)域管理、防災救災、精準農業(yè)、科研以及交通管理。利用 P碼進行單點 實時定位的精度可優(yōu)于 10m。 (2)在衛(wèi)星鐘的鐘頻信號中加高頻抖動(即 ε 技 術)。 ( 3) AS技術會對高精度相對定位數(shù)據(jù)處理,整 周未知數(shù)的確定帶來不便。 試寫出單差、雙差及三差的觀測方程,并說明各 自的特點。 ⑤建立獨立的衛(wèi)星導航與定位系統(tǒng)。 SA和 AS技術對定位的影響 ( 1)降低單點定位的精度。使 C/ A碼定位的精度 從原來的 20m降低到 100m。 ? 精密定位服務 的主要對象是 美國軍事部門 和其 他 特許的部門 。 ? 昆明市 VRS系統(tǒng)的介紹 昆明市 GPS參考站系統(tǒng)分布圖 昆明市賽馬場站 2022年 11月天寶公司宣布為我國提供了全球定位系統(tǒng)( GPS)參考站和 Trimble虛擬參考站( VRS)軟件,以便在中國增設 5個新的基礎設施網(wǎng)絡。 網(wǎng)絡 RTK是在一個較大的區(qū)域內均勻布設參考 站,參考站間距離依據(jù) RTK要達到的精度和當?shù)氐? 電離層活動狀況而定,要提供 1~ 3cm的相對定位 精度,站間距離應在 50~ 100km,在電離層活動頻 繁的區(qū)域,站間距離小于 40km;而在有些大氣穩(wěn) 定的區(qū)域,站間距離可以超過 100km。 常規(guī) RTK在參考站為中心 15km范圍內流動站與參 考站之間誤差強相關,但是,隨著距離的增大, 系統(tǒng)誤差相關性減弱甚至消失,導致難以正確確 定整周未知數(shù),無法取得固定解,定位精度迅速 下降。 計算中心 :根據(jù)各 GPS基準站的觀測值,計算區(qū)域電 離層、對流層和衛(wèi)星軌道等誤差模型,并 實時將各基準站的觀測值減去其誤差改 正,得出無誤差觀測值,再結合移動站的 觀測值,計算出在移動站附近的虛擬參考 站的相位差分改正,并實時地傳給數(shù)據(jù)發(fā) 布中心。為消除衛(wèi)星鐘和接收機鐘的鐘差,削弱衛(wèi)星星歷誤差、電離層延遲誤差和對流層延遲誤差的影響,在 RTK中通常都采用雙差觀測值。 載波相位差分方法分為兩類:一類是 修正法 ,另一 類是 差分法 。故位臵 差分,只適用于 100km以內。PPPPPPX X XY Y YZ Z Z? ? ?? ? ?? ? ?( , , )P P PX Y Z? ? ? 為用戶接收機自身觀測結果, ( , , )P P PX Y Z為經(jīng)過改正后的坐標。 ? 差分 GPS的基本原理 – 利用誤差的空間相關性 ?以上各類誤差中除多路徑效應均具有較強 的空間相關性,從而定位結果也有一定的 空間相關性。 )()()()()(00ijiijijkikijkI n tNI n tNttt??????????????= S1從時刻 ti到 tj S2從時刻 ti到 tj 例: t1時刻 含有 t2時刻 含有 優(yōu)點:可消除的影響(在確定過程中不準造成的 影響) SD DD 線性化 ? , , TD )( 11212 tDDjN0jN0)( 21212 tDDX? Y? Z?)()(),( 1121221212211212 tDDtDDttTD ??返回 在確定整周模糊度時,僅僅為一估值,不是真 值,為減弱整周模糊度的影響,采用三差觀測。 Ф 2i(ti) Ф 1i(ti) P1 P2 ? 為什么要進行單差觀測? 不同接收機觀測同一顆衛(wèi)星,在不同接收機間 求一次差,可消除信號傳播的誤差(對流層、電離 層等的誤差),采用單差觀測的目的就是要減少誤 差的影響提高定位結果的精度。精度因子 GDOP與六面體的體積 V的倒數(shù)成反 比,即: 1/G D O P V? 一般來說,六面體的體積越大,所測衛(wèi)星在空 間的分布范圍也越大, GDOP值越?。环粗?,六面 體的體積越小,所測衛(wèi)星在空間的分布范圍也越 小, GDOP值越大。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? ? ? ? ? ? ?將偽距方程按臺勞級數(shù)展開: 000000000( / ) ( ) /( / ) ( ) /( / ) ( ) /j j jxsj j jysj j jzsd dx X X ld dy Y Y md dz Z Z n??????? ? ?? ? ?? ? ?( 2) 偽距法絕對定位的解算 對于任一歷元 ti,由觀測站觀測四顆衛(wèi)星,則 j=1, 2, 3, 4,令 : kct? ???1 39。靜態(tài) 定位精度為 米級 , 動態(tài) 定位的精度為 10~40米 。 i??)( iInt ? jN0jN0技術難點 2個 : ① 的確定 ② 周跳的探測與修復 二、載波相位測量的觀測方程 接收機 k對衛(wèi)星 j的載波相位測量的觀測方程: 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:方法簡單,誤差較大 )( 0 ??? ???? N??? ????0N 將 作為待定參數(shù)進行平差 0N 如果將 代入 可知,有 5個未知數(shù)。 接收機 — 復制碼 時延器 — 延遲復制碼,經(jīng)延遲時間 使 兩碼對齊, 。 根據(jù) 獲取定位結果的時間 分為: ? 實時定位 是根據(jù)接收機觀測到的數(shù)據(jù),實時的解算出接收機天線所在的位臵。 ? 載波相位定位 所采用的觀測值為 GPS載波相位觀測值 ,即 L1,L2或它們的某種線性組合。 1?? 2?? itc ??ktc ?? , :根據(jù)大氣物理參數(shù)及一定的數(shù)學模型計算; 1?? 2??:衛(wèi)星星歷中包含; itc ??: 未知 。 ρ 1ρ 2ρ 3SP1P2P3ρρρρρρ監(jiān)測方法 : 已知:( X,Y,Z) i, i=1,2,3 觀測: ρ1, ρ2, ρ3 計算:( X,Y,Z) s ρ 1ρ 2ρ 3SP1P2P3ρρρρρρ原理 : 根據(jù)地面已知點的
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