第五章-gps衛(wèi)星定位基本原理-在線瀏覽
2024-09-26 00:01本頁面
【正文】 改正項 。而幾何距離 ρ 與衛(wèi)星坐標 (Xs,Ys,Zs )與接收機坐標(X,Y,Z)之間有如下關(guān)系 :Date 27偽距定位觀測方程? 式中衛(wèi)星坐標可根據(jù)衛(wèi)星導航電文求出，所以式中只有接收機坐標三個未知數(shù)。? 由于載波的波長 (λ L1＝ 19cm， λ L2＝ 24cm) 比測距碼波長 (λ C/A=293m,λ p=)要短得多，因此對載波進行相位測量，就可能得到較高的測量定位精度。? 目前，確定整周未知數(shù)的方法主要有四種：偽距法、 N0作為未知數(shù)參與平差法、三差法和快速確定整周未知數(shù)法。這種情況叫 整周跳。? 設衛(wèi)星與接收機的相對運動速度為 1km/s，L1載波波長為 19cm，信號間斷 1秒鐘，產(chǎn)生1000/=5263周的周跳。Date 37 整周跳變的修復Date 38? 任意時刻 ti的載波相位測量的實際量值為：—— 小于一周的相位差—— 初始時刻 t0的整周數(shù)—— 從初始時刻 t0到 ti時刻為止用計數(shù)器逐個累計 的差頻信號的整周數(shù)Date 39什么是周跳? 如果在跟蹤衛(wèi)星過程中，由于某種原因，如衛(wèi)星信號被障礙物擋住而暫時中斷，受無線電信號干擾造成失鎖，這樣，計數(shù)器無法連續(xù)計數(shù)，因此，當信號重新被跟蹤后，整周計數(shù)就不正確，但是不到一個整周的相位觀測值仍是正確的。Date 40整周跳變的探測與修復? 定義：? 探測出在何時發(fā)生了周跳并求出丟失的整周數(shù)，對中斷后的整周記數(shù)進行改正，將其恢復為正確的計數(shù)，使這部分觀測值仍可使用?；謴驼９ぷ骱蟮挠^測值中不但整周計數(shù)不正確，不足整周的部分也不對。Date 42在何種情況下修復周跳有意義？? 如果是其他原因，如衛(wèi)星信號被某些障礙物擋住，外界干擾使信號暫時失鎖等，使信號整周計數(shù)暫時中斷，而不足一周的相位差部分仍是正確的。Date 43 整周跳變的探測與修復常用的方法? 屏幕掃描法? 此種方法是由作業(yè)人員在計算機屏幕前依次對每個站、每個時段、每個衛(wèi)星的相位觀測值變化率的圖像進行逐段檢查 ，觀測其變化率是否連續(xù)。然后用手工編輯的方法逐點、逐段修復。在衛(wèi)星間求差后即可消除此項誤差的影響。? 所以這種方法又叫電離層殘差法。Date 50用雙頻觀測值修復周跳? 缺點：? 不能顧及 多路徑效應 和 測量噪聲 的影響，另外如果兩個載波相位觀測值中都出現(xiàn)周跳，則不能采用這種方法，而只能采用其他方法探測和修復周跳。由于載波相位測量的精度很高，因而這些殘差的數(shù)值一般均很小。Date 52 GPS絕對定位與相對定位Date 53GPS絕對（單點）定位原理Date 54絕對定位的定義? 絕對定位也稱單點定位，是指在協(xié)議地球坐標系中，直接確定觀測站相對于坐標原點（地球質(zhì)心）絕對坐標的一種方法。Date 55絕對定位的分類? 絕對定位可根據(jù)天線所處的狀態(tài)分為 動態(tài)絕對定位 和 靜態(tài)絕對定位 。? 根據(jù)觀測量的性質(zhì)，偽距有測碼偽距和測相偽距，絕對定位相應分為 測碼偽距絕對定位 和 測相偽距絕對定位 。Date 57最小二乘法? 最小二乘法是一種數(shù)學優(yōu)化技術(shù)，它通過最小化誤差的平方和找到一組數(shù)據(jù)的最佳函數(shù)匹配。 Date 58最小二乘法? 比如從最簡單的一次函數(shù)y=kx+b講起：? 已知坐標軸上有些點：(,),(,),(3,),(4,6),(,),? 求經(jīng)過這些點的圖象的一次函數(shù)關(guān)系式 . ?當然這條直線不可能經(jīng)過每一個點 ,我們只要做到 5個點到這條直線的距離的平方和最小即可。這對觀測值可能的誤差有補償作用，更重要的是可以改進測量成果的質(zhì)量。Date 60最小二乘平差? 因此，必須采取一定的方法來改正觀測值以滿足條件。? 最小二乘平差方法通過使觀測值殘差平方和為最小的條件，使觀測值滿足模型要求，此殘差被稱為最小二乘改正數(shù)。根據(jù)不同情況，或者將鐘差表示為多項式形式，把多項式系數(shù)作為未知數(shù)在平差計算中求解；或簡單地對不同觀測歷元引入相異的獨立鐘差參數(shù)，在平差計算中一并解算。? 關(guān)于動態(tài)定位的原理和方法，在第六章中討論。但定位精度仍受衛(wèi)星軌道誤差和大氣折射誤差等影響，只有當衛(wèi)星軌道精度較高，并以必要的精度對觀測量加入電離層和對流層等項修正，才能發(fā)揮測相法絕對定位潛能；? 同時如何防止和修復整周變跳，對保障定位精度十分重要。? 如果把非整數(shù)的整周未知數(shù)調(diào)整為相近的整數(shù)，作為固定值代入重新求解其它未知參數(shù)，所得的解稱為 固定解 ，而相應整周未知數(shù)為非整數(shù)的解成為 浮動解 。假設在大地坐標系統(tǒng)中相應點位坐標的權(quán)系數(shù)陣為：Date 70絕對定位精度的評價? 根據(jù)方差與協(xié)方差傳播定律可得：? 式中Date 71絕對定位精度的評價? 為了評價定位結(jié)果，在導航學中，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，? 其定義：? DOP是權(quán)系數(shù)陣主對角線元素的函數(shù)，? σ 0是等效距離誤差。假設由觀測站與四顆觀測衛(wèi)星所構(gòu)成的六面體體積為 V，則分析表明，精度因子 GDOP與該六面體體積 V的倒數(shù)成正比，即：Date 79絕對定位精度的評價? 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??；反之，衛(wèi)星分布范圍越小， GDOP值越大。Date 81相對定位? 相對定位是用兩臺接收機分別安置在基線的兩端，同步觀測相同的 GPS衛(wèi)星，以確定基線端點的相對位置或基線向量。在一個端點坐標已知的情況下，可以用基線向量推求另一待定點的坐標。? 動態(tài)相對定位在第六章中詳細敘述，這里僅討論靜態(tài)相對定位。Date 85觀測值的線性組合? GPS載波相位觀測值可以在衛(wèi)星間求差，在接收機間求差，也可以在不同歷元間求差。Date 86一次差? 將觀測值直接相減的過程叫做求一次差。? 常用的求一次差是在接收機間求一次差。Date 88三次差? 對二次差繼續(xù)求差稱為求三次差。常用的求三次差是在接收機、衛(wèi)星和歷元之間求三次差。? 單差觀測值中可以消除與衛(wèi)星有關(guān)的載波相位及其鐘差項，? 雙差觀測值中可以消除與接收機有關(guān)的載波相位及其鐘差項，? 三差觀測值中可以消除與衛(wèi)星和接收機有關(guān)的初始整周模糊度項 N。特別是雙差觀測值即站星二次差分模型，更是大多數(shù)GPS基線向量處理軟件包中必選的模型。Date 92觀測方程的線性化及平差模型? (1)單差觀測方程的誤差方程式模型Date 93觀測方程的線性化及平差模型? (2)雙差觀測方程的誤差方程式模型Date 94觀測方程的線性化及平差模型? 與單差觀測值不同的是，雙差觀測值之間
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