GPS偽距單點(diǎn)定位

1、一計(jì)算流程GPS單點(diǎn)定位的原理比較簡(jiǎn)單，主要就是空間距離的后方交會(huì)，用一臺(tái)接收機(jī)同時(shí)接受四 個(gè)或者以上衛(wèi)星的信號(hào)得出衛(wèi)星的位置坐標(biāo)和衛(wèi)星與接收機(jī)的距離，運(yùn)用后方交會(huì)解算出接收機(jī)的三維坐標(biāo)。其中，接收機(jī)鐘誤差作為一個(gè)參數(shù)參與解算。如果觀測(cè)的衛(wèi)星數(shù)目多于四顆，則采用最小二乘法進(jìn)行平差求解。1，讀取數(shù)據(jù)包括讀取0文件和N文件里的數(shù)據(jù)0文件里包括頭文件和觀測(cè)數(shù)據(jù)文件。頭文件里要讀取出觀測(cè)日期、 接收機(jī)近似坐標(biāo)，觀測(cè)間隔，觀測(cè)數(shù)據(jù)類型等。觀測(cè)數(shù)據(jù)文件包括觀測(cè)時(shí)間，衛(wèi)星數(shù)量，衛(wèi)星質(zhì)量標(biāo)記，衛(wèi)星的偽隨機(jī)編號(hào)，之后分每個(gè)歷元有對(duì)各顆衛(wèi)星的觀測(cè)數(shù)據(jù)，例如，P1、P2、L1、L2，要將這些數(shù)據(jù)讀取出來(lái)。N文件里包

2、含的數(shù)據(jù)種類比較多， 主要包括衛(wèi)星的星歷數(shù)據(jù)，通過(guò)這些數(shù)據(jù)可以求解出衛(wèi)星 的位置坐標(biāo)。數(shù)據(jù)包括衛(wèi)星鐘差參考時(shí)刻、衛(wèi)星星歷參考時(shí)刻，以及參考時(shí)刻升交點(diǎn)赤徑、 參考時(shí)刻軌道傾角等好多參數(shù)信息。2，計(jì)算衛(wèi)星位置衛(wèi)星計(jì)算位置里面采用模塊函數(shù)的方式，可以直接調(diào)用。在讀取N文件中的數(shù)據(jù)之后，可以調(diào)用這些已經(jīng)讀出來(lái)的數(shù)據(jù)進(jìn)行使用，函數(shù)提供兩個(gè)形參，一個(gè)是星歷數(shù)據(jù)的編號(hào)， 另外一個(gè)是衛(wèi)星信號(hào)發(fā)射時(shí)刻。計(jì)算過(guò)程比較繁瑣，一步一步的算就行。3，交會(huì)定位計(jì)算p = R"十怡4= JCX 'j尸 + (丫一 V尸 + (Z-刃嚴(yán)+ .(> =1.2,3.4) (1)一般每個(gè)歷元的衛(wèi)星數(shù)目不止四

3、顆，通常采用最小二乘法進(jìn)行平差求解。公式為: V=A SX-L。在具體計(jì)算的時(shí)候，首先要對(duì)( 1)式進(jìn)行線性化，得到矩陣 A，L，這 中間要用到很多矩陣的運(yùn)算。在求得衛(wèi)星位置之后，要對(duì) 0文件中每個(gè)歷元里的衛(wèi)星編號(hào)與 N文件中的衛(wèi)星編號(hào)進(jìn)行匹 配，如果匹配成功，再對(duì)時(shí)間進(jìn)行匹配， 如果時(shí)間差小于兩個(gè)小時(shí)，那么該數(shù)據(jù)可以用于運(yùn) 算。就這樣，一個(gè)歷元里匹配出的衛(wèi)星數(shù)目超過(guò)4個(gè)的話，就可以通過(guò)平差計(jì)算出接收機(jī)的坐標(biāo)了。打開(kāi)導(dǎo)油文件&打幵觀測(cè)門文件讀取觀測(cè)0文件<不歷元）讀取辱賦N文件（個(gè)PRN星歷）1成功失敗i| Hprn II星坐標(biāo)祐壞4啊卅算接收機(jī)坐標(biāo)（>4W hi小二乘法）

4、4, GPS時(shí)間的計(jì)算GPS時(shí)間的計(jì)算比較簡(jiǎn)單，計(jì)算出參考 1980年1月6日0時(shí)0分0秒的不足一周的秒數(shù)。 主要在于判斷所在的年是否為閏年，是否超過(guò)2月份，其他的問(wèn)題就比較簡(jiǎn)單，采用一個(gè)Select Case的條件語(yǔ)句就可以了，函數(shù)最后得到不足一周的秒數(shù)就行。5，模塊矩陣的計(jì)算矩陣的運(yùn)算是這個(gè)程序的最重要的部分，采用VB編寫(xiě)矩陣運(yùn)算經(jīng)常容易出錯(cuò)，經(jīng)常容易出現(xiàn)下標(biāo)越界、類型不正確等等問(wèn)題。但是，矩陣運(yùn)算本身并不復(fù)雜，要實(shí)現(xiàn)的話也會(huì)一步步運(yùn)算就可以，難度大一點(diǎn)的在于矩陣的行列式，矩陣乘法，矩陣求逆。矩陣編好了后，可以 直接調(diào)用。二、一些數(shù)據(jù)迭代計(jì)算1、在計(jì)算衛(wèi)星位置的時(shí)候，關(guān)于偏近點(diǎn)角的計(jì)算需要

5、進(jìn)行迭代求解以提高精度。迭代可以 保證偏近點(diǎn)角的精度。2、坐標(biāo)迭代計(jì)算這個(gè)過(guò)程比較麻煩，在交會(huì)定位中，設(shè)計(jì)到一些數(shù)據(jù)的初始化，如衛(wèi)星信號(hào)的傳播時(shí)間，衛(wèi)星與接收機(jī)的距離，衛(wèi)星坐標(biāo)，接收機(jī)的坐標(biāo)等等。衛(wèi)星信號(hào)的傳播時(shí)間初始按照0.07秒計(jì)算，在第一次算出接收機(jī)的坐標(biāo)之后，就可以再次得出信號(hào)傳播時(shí)間以及衛(wèi)星坐標(biāo)、計(jì)算出衛(wèi)星與接收機(jī)的距離， 重新運(yùn)用最小二乘法進(jìn)行平差計(jì)算。以此類推，用DO循環(huán)進(jìn)行迭代計(jì)算，知道最后二次的坐標(biāo)計(jì)算結(jié)果小于之前預(yù)設(shè)的值就行。最后一次迭代的坐標(biāo)值就作為接收機(jī)坐標(biāo)。（關(guān)于這方面，本程序的調(diào)試還有些問(wèn)題 ）三、部分問(wèn)題處理方式1偽距電離層改正采用雙頻觀測(cè)值的組合解法會(huì)消除部分偽

6、距電離層帶來(lái)的誤差影響。2、參考星歷的選取由于衛(wèi)星星歷每2小時(shí)發(fā)送一次，所以一般衛(wèi)星信號(hào)發(fā)射時(shí)刻與衛(wèi)星星歷播報(bào)時(shí)刻不對(duì)應(yīng)， 在計(jì)算時(shí)要選擇離衛(wèi)星發(fā)射時(shí)刻時(shí)間間隔最近的星歷參數(shù)作為計(jì)算衛(wèi)星位置的衛(wèi)星星歷。具體在程序中，只要它們之間的時(shí)間間隔小于1小時(shí)，就可以使用。3、衛(wèi)星發(fā)射信號(hào)時(shí)刻歸化衛(wèi)星發(fā)射信號(hào)時(shí)刻采用 GPS時(shí)間系統(tǒng)，時(shí)間經(jīng)過(guò) GPS時(shí)間轉(zhuǎn)換得到不足一周的秒數(shù)。計(jì)算 歸化時(shí)間的時(shí)候，不能大于 302400秒，也不能小于-302400秒，要限制在這個(gè)范圍內(nèi)，這 是剛好兩個(gè)小時(shí)的秒數(shù)。4、地球自轉(zhuǎn)改正由于地球的自轉(zhuǎn)，在衛(wèi)星發(fā)射的信號(hào)到達(dá)接收機(jī)時(shí)，衛(wèi)星與接收機(jī)產(chǎn)生一個(gè)相對(duì)移動(dòng)的位移， 為了將兩者坐標(biāo)統(tǒng)一在地心地固坐標(biāo)系中，就需要對(duì)衛(wèi)星坐標(biāo)進(jìn)行地球自轉(zhuǎn)改正。改正后， 就可以進(jìn)行交會(huì)定位計(jì)算了。5、變量處理方面由于N文件和O文件里都有大量的數(shù)據(jù)要進(jìn)行讀取，因此，在整個(gè)程序里涉及到的變量會(huì) 很多，會(huì)有一些數(shù)組，常量，一般變量，也會(huì)有很多數(shù)組類型。包括全局變量和局部變量的 區(qū)別運(yùn)用、動(dòng)態(tài)數(shù)組的重新聲明等。在讀取O文件和N文件所用到的數(shù)組，可以采用結(jié)構(gòu)體的定義方式定義變量以及其中的各個(gè)元素，這樣，在運(yùn)用數(shù)組的時(shí)候就會(huì)比較方便，而且大大地減少了程序出錯(cuò)的概率。盡管采用了一些方式來(lái)盡可能地提高GPS單點(diǎn)定位的精，但是，實(shí)際效果不是特別明