gps導(dǎo)航定位原理ppt課件(編輯修改稿)
2025-06-01 12:15 本頁面
【文章內(nèi)容簡介】 注意對觀測值加入電離層、對流層等各項改正，防止和修復(fù)整周跳變，以提高定位精度。整周未知數(shù)解算后，不再為整數(shù)，可將其調(diào)整為整數(shù)，解算出的觀測站坐標(biāo)稱為固定解，否則稱為實數(shù)解。載波相位靜態(tài)絕對定位解算的結(jié)果可以為相對定位的參考站（或基準(zhǔn)站）提供較為精密的起始坐標(biāo)。 利用載波相位觀測量進行靜態(tài)絕對定位 Slide 35 為了評價定位結(jié)果，在導(dǎo)航學(xué)中，一般采用有關(guān)精度因子（精度衰減因子、精度系數(shù)、精度彌散） DOP（ Dilution Of Precision） 的概念。 在實踐中，根據(jù)不同要求，可選用不同的精度評價模型和相應(yīng)的精度因子，通常有： ※ 平面位置精度因子 HDOP(horizontal DOP) ※ 高程精度因子 VDOP(Vertical DOP) ※ 空間位置精度因子 PDOP(Position DOP) ※ 接收機鐘差精度因子 TDOP(Time DOP) ※ 幾何精度因子 GDOP(Geometric DOP)， 描述空間位置誤差和時間誤差綜合影響的精度因子 定位精度的評價 Slide 36 相對定位也分靜態(tài)定位和動態(tài)定位。安置在基線端點的接收機固定不動，通過連續(xù)觀測，取得充分的多余觀測數(shù)據(jù)，改善定位精度。 靜態(tài)相對定位一般均采用載波相位觀測值（或測相偽距）為基本觀測量 。 靜態(tài)相對定位 T1 T2 S1 S2 S3 S4 Slide 37 在兩個觀測站或多個觀測站同步觀測相同衛(wèi)星的情況下，衛(wèi)星的軌道誤差、衛(wèi)星鐘差、接收機鐘差以及電離層和對流層的折射誤差等對觀測量的影響具有一定的相關(guān)性，利用這些觀測量的不同組合（求差）進行相對定位，可有效地消除或減弱相關(guān)誤差地影響，從而提高相對定位的精度。 靜態(tài)相對定位 Slide 38 GPS載波相位觀測值可以在衛(wèi)星間求差，在接收機間求差，也可以在不同歷元之間求差。各種求差法都是觀測值的線性組合。 將觀測值直接相減的過程叫做求一次差，所得結(jié)果稱單差。對一次差繼續(xù)求差，所得結(jié)果稱為雙差，同樣還有三差。這些差分觀測值模型能夠有效地消除各種偏差項。 求解過程也是首先將觀測方程線性化后求解并確定誤差。 靜態(tài)相對定位 Slide 39 第三部分 GPS導(dǎo)航定位原理 ?偽距測量 ?載波相位測量 ?絕對定位和相對定位 ?導(dǎo)航原理與方法 ?GPS測量誤差來源 Slide 40 導(dǎo)航的概念首先起源于航海事業(yè)，其最初的含義是引導(dǎo)運載體從一個地點航行到另一個地點的過程。導(dǎo)航的首要問題就是確定航行體的即時位置，還要測定其速度、時間、姿態(tài)等狀態(tài)參數(shù)。由此可見，導(dǎo)航是一種廣義的動態(tài)定位。 衛(wèi)星導(dǎo)航是用導(dǎo)航衛(wèi)星發(fā)射的導(dǎo)航定位信息引導(dǎo)運動載體安全到達目的地的一門新興科學(xué)。 GPS在導(dǎo)航領(lǐng)域的應(yīng)用，有著比 GPS靜態(tài)定位更為廣闊的前景。 衛(wèi)星導(dǎo)航概念 Slide 41 GPS導(dǎo)航是一種廣義的 GPS動態(tài)定位，從目前的應(yīng)用看來，主要分為以下幾種方法： （ 1）單點動態(tài)定位 （ 2）實時差分動態(tài)定位 （ 3）后處理差分動態(tài)定位 GPS動態(tài)定位方法分類 Slide 42 單點動態(tài)定位是用安設(shè)在一個運動載體上的 GPS信號接收機，自主地測得該運動載體的實時位置，從而描述出該運動載體的運動軌跡。所以 單點動態(tài)定位又叫絕對動態(tài)定位 。例如，行駛的汽車和火車，常用單點動態(tài)定位。 GPS單點動態(tài)定位 Slide 43 實時差分動態(tài)定位是用安設(shè)在一個運動載體上的 GPS信號接收機，及安設(shè)在一個基準(zhǔn)站上的另一臺 GPS接收機，聯(lián)合測得該運動載體的實時位置，從而描述出該運動載體的運行軌跡，故 差分動態(tài)定位又稱為相對動態(tài)定位 。例如，飛機著陸和船艦進港，一般要求采用實時差分動態(tài)定位，以滿足它們所要求的較高定位精度。 GPS實時差分動態(tài)定位 Slide 44 后處理差分動態(tài)定位和實時差分動態(tài)定位的主要差別在于，在運動載體和基準(zhǔn)站之間，不必像實時差分動態(tài)定位那樣建立實時數(shù)據(jù)傳輸，而是在定位觀測以后，對兩臺 GPS接收機所采集的定位數(shù)據(jù)進行測后的聯(lián)合處理，從而計算出接收機所在運動載體在對應(yīng)時間上的坐標(biāo)位置。例如，在航空攝影測量時，用 GPS信號測量每一個攝影瞬間的攝站位置，就可以采用后處理差分動態(tài)定位。 GPS后處理差分動態(tài)定位 Slide 45 對于動態(tài) GPS用戶，除了需要確定 GPS接收機載體的實時位置，往往還要測定載體的實時航行速度。假設(shè)于歷元 t1和 t2測定的載體實時位置分別為 X1(t1)和 X2(t2)，則其運動速度可簡單地表示為： 由此可得載體運行方向的速度為： GPS接收機載體航速的測定 ???????????????????????????????????????????)()()()()()(111122212 tZtYtXtZtYtXttZYXiiiiii???? ? 21222 ZYXv s ??? ???Slide 46 定時有著廣泛的應(yīng)用。從日常生活到航天發(fā)射，從出外步行到航空航海，都離不開定時。 利用 GPS信號進行時間傳遞，一般采用兩種方法： （ 1）一站單機測時：應(yīng)用一臺 GPS接收機在一個已知坐標(biāo)的觀測站上進行測時的方法。 （ 2）共視對比定時法：在兩個測站上各設(shè)一臺 GPS接收機，同步觀測同一衛(wèi)星，來測定兩用戶時鐘的相對偏差，達到高精度時間比對的目的。 GPS定時 Slide 47 第三部分 GPS導(dǎo)航定位原理 ?偽距測量 ?載波相位測量 ?絕對定位和相對定位 ?導(dǎo)航原理與方法 ?GPS測量誤差來源 Slide 48 GPS測量誤差來源及其影響 GPS測量通過地面接收設(shè)備接收衛(wèi)星傳送的信息來確定地面點的三維坐標(biāo)。 GPS定位中，影響觀測量精度的主要誤差來源分為三類： ?與衛(wèi)星有關(guān)的誤差。 ?與信號傳播有關(guān)的誤差。 ?與接收設(shè)備有關(guān)的誤差。 為了便于理解，通常均把各種誤差的影響投影到站星距離上，以相應(yīng)的距離誤差表示，稱為 等效距離誤差 。 Slide 49 誤差來源 P碼 C/A碼 衛(wèi)星 星歷與模型誤差 鐘差與穩(wěn)定度 衛(wèi)星攝動 相位不確定性 其它 合計
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