GPS相對(duì)定位課件

1第7章GPS相對(duì)定位“采用兩臺(tái)GPS接收機(jī)分別安置在基線的兩端，同步觀測(cè)相同的GPS衛(wèi)星，以確定基線端點(diǎn)的相對(duì)位置或基線向量（坐標(biāo)差）”

推廣與絕對(duì)定位的比較優(yōu)缺點(diǎn)§7.1靜態(tài)相對(duì)定位§7.2動(dòng)態(tài)相對(duì)定位分類復(fù)習(xí)思考題1第7章GPS相對(duì)定位“采用兩臺(tái)GPS接收機(jī)分別安置在基線2推廣、比較、優(yōu)缺點(diǎn)推廣多臺(tái)GPS接收機(jī)同步觀測(cè)，確定多條基線向量多條基線向量構(gòu)成基線向量網(wǎng)，通過(guò)網(wǎng)平差確定測(cè)站點(diǎn)的坐標(biāo)。與絕對(duì)定位的比較作業(yè)方式定位結(jié)果優(yōu)缺點(diǎn)采用差分觀測(cè)值，定位精度高。設(shè)備投入大，數(shù)據(jù)處理復(fù)雜。2推廣、比較、優(yōu)缺點(diǎn)推廣與絕對(duì)定位的比較3§7.1靜態(tài)相對(duì)定位一、差分觀測(cè)值的觀測(cè)方程和平差模型二、周跳的探測(cè)與修復(fù)三、整周模糊度的確定3§7.1靜態(tài)相對(duì)定位一、差分觀測(cè)值的觀測(cè)方程和平差模型4一、差分觀測(cè)值的觀測(cè)方程和平差模型（一）單差觀測(cè)值的觀測(cè)方程及其平差模型

【以站間單差觀測(cè)值為例】

（二）雙差觀測(cè)值的觀測(cè)方程及其平差模型

【以站星或星站雙差觀測(cè)值為例】

（三）三差觀測(cè)值的觀測(cè)方程及其平差模型4一、差分觀測(cè)值的觀測(cè)方程和平差模型（一）單差觀測(cè)值的觀測(cè)方5（一）單差觀測(cè)方程及其平差模型1、站間單差觀測(cè)值的觀測(cè)方程簡(jiǎn)化為：（5－46）（5－45）5（一）單差觀測(cè)方程及其平差模型1、站間單差觀測(cè)值的觀測(cè)方程6（一）單差觀測(cè)方程及其平差模型2、站間單差觀測(cè)方程的線性化（5－47）6（一）單差觀測(cè)方程及其平差模型2、站間單差觀測(cè)方程的線性化7（一）單差觀測(cè)方程及其平差模型3、站間單差觀測(cè)值的誤差方程待定參數(shù)為：（5－48）7（一）單差觀測(cè)方程及其平差模型3、站間單差觀測(cè)值的誤差方程8（一）單差觀測(cè)方程及其平差模型5、多歷元觀測(cè)的誤差方程組兩臺(tái)GPS接收機(jī)在測(cè)站1和2同步觀測(cè)nj顆衛(wèi)星，且同步觀測(cè)的歷元數(shù)為nt（5－50）6、組成法方程，間接平差計(jì)算。4、單歷元觀測(cè)的誤差方程組歷元t兩臺(tái)GPS接收機(jī)在測(cè)站1和2同步觀測(cè)nj顆衛(wèi)星（5－49）8（一）單差觀測(cè)方程及其平差模型5、多歷元觀測(cè)的誤差方程組（9單歷元觀測(cè)的誤差方程組未知參數(shù)(3+1＋nj)9單歷元觀測(cè)的誤差方程組未知參數(shù)10多歷元觀測(cè)的誤差方程組未知參數(shù)(3+nt+nj)10多歷元觀測(cè)的誤差方程組未知參數(shù)11（二）雙差觀測(cè)方程及其平差模型1、星站雙差觀測(cè)方程（5－41）

簡(jiǎn)化為：11（二）雙差觀測(cè)方程及其平差模型1、星站雙差觀測(cè)方程（5－12（二）雙差觀測(cè)方程及其平差模型(5-51)2、星站雙差觀測(cè)方程的線性化12（二）雙差觀測(cè)方程及其平差模型(5-51)2、星站雙差觀13（二）雙差觀測(cè)方程及其平差模型3、星站雙差觀測(cè)值的誤差方程(5-52)待定參數(shù)：13（二）雙差觀測(cè)方程及其平差模型3、星站雙差觀測(cè)值的誤差方14（二）雙差觀測(cè)方程及其平差模型未知參數(shù)(3+nj-1)簡(jiǎn)記為(5-53)4、單歷元觀測(cè)的誤差方程組14（二）雙差觀測(cè)方程及其平差模型未知參數(shù)簡(jiǎn)記為(5-53)15（二）雙差觀測(cè)方程及其平差模型5、多歷元觀測(cè)的誤差方程組未知參數(shù)(3+nj-1)(5-54)15（二）雙差觀測(cè)方程及其平差模型5、多歷元觀測(cè)的誤差方程組16（二）雙差觀測(cè)方程及其平差模型6、組成法方程，按照間接平差原理解算雙差觀測(cè)模型的解：(5-58)(5-55)法方程：16（二）雙差觀測(cè)方程及其平差模型6、組成法方程，按照間接平17（二）雙差觀測(cè)方程及其平差模型7、雙差觀測(cè)值的定權(quán)方案（1）單歷元觀測(cè)值(5-56)17（二）雙差觀測(cè)方程及其平差模型7、雙差觀測(cè)值的定權(quán)方案(18（二）雙差觀測(cè)方程及其平差模型7、雙差觀測(cè)值的定權(quán)方案（2）多歷元觀測(cè)值(5-57)18（二）雙差觀測(cè)方程及其平差模型7、雙差觀測(cè)值的定權(quán)方案(19（三）三差觀測(cè)方程及其平差模型1、三差觀測(cè)方程簡(jiǎn)化為：(5-42)19（三）三差觀測(cè)方程及其平差模型1、三差觀測(cè)方程簡(jiǎn)化為：(20（三）三差觀測(cè)方程及其平差模型2、三差觀測(cè)方程的線性化3、三差觀測(cè)值的誤差方程20（三）三差觀測(cè)方程及其平差模型2、三差觀測(cè)方程的線性化321（三）三差觀測(cè)方程及其平差模型簡(jiǎn)記為：當(dāng)同步觀測(cè)的衛(wèi)星數(shù)nj4時(shí)，便可組成法方程，進(jìn)行解算：4、單歷元觀測(cè)的誤差方程組21（三）三差觀測(cè)方程及其平差模型簡(jiǎn)記為：當(dāng)同步觀測(cè)的衛(wèi)星數(shù)22（三）三差觀測(cè)方程及其平差模型5、多歷元觀測(cè)的誤差方程組簡(jiǎn)記為：組成法方程并解算：22（三）三差觀測(cè)方程及其平差模型5、多歷元觀測(cè)的誤差方程組23二、周跳的探測(cè)與修復(fù)（一）周跳及其探測(cè)與修復(fù)的概念（二）周跳探測(cè)與修復(fù)的常用方法1、屏幕掃描法2、高次差法3、多項(xiàng)式擬合法4、在衛(wèi)星間求差法5、雙頻組合觀測(cè)值法

6、殘差法23二、周跳的探測(cè)與修復(fù)（一）周跳及其探測(cè)與修復(fù)的概念24（一）周跳及其探測(cè)與修復(fù)的概念周跳：在跟蹤衛(wèi)星過(guò)程中，由于某種原因而造成衛(wèi)星信號(hào)失鎖，使整周計(jì)數(shù)器無(wú)法連續(xù)計(jì)數(shù)。因此，當(dāng)信號(hào)重新被跟蹤后，載波相位的整周計(jì)數(shù)部分不正確。

整周跳變的探測(cè)與修復(fù)：指探測(cè)出在何時(shí)發(fā)生了周跳并求出丟失的整周數(shù)，對(duì)中斷后的整周計(jì)數(shù)進(jìn)行改正，將其恢復(fù)為正確的計(jì)數(shù)。

周跳探測(cè)與修復(fù)的適用情況24（一）周跳及其探測(cè)與修復(fù)的概念周跳：251、屏幕掃描法原理在一個(gè)測(cè)站的同一個(gè)觀測(cè)時(shí)段中，每顆衛(wèi)星的載波相位觀測(cè)值的變化率應(yīng)是連續(xù)的。方法由作業(yè)人員在計(jì)算機(jī)屏幕前依次對(duì)每個(gè)站、每個(gè)時(shí)段、每顆衛(wèi)星的相位觀測(cè)值變化率的圖像進(jìn)行逐段檢查，觀測(cè)其變化率是否連續(xù)。判斷“不規(guī)則的突然變化、躍變”251、屏幕掃描法原理262、高次差法原理周跳現(xiàn)象會(huì)破壞載波相位觀測(cè)值隨時(shí)間而有規(guī)律變化的特性。在相鄰歷元的兩個(gè)觀測(cè)值間依次求差，即求得觀測(cè)值的一次差，在一次差的基礎(chǔ)上再求二次差、三次差、四次差、五次差等，則差分觀測(cè)值的變化就小得很多。而且實(shí)驗(yàn)證明：四次、五次差已趨近于零。方法262、高次差法原理27高次差法探測(cè)周跳的方法表5－1：衛(wèi)星j的相位觀測(cè)值（沒(méi)有周跳發(fā)生）表5一2：在觀測(cè)過(guò)程中產(chǎn)生了周跳現(xiàn)象，高次差的隨機(jī)特性受到破壞周跳的探測(cè)：表5一2說(shuō)明：由于接收機(jī)振蕩器的隨機(jī)誤差影響，高次差法一般難以探測(cè)出只有幾周的小周跳。周跳的修復(fù)：利用高次插值公式，外推該歷元的正確整周計(jì)數(shù)，也可根據(jù)相鄰的幾個(gè)正確的相位觀測(cè)值，用多項(xiàng)式擬合法推求整周計(jì)數(shù)的正確值27高次差法探測(cè)周跳的方法表5－1：衛(wèi)星j的相位觀測(cè)值（沒(méi)有28表5－1：載波相位觀測(cè)值及其差值28表5－1：載波相位觀測(cè)值及其差值29表5－2：含有周跳影響的載波相位觀測(cè)值

及其差值29表5－2：含有周跳影響的載波相位觀測(cè)值

及其差值303、多項(xiàng)式擬合法通常采用曲線擬合的方法，根據(jù)幾個(gè)相位測(cè)量觀測(cè)值擬合一個(gè)n階多項(xiàng)式，據(jù)此多項(xiàng)式來(lái)預(yù)估下一個(gè)觀測(cè)值并與實(shí)測(cè)值比較，從而來(lái)發(fā)現(xiàn)周跳并修正整周計(jì)數(shù)。根據(jù)觀測(cè)值不同，多項(xiàng)式擬合法可用于：原始相位觀測(cè)值非差分組合觀測(cè)值差分組合觀測(cè)值303、多項(xiàng)式擬合法通常采用曲線擬合的方法，根據(jù)幾個(gè)相位測(cè)量314、在衛(wèi)星間求差法同一臺(tái)GPS接收機(jī)，在某一觀測(cè)歷元對(duì)各顆衛(wèi)星的同步載波相位測(cè)量觀測(cè)值中，所受到的接收機(jī)振蕩器的隨機(jī)誤差的影響是相同的。因此對(duì)測(cè)站上各顆GPS衛(wèi)星的同步相位觀測(cè)值在衛(wèi)星間求差，即可消除接收機(jī)振蕩器隨機(jī)誤差的影響（同時(shí)也消除了和接收機(jī)有關(guān)的其它誤差）對(duì)衛(wèi)星間求差后的星間差分觀測(cè)值，再用高次差法、多項(xiàng)式擬合法等進(jìn)行周跳的探測(cè)與修復(fù)，即可探測(cè)出幾周的小周跳。314、在衛(wèi)星間求差法同一臺(tái)GPS接收機(jī)，在某一觀測(cè)歷元對(duì)各325、雙頻組合觀測(cè)值法（1）雙頻相位的電離層殘差組合（2）Melbourne-Wübbena組合（M－W組合）（3）雙頻相位和偽距的電離層殘差組合（Geometry_Free組合）（4）雙頻相位和偽距的消電離層組合（Iono_Free組合）返回325、雙頻組合觀測(cè)值法（1）雙頻相位的電離層殘差組合返回33（1）雙頻相位的電離層殘差組合原理：電離層殘余影響很小，且可根據(jù)雙頻偽距觀測(cè)值進(jìn)行改正。因此組合觀測(cè)值的突變就反映了周跳的產(chǎn)生。優(yōu)點(diǎn)：僅取決于電離層殘差影響的大小，無(wú)須預(yù)先知道測(cè)站和衛(wèi)星的坐標(biāo)。缺點(diǎn)：如果兩個(gè)載波相位觀測(cè)值中都出現(xiàn)周跳，且滿足比例關(guān)系ΔN1/ΔN2＝f1/f2，該方法失效33（1）雙頻相位的電離層殘差組合原理：電離層殘余影響很小，34（2）Melbourne-Wübbena組合用于寬巷周跳的探測(cè)和修復(fù)。該組合與LPI組合或LPc組合一起，可探測(cè)出L1、L2相位觀測(cè)值中的周跳大小。34（2）Melbourne-Wübbena組合用于寬巷周跳35（3）雙頻相位和偽距的電離層殘差組合用于組合觀測(cè)值周跳的探測(cè)與修復(fù)。該組合與M－W組合或LPc組合一起可探測(cè)出L1、L2相位觀測(cè)值中的周跳大小。

35（3）雙頻相位和偽距的電離層殘差組合用于組合觀測(cè)值周跳的36（4）雙頻相位和偽距的消電離層組合用于組合觀測(cè)值周跳的探測(cè)與修復(fù)該組合與M－W組合或LPI組合一起可探測(cè)出L1、L2相位觀測(cè)值中的周跳大小。

36（4）雙頻相位和偽距的消電離層組合用于組合觀測(cè)值周跳的探376、殘差法首先，利用修復(fù)周跳的觀測(cè)值來(lái)進(jìn)行平差計(jì)算，求得各觀測(cè)值的殘差。由于載波相位測(cè)量的精度很高，因而相位觀測(cè)值殘差的數(shù)值一般均很小。有周跳的觀測(cè)值上則會(huì)出現(xiàn)很大的殘差，據(jù)此可以發(fā)現(xiàn)和修復(fù)周跳。376、殘差法首先，利用修復(fù)周跳的觀測(cè)值來(lái)進(jìn)行平差計(jì)算，求得38三、整周模糊度的確定由載波相位測(cè)量原理可知，任一時(shí)刻ti衛(wèi)星j到接收機(jī)Ti的總相位差為：（5一11）

可觀測(cè)量初始整周模糊度（未知數(shù))

常用的方法1、偽距法2、待定參數(shù)估計(jì)法——經(jīng)典方法3、多普勒法（三差法）——消去法4、快速確定整周未知數(shù)法――搜索法

5、雙頻組合觀測(cè)值法38三、整周模糊度的確定由載波相位測(cè)量原理可知，任一時(shí)刻ti391、偽距法利用測(cè)碼偽距觀測(cè)值減去載波相位測(cè)量的實(shí)際觀測(cè)值，可得整周未知數(shù)：由于偽距測(cè)量的精度較低，所以一般要根據(jù)多歷元的觀測(cè)值計(jì)算得到多個(gè)整周未知數(shù)值，最后取其平均值，獲得較準(zhǔn)確的整周模糊度。同時(shí)，注意觀測(cè)值中各種誤差的消除或改正。391、偽距法利用測(cè)碼偽距觀測(cè)值減去載波相位測(cè)量的實(shí)際觀測(cè)值402、待定參數(shù)估計(jì)法一一經(jīng)典方法把整周未知數(shù)作為平差計(jì)算中的待定參數(shù)，和接收機(jī)坐標(biāo)等參數(shù)一起來(lái)加以估計(jì)和確定。整周未知數(shù)從理論上講應(yīng)該是一個(gè)整數(shù)，但是由于各種誤差的影響，平差計(jì)算得到的整周未知數(shù)往往不是一個(gè)整數(shù)，而是一個(gè)小數(shù)。實(shí)數(shù)解（或浮點(diǎn)解）整數(shù)解（或固定解）

該方法需要較長(zhǎng)的觀測(cè)時(shí)間，從而影響了作業(yè)效率，適用于GPS高精度定位。402、待定參數(shù)估計(jì)法一一經(jīng)典方法把整周未知數(shù)作為平差計(jì)算中413、多普勒法（三差法）多普勒法：在沒(méi)有發(fā)生周跳的情況下，將相鄰兩個(gè)觀測(cè)歷元的載波相位觀測(cè)值相減，可將整周未知數(shù)消去，平差問(wèn)題中僅剩下接收機(jī)坐標(biāo)和鐘差參數(shù)，從而解決了整周模糊度問(wèn)題。不足：歷元間單差觀測(cè)值受到多種誤差的影響，精度較差。三差法：三差觀測(cè)值消除了整周模糊度參數(shù)，且消除了接收機(jī)鐘差、衛(wèi)星鐘差、電離層延遲、對(duì)流層延遲等誤差影響，其精度較高，使用較廣泛，是多普勒法的發(fā)展。413、多普勒法（三差法）多普勒法：在沒(méi)有發(fā)生周跳的情況下，424、快速確定整周未知數(shù)法――搜索法“快速模糊度解算方法”

——FARA

（FastAmbiguityResolutionApproach）

1990年E.Frei和G.Beutler提出?；舅悸罚豪贸跏计讲畹慕庀蛄考捌渚刃畔?，以數(shù)理統(tǒng)計(jì)理論的參數(shù)估計(jì)和統(tǒng)計(jì)假設(shè)檢驗(yàn)為基礎(chǔ)，確定在某一置信區(qū)間整周未知數(shù)可能的整數(shù)解的組合，然后依次將整周未知數(shù)的每一組合作為已知值，重復(fù)地進(jìn)行平差計(jì)算。其中使平差估值的驗(yàn)后方差或方差和為最小的一組整周未知數(shù)，即為最佳估值。424、快速確定整周未知數(shù)法――搜索法“快速模糊度解算方法”434、快速確定整周未知數(shù)法實(shí)踐表明，在基線長(zhǎng)小于15km時(shí)，根據(jù)數(shù)分鐘的雙頻觀測(cè)結(jié)果，便可精確地確定整周未知數(shù)的最佳估值，使相對(duì)定位的精度達(dá)到厘米級(jí)。該方法在快速靜態(tài)定位中得到了廣泛應(yīng)用434、快速確定整周未知數(shù)法實(shí)踐表明，在基線長(zhǎng)小于15km時(shí)44§7.2動(dòng)態(tài)相對(duì)定位

“在地面選擇一個(gè)或幾個(gè)坐標(biāo)精確已知的點(diǎn)作為基準(zhǔn)站（或差分臺(tái)），安置GPS接收機(jī)連續(xù)跟蹤視場(chǎng)中所有的可見衛(wèi)星；其余GPS接收機(jī)（流動(dòng)站）分別設(shè)置在需要測(cè)定位置的載體或站點(diǎn)上，與基準(zhǔn)站GPS接收機(jī)進(jìn)行同步觀測(cè)，以實(shí)時(shí)確定流動(dòng)站接收機(jī)的瞬時(shí)位置”差分GPS定位靜態(tài)相對(duì)定位

動(dòng)態(tài)相對(duì)定位44§7.2動(dòng)態(tài)相對(duì)定位“在地面選擇一個(gè)或幾個(gè)坐標(biāo)精確45§7.2動(dòng)態(tài)相對(duì)定位根據(jù)基準(zhǔn)站發(fā)送改正信息的類型和內(nèi)容位置差分偽距差分相位平滑偽距差分載波相位差分根據(jù)基準(zhǔn)站的不同單基準(zhǔn)站差分具有多個(gè)基準(zhǔn)站的局部區(qū)域差分廣域差分45§7.2動(dòng)態(tài)相對(duì)定位根據(jù)基準(zhǔn)站發(fā)送改正信息的類型和內(nèi)容46§7.2動(dòng)態(tài)相對(duì)定位一、單基準(zhǔn)站差分（SRDGPS）1、位置差分

2、偽距差分

3、載波相位差分――RTK技術(shù)

二、局部區(qū)域GPS差分系統(tǒng)（LADGPS）

三、廣域差分GPS系統(tǒng)（WADGPS）

四、多基準(zhǔn)站RTK技術(shù)（網(wǎng)絡(luò)RTK）SingleReferencestationDifferentialGPSLocalAreaDifferentialGPSWideAreaDifferentialGPSRealTimeKinematic46§7.2動(dòng)態(tài)相對(duì)定位一、單基準(zhǔn)站差分（SRDGPS）S471、位置差分設(shè)基準(zhǔn)站的已知坐標(biāo)為：則坐標(biāo)改正數(shù)為：

(5-59)基準(zhǔn)站通過(guò)數(shù)據(jù)鏈，將坐標(biāo)改正數(shù)發(fā)送出去，用戶GPS接收機(jī)接收，在解算時(shí)加入坐標(biāo)改正：(5-60)基準(zhǔn)站GPS接收機(jī)測(cè)出的坐標(biāo)為：471、位置差分設(shè)基準(zhǔn)站的已知坐標(biāo)為：則坐標(biāo)改正數(shù)為：(5481、位置差分優(yōu)點(diǎn)計(jì)算簡(jiǎn)單，適用于各種型號(hào)的GPS接收機(jī)。位置差分屬“修正法”，能達(dá)到米級(jí)定位精度。缺點(diǎn)基準(zhǔn)站與用戶站必須觀測(cè)同一組衛(wèi)星位置差分，只適用于100km以內(nèi)481、位置差分優(yōu)點(diǎn)492、偽距差分根據(jù)基準(zhǔn)站接收機(jī)的偽距觀測(cè)值計(jì)算偽距改正數(shù)：(5-63)(5-62)計(jì)算衛(wèi)星到基準(zhǔn)站的真正距離：(5-64)偽距改正數(shù)的變化率為：492、偽距差分根據(jù)基準(zhǔn)站接收機(jī)的偽距觀測(cè)值計(jì)算偽距改正數(shù)：502、偽距差分基準(zhǔn)站將j和dj通過(guò)數(shù)據(jù)鏈發(fā)送給用戶，用戶接收后，將偽距觀測(cè)值j(t)加入偽距改正：

(5-65)改正后偽距的觀測(cè)方程：(5-66)502、偽距差分基準(zhǔn)站將j和dj通過(guò)數(shù)據(jù)鏈發(fā)送給用戶，512、偽距差分優(yōu)點(diǎn)基準(zhǔn)站提供所有衛(wèi)星的偽距改正數(shù)，用戶接收機(jī)觀測(cè)任意4顆衛(wèi)星，就可完成定位。

偽距差分屬“修正法”，能滿足米級(jí)定位精度。缺點(diǎn)基準(zhǔn)站和流動(dòng)站接收機(jī)所受誤差影響，須具有強(qiáng)相關(guān)性。差分定位的精度，隨基準(zhǔn)站到用戶的距離增加而降低。512、偽距差分優(yōu)點(diǎn)523、載波相位差分載波相位差分技術(shù)RTK(RealTimeKinematic)技術(shù)，實(shí)時(shí)處理兩個(gè)測(cè)站（基準(zhǔn)站和流動(dòng)站）載波相位觀測(cè)量的差分定位方法。分類：修正法：將基準(zhǔn)站載波相位修正值發(fā)送給用戶，用戶利用改正后的載波相位觀測(cè)值進(jìn)行定位。差分法：將基準(zhǔn)站采集的載波相位觀測(cè)值發(fā)送給用戶，用戶利用基準(zhǔn)站和流動(dòng)站間的差分觀測(cè)值，進(jìn)行定位。523、載波相位差分載波相位差分技術(shù)53相位偽距觀測(cè)值采用修正法進(jìn)行載波相位差分

修正后載波相位觀測(cè)值的觀測(cè)方程為：

(5-67)相位偽距修正值

殘余誤差

這里關(guān)鍵是求解初始相位整周模糊度值：

否則，無(wú)法進(jìn)行實(shí)時(shí)動(dòng)態(tài)定位。53相位偽距觀測(cè)值采用修正法進(jìn)行載波相位差分修正后載波相位54采用差分法進(jìn)行載波相位差分

定位的平差模型同單歷元觀測(cè)的靜態(tài)相對(duì)定位一樣。單差模型（5－49）雙差模型（5－53）三差模型54采用差分法進(jìn)行載波相位差分定位的平差模型同單歷元觀測(cè)的55單基準(zhǔn)站差分的優(yōu)缺點(diǎn)優(yōu)點(diǎn)結(jié)構(gòu)和算法簡(jiǎn)單，技術(shù)上較為成熟。缺點(diǎn)受到基準(zhǔn)站至用戶站距離（作用距離）的限制，用戶接收機(jī)距離基準(zhǔn)站的距離不能太遠(yuǎn)，一般為幾十公里。主要用于小范圍的差分定位工作。55單基準(zhǔn)站差分的優(yōu)缺點(diǎn)優(yōu)點(diǎn)56二、局部區(qū)域GPS差分系統(tǒng)（LADGPS）基本思想在局部區(qū)域布設(shè)一個(gè)由若干個(gè)基準(zhǔn)站和一個(gè)或數(shù)個(gè)監(jiān)控站組成的差分GPS網(wǎng)。局域GPS用戶，根據(jù)多個(gè)基準(zhǔn)站提供的改正信息，平差求得自己的改正數(shù)，然后再進(jìn)行位置差分或偽距差分定位。系統(tǒng)組成主要由多個(gè)基準(zhǔn)站以及每個(gè)基準(zhǔn)站與用戶之間的無(wú)線電數(shù)據(jù)通信鏈構(gòu)成。用戶與基準(zhǔn)站之間的距離一般在500km以內(nèi)56二、局部區(qū)域GPS差分系統(tǒng)（LADGPS）基本思想57三、廣域差分GPS系統(tǒng)（WADGPS）1、基本思想2、廣域差分GPS系統(tǒng)的組成和工作流程系統(tǒng)組成：中心站、監(jiān)測(cè)站、用戶及其相應(yīng)的數(shù)據(jù)通信網(wǎng)絡(luò)工作流程3、廣域差分GPS系統(tǒng)（WADGPS）的特點(diǎn)57三、廣域差分GPS系統(tǒng)（WADGPS）1、基本思想581、基本思想“對(duì)GPS觀測(cè)量的誤差源加以區(qū)分，并單獨(dú)對(duì)每一種誤差源加以“模型化”，然后將“模型化”的各項(xiàng)誤差信息，通過(guò)數(shù)據(jù)鏈傳輸給用戶，對(duì)用戶GPS定位的誤差加以改正，改善用戶GPS定位精度”①星歷誤差：區(qū)域精密定軌，精密星歷②衛(wèi)星鐘差誤差：計(jì)算衛(wèi)星鐘的精確鐘差值

③大氣延時(shí)誤差：建立精確的區(qū)域大氣延時(shí)模型，精確地計(jì)算出其作用區(qū)域內(nèi)的大氣延時(shí)量581、基本思想“對(duì)GPS觀測(cè)量的誤差源加以區(qū)分，并單獨(dú)對(duì)每59廣域差分GPS系統(tǒng)的工作流程①監(jiān)測(cè)站接收機(jī)連續(xù)跟蹤觀測(cè)GPS衛(wèi)星的偽距、載波相位等信息②將監(jiān)測(cè)站上測(cè)得的偽距、載波相位和電離層延時(shí)的雙頻量測(cè)結(jié)果傳輸?shù)街行恼劲壑行恼驹趨^(qū)域精密定軌計(jì)算的基礎(chǔ)上，計(jì)算出三項(xiàng)誤差改正模型④將誤差改正模型用數(shù)據(jù)通信鏈傳輸?shù)接脩粽?，進(jìn)行用戶站誤差改正值的計(jì)算。⑤用戶改正觀測(cè)偽距、相位和星歷等數(shù)據(jù)，最后再利用改正后的數(shù)據(jù)計(jì)算出高精度的GPS定位結(jié)果59廣域差分GPS系統(tǒng)的工作流程①監(jiān)測(cè)站接收機(jī)連續(xù)跟蹤觀測(cè)G603、廣域差分GPS系統(tǒng)（WADGPS）的特點(diǎn)①中心站、監(jiān)測(cè)站與用戶站的站間距離從100km增加到2000km，定位精度不會(huì)出現(xiàn)明顯的下降②大區(qū)域內(nèi)建立WADGPS網(wǎng)，需要的監(jiān)測(cè)站數(shù)量很少，投資減小，比LADGPS有更大的經(jīng)濟(jì)效益

③WADGPS系統(tǒng)的定位精度均勻，定位精度較高

④WADGPS覆蓋區(qū)域可以擴(kuò)展到LADGPS不易作用的地域，如遠(yuǎn)洋、沙漠、森林等。

⑤WADGPS的硬件設(shè)備及通信工具昂貴，軟件技術(shù)復(fù)雜，運(yùn)行和維持費(fèi)用較LADGPS高得多，而且WADGPS的可靠性與安全性可能不如單個(gè)的LADGPS603、廣域差分GPS系統(tǒng)（WADGPS）的特點(diǎn)①中心站、監(jiān)61四、多基準(zhǔn)站RTK技術(shù)“多基準(zhǔn)站RTK技術(shù)也叫網(wǎng)絡(luò)RTK，目前應(yīng)用于網(wǎng)絡(luò)RTK數(shù)據(jù)處理的方法主要是虛擬參考站法VRS”

（VirtualReferenceStation）

系統(tǒng)的工作原理系統(tǒng)的組成和功能61四、多基準(zhǔn)站RTK技術(shù)“多基準(zhǔn)站RTK技術(shù)也叫網(wǎng)絡(luò)RTK62系統(tǒng)的工作原理在某大區(qū)域（或某一城市）內(nèi)，建立若干個(gè)連續(xù)運(yùn)行的GPS基準(zhǔn)站根據(jù)GPS基準(zhǔn)站的觀測(cè)數(shù)據(jù)，建立區(qū)域內(nèi)GPS主要誤差的模型基準(zhǔn)站的觀測(cè)值減去相應(yīng)的誤差，形成“無(wú)誤差”的觀測(cè)值，并和用戶移動(dòng)站的觀測(cè)值，經(jīng)有效地組合，在移動(dòng)站附近（幾米到幾十米）建立起一個(gè)虛擬參考站最后，用戶移動(dòng)站與虛擬參考站進(jìn)行載波相位差分，實(shí)現(xiàn)實(shí)時(shí)RTK62系統(tǒng)的工作原理在某大區(qū)域（或某一城市）內(nèi)，建立若干個(gè)連續(xù)63系統(tǒng)的組成和功能基準(zhǔn)站：連續(xù)GPS觀測(cè)，實(shí)時(shí)將觀測(cè)值傳輸至計(jì)算中心

計(jì)算中心：根據(jù)各基準(zhǔn)站的觀測(cè)值，計(jì)算區(qū)域電離層、對(duì)流層和衛(wèi)星軌道等誤差模型，并實(shí)時(shí)將各基準(zhǔn)站的觀測(cè)值減去其誤差改正，得出無(wú)誤差觀測(cè)值，再結(jié)合移動(dòng)站的觀測(cè)值，計(jì)算出在移動(dòng)站附近的虛擬參考站的相位差分改正，并實(shí)時(shí)地傳給數(shù)據(jù)發(fā)布中心。

數(shù)據(jù)發(fā)布中心：實(shí)時(shí)接收計(jì)算中心的相位差分改正信息，并實(shí)時(shí)發(fā)布（可采用FM、GSM、CDMA、Internet）

移動(dòng)站：接收數(shù)據(jù)發(fā)布中心發(fā)布的相位差分改正，結(jié)合自己的GPS觀測(cè)值，組成雙差相位觀測(cè)值，快速確定整周模糊度參數(shù)和位置信息，完成實(shí)時(shí)定位。63系統(tǒng)的組成和功能基準(zhǔn)站：連續(xù)GPS觀測(cè)，實(shí)時(shí)將觀測(cè)值傳輸64復(fù)習(xí)思考題GPS相對(duì)定位的概念？單差、雙差和三差觀測(cè)值的觀測(cè)方程以及誤差方程組的列立？周跳及其探測(cè)與修復(fù)的概念？周跳探測(cè)與修復(fù)方法的基本思想高次差法多項(xiàng)式擬合法在衛(wèi)星間求差法雙頻組合觀測(cè)值法殘差法64復(fù)習(xí)思考題GPS相對(duì)定位的概念？65復(fù)習(xí)思考題整周模糊度確定的基本思想偽距法待定參數(shù)估計(jì)法——經(jīng)典方法多普勒法（三差法）——消去法快速確定整周未知數(shù)法――搜索法單基準(zhǔn)站差分位置差分偽距差分載波相位差分65復(fù)習(xí)思考題整周模糊度確定的基本思想66第7章GPS相對(duì)定位“采用兩臺(tái)GPS接收機(jī)分別安置在基線的兩端，同步觀測(cè)相同的GPS衛(wèi)星，以確定基線端點(diǎn)的相對(duì)位置或基線向量（坐標(biāo)差）”

推廣與絕對(duì)定位的比較優(yōu)缺點(diǎn)§7.1靜態(tài)相對(duì)定位§7.2動(dòng)態(tài)相對(duì)定位分類復(fù)習(xí)思考題1第7章GPS相對(duì)定位“采用兩臺(tái)GPS接收機(jī)分別安置在基線67推廣、比較、優(yōu)缺點(diǎn)推廣多臺(tái)GPS接收機(jī)同步觀測(cè)，確定多條基線向量多條基線向量構(gòu)成基線向量網(wǎng)，通過(guò)網(wǎng)平差確定測(cè)站點(diǎn)的坐標(biāo)。與絕對(duì)定位的比較作業(yè)方式定位結(jié)果優(yōu)缺點(diǎn)采用差分觀測(cè)值，定位精度高。設(shè)備投入大，數(shù)據(jù)處理復(fù)雜。2推廣、比較、優(yōu)缺點(diǎn)推廣與絕對(duì)定位的比較68§7.1靜態(tài)相對(duì)定位一、差分觀測(cè)值的觀測(cè)方程和平差模型二、周跳的探測(cè)與修復(fù)三、整周模糊度的確定3§7.1靜態(tài)相對(duì)定位一、差分觀測(cè)值的觀測(cè)方程和平差模型69一、差分觀測(cè)值的觀測(cè)方程和平差模型（一）單差觀測(cè)值的觀測(cè)方程及其平差模型

【以站間單差觀測(cè)值為例】

（二）雙差觀測(cè)值的觀測(cè)方程及其平差模型

【以站星或星站雙差觀測(cè)值為例】

（三）三差觀測(cè)值的觀測(cè)方程及其平差模型4一、差分觀測(cè)值的觀測(cè)方程和平差模型（一）單差觀測(cè)值的觀測(cè)方70（一）單差觀測(cè)方程及其平差模型1、站間單差觀測(cè)值的觀測(cè)方程簡(jiǎn)化為：（5－46）（5－45）5（一）單差觀測(cè)方程及其平差模型1、站間單差觀測(cè)值的觀測(cè)方程71（一）單差觀測(cè)方程及其平差模型2、站間單差觀測(cè)方程的線性化（5－47）6（一）單差觀測(cè)方程及其平差模型2、站間單差觀測(cè)方程的線性化72（一）單差觀測(cè)方程及其平差模型3、站間單差觀測(cè)值的誤差方程待定參數(shù)為：（5－48）7（一）單差觀測(cè)方程及其平差模型3、站間單差觀測(cè)值的誤差方程73（一）單差觀測(cè)方程及其平差模型5、多歷元觀測(cè)的誤差方程組兩臺(tái)GPS接收機(jī)在測(cè)站1和2同步觀測(cè)nj顆衛(wèi)星，且同步觀測(cè)的歷元數(shù)為nt（5－50）6、組成法方程，間接平差計(jì)算。4、單歷元觀測(cè)的誤差方程組歷元t兩臺(tái)GPS接收機(jī)在測(cè)站1和2同步觀測(cè)nj顆衛(wèi)星（5－49）8（一）單差觀測(cè)方程及其平差模型5、多歷元觀測(cè)的誤差方程組（74單歷元觀測(cè)的誤差方程組未知參數(shù)(3+1＋nj)9單歷元觀測(cè)的誤差方程組未知參數(shù)75多歷元觀測(cè)的誤差方程組未知參數(shù)(3+nt+nj)10多歷元觀測(cè)的誤差方程組未知參數(shù)76（二）雙差觀測(cè)方程及其平差模型1、星站雙差觀測(cè)方程（5－41）

簡(jiǎn)化為：11（二）雙差觀測(cè)方程及其平差模型1、星站雙差觀測(cè)方程（5－77（二）雙差觀測(cè)方程及其平差模型(5-51)2、星站雙差觀測(cè)方程的線性化12（二）雙差觀測(cè)方程及其平差模型(5-51)2、星站雙差觀78（二）雙差觀測(cè)方程及其平差模型3、星站雙差觀測(cè)值的誤差方程(5-52)待定參數(shù)：13（二）雙差觀測(cè)方程及其平差模型3、星站雙差觀測(cè)值的誤差方79（二）雙差觀測(cè)方程及其平差模型未知參數(shù)(3+nj-1)簡(jiǎn)記為(5-53)4、單歷元觀測(cè)的誤差方程組14（二）雙差觀測(cè)方程及其平差模型未知參數(shù)簡(jiǎn)記為(5-53)80（二）雙差觀測(cè)方程及其平差模型5、多歷元觀測(cè)的誤差方程組未知參數(shù)(3+nj-1)(5-54)15（二）雙差觀測(cè)方程及其平差模型5、多歷元觀測(cè)的誤差方程組81（二）雙差觀測(cè)方程及其平差模型6、組成法方程，按照間接平差原理解算雙差觀測(cè)模型的解：(5-58)(5-55)法方程：16（二）雙差觀測(cè)方程及其平差模型6、組成法方程，按照間接平82（二）雙差觀測(cè)方程及其平差模型7、雙差觀測(cè)值的定權(quán)方案（1）單歷元觀測(cè)值(5-56)17（二）雙差觀測(cè)方程及其平差模型7、雙差觀測(cè)值的定權(quán)方案(83（二）雙差觀測(cè)方程及其平差模型7、雙差觀測(cè)值的定權(quán)方案（2）多歷元觀測(cè)值(5-57)18（二）雙差觀測(cè)方程及其平差模型7、雙差觀測(cè)值的定權(quán)方案(84（三）三差觀測(cè)方程及其平差模型1、三差觀測(cè)方程簡(jiǎn)化為：(5-42)19（三）三差觀測(cè)方程及其平差模型1、三差觀測(cè)方程簡(jiǎn)化為：(85（三）三差觀測(cè)方程及其平差模型2、三差觀測(cè)方程的線性化3、三差觀測(cè)值的誤差方程20（三）三差觀測(cè)方程及其平差模型2、三差觀測(cè)方程的線性化386（三）三差觀測(cè)方程及其平差模型簡(jiǎn)記為：當(dāng)同步觀測(cè)的衛(wèi)星數(shù)nj4時(shí)，便可組成法方程，進(jìn)行解算：4、單歷元觀測(cè)的誤差方程組21（三）三差觀測(cè)方程及其平差模型簡(jiǎn)記為：當(dāng)同步觀測(cè)的衛(wèi)星數(shù)87（三）三差觀測(cè)方程及其平差模型5、多歷元觀測(cè)的誤差方程組簡(jiǎn)記為：組成法方程并解算：22（三）三差觀測(cè)方程及其平差模型5、多歷元觀測(cè)的誤差方程組88二、周跳的探測(cè)與修復(fù)（一）周跳及其探測(cè)與修復(fù)的概念（二）周跳探測(cè)與修復(fù)的常用方法1、屏幕掃描法2、高次差法3、多項(xiàng)式擬合法4、在衛(wèi)星間求差法5、雙頻組合觀測(cè)值法

6、殘差法23二、周跳的探測(cè)與修復(fù)（一）周跳及其探測(cè)與修復(fù)的概念89（一）周跳及其探測(cè)與修復(fù)的概念周跳：在跟蹤衛(wèi)星過(guò)程中，由于某種原因而造成衛(wèi)星信號(hào)失鎖，使整周計(jì)數(shù)器無(wú)法連續(xù)計(jì)數(shù)。因此，當(dāng)信號(hào)重新被跟蹤后，載波相位的整周計(jì)數(shù)部分不正確。

整周跳變的探測(cè)與修復(fù)：指探測(cè)出在何時(shí)發(fā)生了周跳并求出丟失的整周數(shù)，對(duì)中斷后的整周計(jì)數(shù)進(jìn)行改正，將其恢復(fù)為正確的計(jì)數(shù)。

周跳探測(cè)與修復(fù)的適用情況24（一）周跳及其探測(cè)與修復(fù)的概念周跳：901、屏幕掃描法原理在一個(gè)測(cè)站的同一個(gè)觀測(cè)時(shí)段中，每顆衛(wèi)星的載波相位觀測(cè)值的變化率應(yīng)是連續(xù)的。方法由作業(yè)人員在計(jì)算機(jī)屏幕前依次對(duì)每個(gè)站、每個(gè)時(shí)段、每顆衛(wèi)星的相位觀測(cè)值變化率的圖像進(jìn)行逐段檢查，觀測(cè)其變化率是否連續(xù)。判斷“不規(guī)則的突然變化、躍變”251、屏幕掃描法原理912、高次差法原理周跳現(xiàn)象會(huì)破壞載波相位觀測(cè)值隨時(shí)間而有規(guī)律變化的特性。在相鄰歷元的兩個(gè)觀測(cè)值間依次求差，即求得觀測(cè)值的一次差，在一次差的基礎(chǔ)上再求二次差、三次差、四次差、五次差等，則差分觀測(cè)值的變化就小得很多。而且實(shí)驗(yàn)證明：四次、五次差已趨近于零。方法262、高次差法原理92高次差法探測(cè)周跳的方法表5－1：衛(wèi)星j的相位觀測(cè)值（沒(méi)有周跳發(fā)生）表5一2：在觀測(cè)過(guò)程中產(chǎn)生了周跳現(xiàn)象，高次差的隨機(jī)特性受到破壞周跳的探測(cè)：表5一2說(shuō)明：由于接收機(jī)振蕩器的隨機(jī)誤差影響，高次差法一般難以探測(cè)出只有幾周的小周跳。周跳的修復(fù)：利用高次插值公式，外推該歷元的正確整周計(jì)數(shù)，也可根據(jù)相鄰的幾個(gè)正確的相位觀測(cè)值，用多項(xiàng)式擬合法推求整周計(jì)數(shù)的正確值27高次差法探測(cè)周跳的方法表5－1：衛(wèi)星j的相位觀測(cè)值（沒(méi)有93表5－1：載波相位觀測(cè)值及其差值28表5－1：載波相位觀測(cè)值及其差值94表5－2：含有周跳影響的載波相位觀測(cè)值

及其差值29表5－2：含有周跳影響的載波相位觀測(cè)值

及其差值953、多項(xiàng)式擬合法通常采用曲線擬合的方法，根據(jù)幾個(gè)相位測(cè)量觀測(cè)值擬合一個(gè)n階多項(xiàng)式，據(jù)此多項(xiàng)式來(lái)預(yù)估下一個(gè)觀測(cè)值并與實(shí)測(cè)值比較，從而來(lái)發(fā)現(xiàn)周跳并修正整周計(jì)數(shù)。根據(jù)觀測(cè)值不同，多項(xiàng)式擬合法可用于：原始相位觀測(cè)值非差分組合觀測(cè)值差分組合觀測(cè)值303、多項(xiàng)式擬合法通常采用曲線擬合的方法，根據(jù)幾個(gè)相位測(cè)量964、在衛(wèi)星間求差法同一臺(tái)GPS接收機(jī)，在某一觀測(cè)歷元對(duì)各顆衛(wèi)星的同步載波相位測(cè)量觀測(cè)值中，所受到的接收機(jī)振蕩器的隨機(jī)誤差的影響是相同的。因此對(duì)測(cè)站上各顆GPS衛(wèi)星的同步相位觀測(cè)值在衛(wèi)星間求差，即可消除接收機(jī)振蕩器隨機(jī)誤差的影響（同時(shí)也消除了和接收機(jī)有關(guān)的其它誤差）對(duì)衛(wèi)星間求差后的星間差分觀測(cè)值，再用高次差法、多項(xiàng)式擬合法等進(jìn)行周跳的探測(cè)與修復(fù)，即可探測(cè)出幾周的小周跳。314、在衛(wèi)星間求差法同一臺(tái)GPS接收機(jī)，在某一觀測(cè)歷元對(duì)各975、雙頻組合觀測(cè)值法（1）雙頻相位的電離層殘差組合（2）Melbourne-Wübbena組合（M－W組合）（3）雙頻相位和偽距的電離層殘差組合（Geometry_Free組合）（4）雙頻相位和偽距的消電離層組合（Iono_Free組合）返回325、雙頻組合觀測(cè)值法（1）雙頻相位的電離層殘差組合返回98（1）雙頻相位的電離層殘差組合原理：電離層殘余影響很小，且可根據(jù)雙頻偽距觀測(cè)值進(jìn)行改正。因此組合觀測(cè)值的突變就反映了周跳的產(chǎn)生。優(yōu)點(diǎn)：僅取決于電離層殘差影響的大小，無(wú)須預(yù)先知道測(cè)站和衛(wèi)星的坐標(biāo)。缺點(diǎn)：如果兩個(gè)載波相位觀測(cè)值中都出現(xiàn)周跳，且滿足比例關(guān)系ΔN1/ΔN2＝f1/f2，該方法失效33（1）雙頻相位的電離層殘差組合原理：電離層殘余影響很小，99（2）Melbourne-Wübbena組合用于寬巷周跳的探測(cè)和修復(fù)。該組合與LPI組合或LPc組合一起，可探測(cè)出L1、L2相位觀測(cè)值中的周跳大小。34（2）Melbourne-Wübbena組合用于寬巷周跳100（3）雙頻相位和偽距的電離層殘差組合用于組合觀測(cè)值周跳的探測(cè)與修復(fù)。該組合與M－W組合或LPc組合一起可探測(cè)出L1、L2相位觀測(cè)值中的周跳大小。

35（3）雙頻相位和偽距的電離層殘差組合用于組合觀測(cè)值周跳的101（4）雙頻相位和偽距的消電離層組合用于組合觀測(cè)值周跳的探測(cè)與修復(fù)該組合與M－W組合或LPI組合一起可探測(cè)出L1、L2相位觀測(cè)值中的周跳大小。

36（4）雙頻相位和偽距的消電離層組合用于組合觀測(cè)值周跳的探1026、殘差法首先，利用修復(fù)周跳的觀測(cè)值來(lái)進(jìn)行平差計(jì)算，求得各觀測(cè)值的殘差。由于載波相位測(cè)量的精度很高，因而相位觀測(cè)值殘差的數(shù)值一般均很小。有周跳的觀測(cè)值上則會(huì)出現(xiàn)很大的殘差，據(jù)此可以發(fā)現(xiàn)和修復(fù)周跳。376、殘差法首先，利用修復(fù)周跳的觀測(cè)值來(lái)進(jìn)行平差計(jì)算，求得103三、整周模糊度的確定由載波相位測(cè)量原理可知，任一時(shí)刻ti衛(wèi)星j到接收機(jī)Ti的總相位差為：（5一11）

可觀測(cè)量初始整周模糊度（未知數(shù))

常用的方法1、偽距法2、待定參數(shù)估計(jì)法——經(jīng)典方法3、多普勒法（三差法）——消去法4、快速確定整周未知數(shù)法――搜索法

5、雙頻組合觀測(cè)值法38三、整周模糊度的確定由載波相位測(cè)量原理可知，任一時(shí)刻ti1041、偽距法利用測(cè)碼偽距觀測(cè)值減去載波相位測(cè)量的實(shí)際觀測(cè)值，可得整周未知數(shù)：由于偽距測(cè)量的精度較低，所以一般要根據(jù)多歷元的觀測(cè)值計(jì)算得到多個(gè)整周未知數(shù)值，最后取其平均值，獲得較準(zhǔn)確的整周模糊度。同時(shí)，注意觀測(cè)值中各種誤差的消除或改正。391、偽距法利用測(cè)碼偽距觀測(cè)值減去載波相位測(cè)量的實(shí)際觀測(cè)值1052、待定參數(shù)估計(jì)法一一經(jīng)典方法把整周未知數(shù)作為平差計(jì)算中的待定參數(shù)，和接收機(jī)坐標(biāo)等參數(shù)一起來(lái)加以估計(jì)和確定。整周未知數(shù)從理論上講應(yīng)該是一個(gè)整數(shù)，但是由于各種誤差的影響，平差計(jì)算得到的整周未知數(shù)往往不是一個(gè)整數(shù)，而是一個(gè)小數(shù)。實(shí)數(shù)解（或浮點(diǎn)解）整數(shù)解（或固定解）

該方法需要較長(zhǎng)的觀測(cè)時(shí)間，從而影響了作業(yè)效率，適用于GPS高精度定位。402、待定參數(shù)估計(jì)法一一經(jīng)典方法把整周未知數(shù)作為平差計(jì)算中1063、多普勒法（三差法）多普勒法：在沒(méi)有發(fā)生周跳的情況下，將相鄰兩個(gè)觀測(cè)歷元的載波相位觀測(cè)值相減，可將整周未知數(shù)消去，平差問(wèn)題中僅剩下接收機(jī)坐標(biāo)和鐘差參數(shù)，從而解決了整周模糊度問(wèn)題。不足：歷元間單差觀測(cè)值受到多種誤差的影響，精度較差。三差法：三差觀測(cè)值消除了整周模糊度參數(shù)，且消除了接收機(jī)鐘差、衛(wèi)星鐘差、電離層延遲、對(duì)流層延遲等誤差影響，其精度較高，使用較廣泛，是多普勒法的發(fā)展。413、多普勒法（三差法）多普勒法：在沒(méi)有發(fā)生周跳的情況下，1074、快速確定整周未知數(shù)法――搜索法“快速模糊度解算方法”

——FARA

（FastAmbiguityResolutionApproach）

1990年E.Frei和G.Beutler提出。基本思路：利用初始平差的解向量及其精度信息，以數(shù)理統(tǒng)計(jì)理論的參數(shù)估計(jì)和統(tǒng)計(jì)假設(shè)檢驗(yàn)為基礎(chǔ)，確定在某一置信區(qū)間整周未知數(shù)可能的整數(shù)解的組合，然后依次將整周未知數(shù)的每一組合作為已知值，重復(fù)地進(jìn)行平差計(jì)算。其中使平差估值的驗(yàn)后方差或方差和為最小的一組整周未知數(shù)，即為最佳估值。424、快速確定整周未知數(shù)法――搜索法“快速模糊度解算方法”1084、快速確定整周未知數(shù)法實(shí)踐表明，在基線長(zhǎng)小于15km時(shí)，根據(jù)數(shù)分鐘的雙頻觀測(cè)結(jié)果，便可精確地確定整周未知數(shù)的最佳估值，使相對(duì)定位的精度達(dá)到厘米級(jí)。該方法在快速靜態(tài)定位中得到了廣泛應(yīng)用434、快速確定整周未知數(shù)法實(shí)踐表明，在基線長(zhǎng)小于15km時(shí)109§7.2動(dòng)態(tài)相對(duì)定位

“在地面選擇一個(gè)或幾個(gè)坐標(biāo)精確已知的點(diǎn)作為基準(zhǔn)站（或差分臺(tái)），安置GPS接收機(jī)連續(xù)跟蹤視場(chǎng)中所有的可見衛(wèi)星；其余GPS接收機(jī)（流動(dòng)站）分別設(shè)置在需要測(cè)定位置的載體或站點(diǎn)上，與基準(zhǔn)站GPS接收機(jī)進(jìn)行同步觀測(cè)，以實(shí)時(shí)確定流動(dòng)站接收機(jī)的瞬時(shí)位置”差分GPS定位靜態(tài)相對(duì)定位

動(dòng)態(tài)相對(duì)定位44§7.2動(dòng)態(tài)相對(duì)定位“在地面選擇一個(gè)或幾個(gè)坐標(biāo)精確110§7.2動(dòng)態(tài)相對(duì)定位根據(jù)基準(zhǔn)站發(fā)送改正信息的類型和內(nèi)容位置差分偽距差分相位平滑偽距差分載波相位差分根據(jù)基準(zhǔn)站的不同單基準(zhǔn)站差分具有多個(gè)基準(zhǔn)站的局部區(qū)域差分廣域差分45§7.2動(dòng)態(tài)相對(duì)定位根據(jù)基準(zhǔn)站發(fā)送改正信息的類型和內(nèi)容111§7.2動(dòng)態(tài)相對(duì)定位一、單基準(zhǔn)站差分（SRDGPS）1、位置差分

2、偽距差分

3、載波相位差分――RTK技術(shù)

二、局部區(qū)域GPS差分系統(tǒng)（LADGPS）

三、廣域差分GPS系統(tǒng)（WADGPS）

四、多基準(zhǔn)站RTK技術(shù)（網(wǎng)絡(luò)RTK）SingleReferencestationDifferentialGPSLocalAreaDifferentialGPSWideAreaDifferentialGPSRealTimeKinematic46§7.2動(dòng)態(tài)相對(duì)定位一、單基準(zhǔn)站差分（SRDGPS）S1121、位置差分設(shè)基準(zhǔn)站的已知坐標(biāo)為：則坐標(biāo)改正數(shù)為：

(5-59)基準(zhǔn)站通過(guò)數(shù)據(jù)鏈，將坐標(biāo)改正數(shù)發(fā)送出去，用戶GPS接收機(jī)接收，在解算時(shí)加入坐標(biāo)改正：(5-60)基準(zhǔn)站GPS接收機(jī)測(cè)出的坐標(biāo)為：471、位置差分設(shè)基準(zhǔn)站的已知坐標(biāo)為：則坐標(biāo)改正數(shù)為：(51131、位置差分優(yōu)點(diǎn)計(jì)算簡(jiǎn)單，適用于各種型號(hào)的GPS接收機(jī)。位置差分屬“修正法”，能達(dá)到米級(jí)定位精度。缺點(diǎn)基準(zhǔn)站與用戶站必須觀測(cè)同一組衛(wèi)星位置差分，只適用于100km以內(nèi)481、位置差分優(yōu)點(diǎn)1142、偽距差分根據(jù)基準(zhǔn)站接收機(jī)的偽距觀測(cè)值計(jì)算偽距改正數(shù)：(5-63)(5-62)計(jì)算衛(wèi)星到基準(zhǔn)站的真正距離：(5-64)偽距改正數(shù)的變化率為：492、偽距差分根據(jù)基準(zhǔn)站接收機(jī)的偽距觀測(cè)值計(jì)算偽距改正數(shù)：1152、偽距差分基準(zhǔn)站將j和dj通過(guò)數(shù)據(jù)鏈發(fā)送給用戶，用戶接收后，將偽距觀測(cè)值j(t)加入偽距改正：

(5-65)改正后偽距的觀測(cè)方程：(5-66)502、偽距差分基準(zhǔn)站將j和dj通過(guò)數(shù)據(jù)鏈發(fā)送給用戶，1162、偽距差分優(yōu)點(diǎn)基準(zhǔn)站提供所有衛(wèi)星的偽距改正數(shù)，用戶接收機(jī)觀測(cè)任意4顆衛(wèi)星，就可完成定位。

偽距差分屬“修正法”，能滿足米級(jí)定位精度。缺點(diǎn)基準(zhǔn)站和流動(dòng)站接收機(jī)所受誤差影響，須具有強(qiáng)相關(guān)性。差分定位的精度，隨基準(zhǔn)站到用戶的距離增加而降低。512、偽距差分優(yōu)點(diǎn)1173、載波相位差分載波相位差分技術(shù)RTK(RealTimeKinematic)技術(shù)，實(shí)時(shí)處理兩個(gè)測(cè)站（基準(zhǔn)站和流動(dòng)站）載波相位觀測(cè)量的差分定位方法。分類：修正法：將基準(zhǔn)站載波相位修正值發(fā)送給用戶，用戶利用改正后的載波相位觀測(cè)值進(jìn)行定位。差分法：將基準(zhǔn)站采集的載波相位觀測(cè)值發(fā)送給用戶，用戶利用基準(zhǔn)站和流動(dòng)站間的差分觀測(cè)值，進(jìn)行定位。523、載波相位差分載波相位差分技術(shù)118相位偽距觀測(cè)值采用修正法進(jìn)行載波相位差分

修正后載波相位觀測(cè)值的觀測(cè)方程為：

(5-67)相位偽距修正值

殘余誤差

這里關(guān)鍵是求解初始相位整周模糊度值：

否則，無(wú)法進(jìn)行實(shí)時(shí)動(dòng)態(tài)定位。53相位偽距觀測(cè)值采用修正法進(jìn)行載波相位差分修正后載波相位119采用差分法進(jìn)行載波相位差分

定位的平差模型同單歷元觀測(cè)的靜態(tài)相對(duì)定位一樣。單差模型（5－49）雙差模型（5－53）三差模型54采用差分法進(jìn)行載波相位差分定位的平差模型同單歷元觀測(cè)的120單基準(zhǔn)站差分的優(yōu)缺點(diǎn)優(yōu)點(diǎn)結(jié)構(gòu)和算法簡(jiǎn)單，技術(shù)上較為成熟。缺點(diǎn)受到基準(zhǔn)站至用戶站距離（作用距離）的限制，用戶接收機(jī)距離基準(zhǔn)站的距離不能太遠(yuǎn)，一般為幾十公里。主要用于小范圍的差分定位工作。55單基準(zhǔn)站差分的優(yōu)缺點(diǎn)優(yōu)點(diǎn)121二、局部區(qū)域GPS差分系統(tǒng)（LADGPS）基本思想在局部區(qū)域布設(shè)一個(gè)由若干個(gè)基準(zhǔn)站和一個(gè)或數(shù)個(gè)監(jiān)控站組成的差分GPS網(wǎng)。局域GPS用戶，根據(jù)多個(gè)基準(zhǔn)站提供的改正信息，平差求得自己的改正數(shù)，然后再進(jìn)行位置差分或偽距差分定位。系統(tǒng)組成主要由多個(gè)基準(zhǔn)站以及每個(gè)基準(zhǔn)站與用戶之間的無(wú)線電數(shù)據(jù)通信鏈構(gòu)成。用戶與基準(zhǔn)站之間的距離一般在500km以內(nèi)56二、局部區(qū)域GPS差分系統(tǒng)（LADGPS）