【正文】 態(tài)相對定位是以載波相位觀測量為根據(jù)，并假設相位觀測方程中整周未知數(shù)已預先確定 ，因此同步觀測時間可大大縮短，定位精度接近于經(jīng)典靜態(tài)相對定位結果。一般認為，實際定位工作中，采用雙差模型較為適宜 。 ? ?)()()()(1 12122222 ttttF jkjk ?????? ??????? 三差觀測方程的數(shù)量與獨立觀測量方程相比減少了 nj nt + (ni1)(nj +nt1) ? 與單差觀測方程相比減少了 (ni1)(nj +nt1) ? 與雙差相比減少了 (ni1)(nj 1) 。 ? 為確定觀測站未知數(shù)，必須滿足 (ni1) (nj1)(nt1) ? 3(ni1)，即 (nj1)(nt1) ? 3，或 nt ? (nj+2)/(nj1)。 ? 例如 2個測站， 2個歷元，同步觀測 4顆衛(wèi)星，則獨立觀測量方程總數(shù)為 16，雙差觀測方程為 6，雙差觀測方程比獨立觀測方程減少了 10個，比單差減少 2個。 ? 雙差觀測方程的缺點是可能組成的雙差觀測方程數(shù)將進一步減少 。 ? 當同步觀測的衛(wèi)星數(shù)為 4，則可算得觀測歷元數(shù)大于等于 2。 jkk NNN ??????? ?)()(1)()( 11 ttttF jkk ???? ???????? ? kkk NtttF ??????? )()(1)( 12 ???以 ni表示觀測站數(shù)，以 nj和 nt表示所測衛(wèi)星數(shù)和觀測歷元數(shù) ? 雙差觀測方程總數(shù)為 (ni1) (nj1) nt ? 待定參數(shù)總數(shù)為 3(ni1)+ (ni1)(nj1) ? 第一項為待定點坐標未知數(shù) ? 第二項為雙差模型中出現(xiàn)的整周未知數(shù)數(shù)量。如果取觀測站 T1作為已知參考點，并取符號 則非線性化雙差觀測方程： 該式中除了含有觀測站 T2的位置待定參數(shù)外，還包含一個與整周未知數(shù)有關的參數(shù)。 ? 綜上，獨立觀測方程數(shù)為 ninjnt，單差觀測方程比獨立觀測方程減少了 njnt個 ? 例如 2個測站， 3個歷元，同步觀測 4顆衛(wèi)星，則獨立觀測量方程總數(shù)為 24，單差觀測方程為 12，單差觀測方程比獨立觀測方程減少了 12個。 如果忽略殘差影響，則單差方程可簡化為： 若取 則單差觀測方程改寫為： 以 ni表示觀測站數(shù)，以 nj和 nt表示所測衛(wèi)星數(shù)和觀測歷元數(shù)，并取一個觀測站作為固定參考點 ? 單差觀測方程總數(shù)為 (ni1) nj nt ? 未知參數(shù)總數(shù)為 (ni1) (3+nj+nt) ? 為了通過數(shù)據(jù)處理得到確定的解，必須滿足條件： (ni1) nj nt? (ni1) (3+nj+nt) ? 由于 (ni1) ? 1，則有 nj nt? (3+nj+nt)，即 ? ? jjjj Nttfttcft ??????? )()()()( 12 ???)()()( 1 tcfttF jjj ?? ????jjj NttftcftF ?????? )()()( 2?13???jjt nnn上式表明： ? 必要的歷元數(shù)只與所測的衛(wèi)星數(shù)有關，與觀測站的數(shù)量無關 ? 例如當觀測站所測衛(wèi)星數(shù)為 4，可得觀測歷元數(shù)應大于 7/3，而歷元數(shù)為整數(shù)，故歷元數(shù)為 4。 ? 如果對流層對獨立觀測量的影響已經(jīng)根據(jù)實測大氣資料利用模型進行了修正 ? 電離層的影響也利用模型或雙頻技術進行了修正，則載波相位觀測方程中相應項，只是表示修正后的殘差對相位觀測量的影響。 ? 兩觀測站接收機的相對鐘差，對同一歷元兩站接收機同步觀測量所有單差的影響均為常量。 ? 因此， 應用原始觀測量的非差分模型，進行高精度定位研究，也日益受到重視 。 ? 如果某一歷元，對參考站或參考衛(wèi)星的觀測量無法采用，將使 觀測量的差分產(chǎn)生困難。 ? 平差計算中，差分法將使觀測方程數(shù)明顯減少。表達式為： ? ?? ?)()()()()()()()()()()(111211122122212212tttttttttttjjkkjjkkkkk????????????????????????????? 載波相位原始觀測量的不同線性組合，都可作為相對定位的相關觀測量 ? 優(yōu)點： ? 消除或減弱一些具有系統(tǒng)性誤差的影響，如衛(wèi)星軌道誤差、鐘差和大氣折射誤差等。表示為 ?雙差（ DoubleDifference——DD）：在不同觀測站，同步觀測同一組衛(wèi)星，所得單差之差。 靜態(tài)差分定位的觀測方程 假設安置在基線端點的接收機 Ti(i=1,2)，對 GPS衛(wèi)星 sj和 sk于歷元 t1和 t2進行了同步觀測，可以得到如下的載波相位觀測量：?1j(t1)、 ?1j(t2) 、 ?1k(t1) 、 ? 1k(t2)、 ?2j(t1) 、 ? 2j(t2)、 ? 2k(t1)、 ?2k(t2)。為準 RTK技術． ? 差分法：后者將基準站采集的載波相位發(fā)送給用戶進行求差解算坐標。 ? 用戶站接收 GPS衛(wèi)星的載波相位與來自基準站的載波相位．并組成相位差分觀測值進行實時處理，能實時給出厘米級的定位結果。 ? 它能實時提供觀測點的三維坐標，并達到厘米級的高精度。 ? 位置差分、偽距差分、偽距差分相位平滑等技術已成功地用于各 種作業(yè)中 ? 隨之而來的是更加精密的測量技術 ——載波相位差分技術。 ? 相位平滑偽距測量 167。 )()(~)( ttt jijiji ??? ???167。 ? 目前，應用 C/A碼的定位精度，在距離基準站 50100km的范圍內，可達米級。該處理方式簡單，數(shù)據(jù)傳輸量小，應用普遍。 ? 根據(jù)傳輸數(shù)據(jù)性質和數(shù)據(jù)處理方式，一般分以下兩種： （ 1）將基準站上的同步觀測數(shù)據(jù)，實時地傳輸給運動的接收機，在運動點上根據(jù)收到的數(shù)據(jù)，按模型進行處理，實時確定運動點相對基準站的空間位置。 利用測碼偽距的不同線性組合（單差或雙差）進行動態(tài)相對定位，與動態(tài)絕對定位一樣，每一歷元必須至少同步觀測 4顆衛(wèi)星。 測碼偽距動態(tài)相對定位法 測碼偽距觀測方程的一般形式為： 如果將運動點 Ti(t)與固定點 T1的同步測碼偽距觀測量求差，可得單差模型： 若略去大氣折射殘差的影響，則簡化為 )()()()(~ 1 ttcttt jjij ???? ????)()()()()()(~ tTtIttcttctt jigjijijiji ??????? ????)]()([)]()([)]()([)()()(~1111tTtTtItIttttctttjjigjgjiijjij????????????? ?????若仍以 ni和 nj表示包括基準站在內的觀測站總數(shù)和同步觀測衛(wèi)星數(shù)，則單差方程數(shù)為 (ni1)nj，未知參數(shù)總量為4(ni1)，求解條件為 (ni1)nj ? 4(ni1)，即 nj ? 4。 ? 動態(tài)相對定位與靜態(tài)相對定位一樣的地方 ? 可以有效地消除或減弱衛(wèi)星軌道誤差、鐘差、大氣折射誤差的系統(tǒng)性影響，顯著提高定位精度。改正模型 ? 衛(wèi)星鐘差誤差：廣域差分可計算出衛(wèi)星鐘各時刻的精密鐘表值。 ? 廣域差分ＧＰＳ的基本思想 : ? 對ＧＰＳ觀測量的誤差源加以區(qū)分，將每一誤差源的數(shù)值通過數(shù)據(jù)鏈傳輸給用戶站，改正用戶站的ＧＰＳ定位誤差 ? 引入電離層模型、對流層模型和衛(wèi)星星歷誤差估算 (包括衛(wèi)星鐘差改正 ) ? 擴展偽距差分（廣域差分）誤差集中表現(xiàn)為三方面： ? 星歷誤差：擴展差分依賴區(qū)域精密定軌確定精密星歷取代廣播星歷。 ２．擴展偽距差分（廣域差分） ? 在一個廣闊的地區(qū)內提供高精度的差分ＧＰＳ服務，將若干基準站和主站組成差分ＧＰＳ網(wǎng)。 結論： ? 用戶站和基準站距離越大，用ＧＰＳ差分得到的位置精度越低。 ? 基準站和用戶站間距離對偽距差分的精度有決定性影響。 ? 基準站提供所有衛(wèi)星改正數(shù)，用戶只需接收４顆衛(wèi)星信號，結構可簡單。 已知基準站精密坐標和用星歷計算得到的某一時刻的衛(wèi)星坐標，可計算衛(wèi)星到基準站的真實距離： 根據(jù)測量值可得偽距改正數(shù)及變化率： 用戶的改正偽距即為： 利用改正的偽距按觀測方程計算用戶坐標 優(yōu)點： ? 偽距改正是在ＷＧＳ－８４坐標上進行的，得到的是直接改正數(shù)，所以 可到達很高的精度。 1．偽距差分 偽距差分是目前用途最廣的一種差分技術。 ? 其基本方法是： ?在定位區(qū)域內，于一個或若干個已知點上設置 GPS接收機作為基準站，連續(xù)跟蹤觀測視野內所有可見的GPS衛(wèi)星偽距 ?經(jīng)與已知距離比對，求出偽距修正值（稱為差分修正參數(shù)），通過數(shù)據(jù)傳輸線路，按一定格式發(fā)播 ?測區(qū)內的所有待定點接收機，除跟蹤觀測 GPS衛(wèi)星偽距外，同時還接收基準站發(fā)來的偽距修正值，對相應的 GPS衛(wèi)星偽距進行修正 ?然后，用修正后的偽距進行定位 ? 差分定位在基準站的支持下，利用差分修正參數(shù)改正觀測偽距 ?大大消減衛(wèi)星星歷誤差、電離層和對流層延遲誤差及 SA的影響，提高定位精度。 偽距差分原理 ? 差分定位是相對定位的一種特殊應用。 位置差分只適用于基準站與用戶站相距 100km以內的情況。 優(yōu)點：計算簡單，適用各種 GPS接收機。 ?特點 ? 精度和可靠性高 167。 ? 主要應用于基線較長，不需實時獲得定位結果的測量工作 ? 由于建立和維持一個數(shù)據(jù)實時傳輸系統(tǒng)（包括無線電信號的發(fā)射和接收設備），不僅技術復雜，而且花費較大，一般除非必須獲得實時定位結果外，均采用觀測數(shù)據(jù)的測后處理方式。 ? 以相對定位原理為基礎的實時差分 GPS可有效減弱衛(wèi)星軌道誤差、鐘差、大氣折射誤差以及 SA政策影響，定位精度遠遠高于測碼偽距動態(tài)絕對定位。 衛(wèi)星 動態(tài)差分定位 ? 用一臺接收機安置在基準站上固定不動，另一臺接收機安置在運動載體上，兩臺接收機同步觀測相同衛(wèi)星，以確定運動點相對基準站的實時位置。 ? 準動態(tài)差分定位 ? 接收機在移動過程中必須保持對觀測衛(wèi)星的連續(xù)跟蹤 ? 在高精度靜態(tài)差分定位中，當僅有兩臺接收機時，一般應考慮將單獨測定的基線向量聯(lián)結成向量網(wǎng)（三角網(wǎng)或導線網(wǎng)），以增強幾何強度，改善定位精度。 ? 縮短靜態(tài)相對定位的觀測時間關鍵在于快速而可靠地確定整周未知數(shù)。 ? 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 ，對中等長度的基線（ 100500km），相對定位精度可達 106107甚至更好。 差分 GPS對測量定位精度的改進 DGPS( 單位： m) 間距（ km ） 誤差類型 GPS ( 單位： m) 0 100 300 500 衛(wèi)星鐘誤差 0 0 0 0 衛(wèi)星星歷誤差 0 SA ：衛(wèi)星鐘頻抖動 24 SA ：人為引入的星歷誤差 24 0 大氣延遲誤差：電離層延遲 0 大氣延遲誤差：對流層延遲 0 基準站接收機誤差噪 聲和多路徑誤差 基準站接收機誤差：測量誤差 DGPS 誤差（ ms) 用戶接收機誤差 用戶等效距離誤差（ rms) 導航精度（ 2drms