第8章-gnss測量與定位(參考版)
2025-08-10 11:09本頁面
【正文】 ?本質(zhì)上， GPS測量誤差的公共 部分被抵消掉。 本質(zhì)：利用 GPS時間來校準(zhǔn)本地時鐘或振蕩器。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 。 GPS后處理差分動態(tài)定位 后處理差分動態(tài)定位 8/27/2022 ?對于動態(tài) GPS用戶，除了需要確定 GPS接收機(jī)載體的實(shí)時位置，往往還要測定載體的 實(shí)時航行速度 。 GPS實(shí)時差分動態(tài)定位 實(shí)時差分動態(tài)定位 8/27/2022 ?后處理差分動態(tài)定位 和實(shí)時差分動態(tài)定位的主要差別在于，在運(yùn)動載體和基準(zhǔn)站之間，不必像實(shí)時差分動態(tài)定位那樣建立實(shí)時數(shù)據(jù)傳輸，而是在定位觀測以后，對兩臺 GPS接收機(jī)所采集的定位數(shù)據(jù)進(jìn)行測后的聯(lián)合處理，從而計(jì)算出接收機(jī)所在運(yùn)動載體在對應(yīng)時間上的坐標(biāo)位置 。 GPS單點(diǎn)動態(tài)定位 單點(diǎn)動態(tài)定位 8/27/2022 ?實(shí)時差分動態(tài)定位是用安設(shè)在一個運(yùn)動載體上的 GPS信號接收機(jī)，及安設(shè)在一個基準(zhǔn)站上的另一臺 GPS接收機(jī)，聯(lián)合測得該運(yùn)動載體的實(shí)時位置，從而描述出該運(yùn)動載體的運(yùn)行軌跡，故 差分動態(tài)定位又稱為相對動態(tài)定位 。所以 單點(diǎn)動態(tài)定位又叫絕對動態(tài)定位 。 ?求解過程也是首先 將觀測方程線性化后 求解并確定誤差。對一次差繼續(xù)求差，所得結(jié)果稱為 雙差 ，同樣還有 三差 。各種求差法都是觀測值的線性組合。 靜態(tài) 相對定位 T1 T2 S1 S2 S3 S4 8/27/2022 ?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(jī)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(jìn)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。安置在基線端點(diǎn)的接收機(jī)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。 利用載波相位觀測量進(jìn)行靜態(tài)絕對定位 靜態(tài)絕對定位 8/27/2022 ?為了評價(jià)定位結(jié)果 ，一般采用精度因子 DOP（Dilution Of Precision） 的概念。 ?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(shí)數(shù)解 。 利用偽距進(jìn)行靜態(tài)絕對定位 8/27/2022 ?應(yīng)用載波相位進(jìn)行靜態(tài)絕對定位，其精度高于用偽距進(jìn)行靜態(tài)絕對定位。 靜態(tài)定位 8/27/2022 靜態(tài)絕對定位 ?利用偽距觀測量進(jìn)行靜態(tài)絕對定位時，通過連續(xù)地在不同歷元觀測不同的衛(wèi)星，測定衛(wèi)星到觀測站的偽距，獲得充分的多余觀測量，然后利用偽距測量的觀測方程進(jìn)行求解。無論動態(tài)還是靜態(tài)，絕對定位所依據(jù)的觀測量都是所測的站星偽距 。 ?相對定位 是目前 GPS定位中精度最高的一種定位方法。同樣，多臺接收機(jī)安置在若干條基線的端點(diǎn)，通過同步觀測 GPS衛(wèi)星可以確定多條基線向量。 絕對定位方法 概述 8/27/2022 ?GPS相對定位也叫 差分 GPS定位 ，是至少用兩臺 GPS接收機(jī)，同步觀測相同的 GPS衛(wèi)星，確定兩臺接收機(jī)天線之間的相對位置（坐標(biāo)差） 。 ?GPS絕對定位方法的實(shí)質(zhì)是測量學(xué)中的空間距離后方交會。 GPS定位方法分類 8/27/2022 ?絕對定位也稱 單點(diǎn)定位 ，是指在協(xié)議地球坐標(biāo)系中，直接確定觀測站相對于坐標(biāo)原點(diǎn)（地球質(zhì)心）絕對坐標(biāo)的一種方法 。 （ 2）動態(tài)定位：在定位過程中，接收機(jī)天線處于運(yùn)動狀態(tài)。 8/27/2022 按 用戶接收機(jī)作業(yè) 時所處的狀態(tài)劃分： （ 1）靜態(tài)定位：在定位過程中，接收機(jī)位置靜止不動，是固定的。 8/27/2022 8/27/2022 播發(fā)的差分校正量是 位置差 8/27/2022 播發(fā)的差分校正量是 偽距差分 8/27/2022 8/27/2022 ? 定位方法分類 ?按 參考點(diǎn)的不同位置 劃分為： （ 1） 絕對定位 （單點(diǎn)定位）：在地球協(xié)議坐標(biāo)系中，確定觀測站相對地球質(zhì)心的位置。 ? 基準(zhǔn)站將這個測量誤差（稱為 差分校正量 ）通過無線電臺廣播出去。 ? 基準(zhǔn)站接收機(jī) 的位置是預(yù)先精確知道的，可以獲得衛(wèi)星到基準(zhǔn)站的真實(shí)幾何距離。 ? 依據(jù)：衛(wèi)星時鐘誤差、衛(wèi)星星歷誤差、電離層延時、對流層延時等具有空間相關(guān)性和時間相關(guān)性。 ? 為提高長距離相對定位的精度，滿足地球動力學(xué)研究要求，研究這些誤差來源，并確定它們的影響規(guī)律和改正方法，有重要意義。如何減小相位中心的偏移，是天線設(shè)計(jì)的一個迫切問題。 （ 4） 天線相位中心位置偏差 ?GPS定位中，觀測值都是以接收機(jī)天線的相位中心位置為準(zhǔn)，在理論上，天線相位中心與儀器的幾何中心應(yīng)保持一致。 8/27/2022 8/27/2022 （ 3） 載波相位觀測的整周未知數(shù) ?無法直接確定載波相位相應(yīng)起始?xì)v元在傳播路徑上變化的整周數(shù) 。 ? 利用 觀測值求差方法 ，減弱接收機(jī)鐘差影響。如果接收機(jī)鐘與衛(wèi)星鐘之間的同步差為1?s， 則引起的等效距離誤差為 300m。 ? 安置誤差主要有天線的置平與對中誤差和量取天線相位中心高度（天線高）誤差。 8/27/2022
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