偽距差分定位原理精課堂課件

1、1GPS測量定位技術偽距差分定位原理2本次課主要內容一、差分GPS產生的誘因三、差分GNSS類型二、差分GNSS基本思想四、局域差分五、廣域差分3一、差分GPS產生的誘因：絕對定位精度不能滿足要求GPS絕對定位精度的變化這是為什么哪？4影響絕對定位精度的主要誤差誤差類型絕對定位DGPS間距（km）30100300500衛(wèi)星鐘差衛(wèi)星星歷誤差大氣延遲：電離層延遲大氣延遲：對流層延遲絕對定位和差分定位時的誤差估值單位：米3.02.44.00.40 0 0 0 0 0.04 0.13 0.22 0 0.73 1.25 1.60 0 0.40 0.40 0.40 為什么差分定位可以提高定位精度？5二、差

2、分GNSS基本思想ASV1SV2SV3SV4B6二、差分GNSS基本思想參數說明：Xi,Yi,Zi:表示點精確坐標；xi,yi,zi:表示觀測坐標；x, y, z:表示精確坐標與觀測坐標之差。7二、差分GNSS基本思想ASV1SV2SV3SV4BXA-xA= xAXB-xB= xB各類誤差中除多路徑效應外，對相距不太遠的兩測站影響基本相同。xA xB8XB = XA xA + xB待求量已知量觀測量二、差分GNSS基本思想是不是進行差分定位時必須有一個站架設在已知點上哪？同理：YB= YAyA+ yBZB= ZAzA+ zB差分GPS的基本原理利用基準站測定具有空間相關性的誤差或其對測量定位結

3、果的影響，供流動站改正其觀測值或定位結果。9三、差分GNSS類型1.根據時效性實時差分事后差分3.根據觀測值類型偽距差分（RTD）載波相位差分（RTK）2.根據差分改正數位置差分（坐標差分）距離差分?4.根據工作原理和差分模型局域差分（LADGPS Local Area DGPS）?單基準站差分?多基準站差分廣域差分（WADGPS Wide Area DGPS）101.位置差分原理PSV1SV4PSV2SV3P:基準點單點定位位置。P:基準點已知位置。由于各種誤差影響P與P一般不重合。即為位置差分中的改正數矢量。空間直角坐標:(X,Y,Z）T大地坐標:(B,L,H）TPP?位置差分時基準站將播

4、發(fā)給用戶。PP?112.偽距差分原理設參考站S0的已知坐標：000,ZYXGPS衛(wèi)星坐標值：jjjZYX,）參考站至GPS衛(wèi)星的實際距離2020200)()()(ZZYYXXjjjj?參考站上的GPS接收機測量星、站之間的偽距為j0?偽距改正數為jjj000?偽距改正數的變化率為tdjj?00?12參考站的數據鏈將和發(fā)送給用戶接收機，用戶接收機利用偽距再加上數據鏈接收到的偽距改正數，便可以求出改正后的偽距。j0?jd0?ji?)()()()(0ttdtttjijijiji?，用戶坐標（X(t),Y(t),Z(t)）計算公式：iijijijjiVttctZtZtYtYtXtXt?)()()()(

5、)()()()(222?)(tt?iV：用戶接收機鐘相對于參考站接收機鐘的鐘差：用戶接收機噪聲2.偽距差分原理13差分改正計算的數學模型簡單;位置差分位置差分和偽距差分的特點差分數據的數據量少;基準站與流動站要求觀測完全相同的一組衛(wèi)星。位置差分差分改正計算的數學模型較復雜;差分數據的數據量較多;基準站與流動站不要求觀測完全相同的一組衛(wèi)星。偽距差分141.單基準站局域差分參考站（一個）、數據通訊鏈和用戶基準站數據通訊鏈流動站（用戶）四、局域差分15?參考站（Reference Station）在一定的觀測時間內，一臺或幾臺接收機分別在一個或幾個測站上，一直保持跟蹤觀測衛(wèi)星，其它接收機在這些測站的

6、一定范圍內流動作業(yè)，這些固定測站稱為參考站，也稱基準站。全球定位系統(tǒng)實時動態(tài)（RTK）測量技術規(guī)范參考站點位選擇1.視野開闊，周圍無高度超過10度的障礙物；2.周圍無信號反射物，以減少多路徑干擾；3.地面穩(wěn)固，易于點的保存；4.遠離微波塔、電視發(fā)射塔、雷達電視，手機信號發(fā)射天線等；大型電磁輻射源200米外，要遠離高壓輸電線路、通訊線路50米外。四、局域差分16?數據鏈RTK系統(tǒng)中參考站和流動站的GPS接收機通過數據鏈進行通信聯(lián)系。因此參考站與流動站系統(tǒng)都設有數據鏈。組成信號調制器信號發(fā)射器發(fā)射天線四、局域差分17?流動站（RovingStation）流動站是在參考站的一定范圍內流動作業(yè)，并實時

7、提供三維坐標的接收機。全球定位系統(tǒng)實時動態(tài)（RTK）測量技術規(guī)范四、局域差分18特點優(yōu)點：結構、模型簡單缺點：差分范圍小，精度隨距基準站距離的增加而下降，可靠性低?應用小范圍內的差分定位工作四、局域差分192.多基準站局域差分特點優(yōu)點：差分精度高、可靠性高，差分范圍增大結構基準站（多個）、數據通訊鏈和用戶。工作原理各基準站獨立進行觀測，分別計算差分改正數并向外發(fā)播。缺點：差分范圍仍然有限，模型不完善20五、廣域差分?結構?基準站（多個）、數據通訊鏈和用戶?差分改正數的計算方法?與普通差分不相同?普通差分考慮的是誤差的綜合影響?廣域差分對各項誤差加以分離，建立各自的改正模型?用戶根據自身的位置，

8、對觀測值進行改正21?特點?優(yōu)點：差分精度高?缺點：系統(tǒng)結構復雜、建設費用高差分范圍大差分精度與距離無關22?網絡RTK技術?是指在一定區(qū)域內建立多個參考站，對該地區(qū)構成網狀覆蓋，并進行連續(xù)跟蹤觀測，通過這些站點組成衛(wèi)星定位觀測值的網絡解算，獲取覆蓋該地區(qū)和該時間段的RTK改正參數，用于該區(qū)域內RTK測量用戶進行實時RTK改正的定位方式。?網絡RTK代表:虛擬參考站技術（VRS）區(qū)域改正參數法（FKP）主輔站技術（MAC）、綜合誤差內插技術（CBI）概念介紹23VRS技術VRS技術是德國Terrasat公司于1999年推出，經過幾年的提高完善已形成實用化、商品化的技術和軟件系統(tǒng)，后為美國天寶（Trimble）公司所用。網絡RTKFKP技術由德國Geo+公司推出MAC技術是由徠卡測量系統(tǒng)公司與Geo+公司一起推出CBI由武漢大學GPS中心于2002年推出24（CORS-Continously Operating Reference Station，）?CORS是利用全球導航衛(wèi)星系統(tǒng)（GNSS）、計算機、數據通信和互聯(lián)網絡等技術，