第8章GPS定位的方法

第8章GPS定位的方法一、按參考點的不同位置劃分§8—1GPS定位方法分類1）絕對定位（單點定位）：在地球協(xié)議坐標(biāo)系中，確定觀測點相對地球質(zhì)心的位置，即在WGS-84坐標(biāo)系中的坐標(biāo)。2）相對定位：靜態(tài)相對定位流動站動態(tài)相對定位基準(zhǔn)站確定觀測站與地面某一參考點之間的相對位置。絕對定位(單點定位)相對定位(基線向量)DX,DY,DZ解求：解求:

X,Y,Z靜態(tài)定位：在定位過程中，接收機位置靜止不動，是固定的。靜止?fàn)顟B(tài)只是相對的，在衛(wèi)星大地測量中的靜止?fàn)顟B(tài)通常是指待定點的位置相對其周圍點位沒有發(fā)生變化，或變化極其緩慢，以致在觀測期內(nèi)可以忽略。動態(tài)定位：在定位過程中，接收機天線處于運動狀態(tài)。在絕對定位和相對定位中，又都包含靜態(tài)和動態(tài)兩種形式。二、按接收機作業(yè)時所處的狀態(tài)劃分1.靜態(tài)測量方法

將幾臺GPS接收機安置在基線端點上，保持固定不動，同步觀測4顆以上衛(wèi)星?？捎^測數(shù)個時段，每時段觀測十幾分鐘至1小時左右。最后將觀測數(shù)據(jù)輸入計算機，經(jīng)軟件解算得各點坐標(biāo)。精度水平：5mm+1ppmxD

垂直：10mm+2ppmxD

45分鐘/15秒采樣率觀測5顆衛(wèi)星60分鐘/15秒采樣率觀測4顆衛(wèi)星常規(guī)靜態(tài)測量用途：是精度最高的作業(yè)模式。主要用于大地測量、控制測量、變形監(jiān)測、工程測量。

精度水平5mm+1ppmxD

垂直10mm+2ppmxD20分鐘/5秒采樣率觀測6顆衛(wèi)星30分鐘/5秒采樣率觀測4顆衛(wèi)星快速靜態(tài)測量用途：主要用于圖根控制測量、工程測量。2.動態(tài)測量方法先建立一個基準(zhǔn)站，并在其上安置接收機連續(xù)觀測可見衛(wèi)星，另一臺接收機在第1點靜止觀測數(shù)分鐘后，在其他點依次觀測數(shù)秒。最后將觀測數(shù)據(jù)輸入計算機，經(jīng)軟件解算得各點坐標(biāo)。動態(tài)相對定位的作業(yè)范圍一般不能超過15km。用途：適用于精度要求不高的碎部測量。精度：可達(dá)到（10~20mm+1ppm）

精度水平：10mm+2ppmxD

垂直：20mm+2ppmxD

初始化（20-60分鐘）

已知點?.未知點A.未知點B .未知點C

.

未知點D準(zhǔn)動態(tài)測量（停-走測量）

初始化（20-60分鐘）已知點?.未知點

未知點

記錄數(shù)據(jù)不需停留精度水平：10mm+2ppmxD

垂直：20mm+2ppmxD連續(xù)動態(tài)測量三、按處理時效劃分1）后處理——所有觀測完成以后，同時進(jìn)行解算，計算所有觀測點的三維坐標(biāo)。2）實時動態(tài)——每個點觀測完成后立即進(jìn)行解算，實現(xiàn)各點坐標(biāo)的實時計算、實時輸出。實時動態(tài)定位（RTK）在基準(zhǔn)站和流動站間進(jìn)行實時數(shù)據(jù)傳輸，實現(xiàn)各點坐標(biāo)的實時計算、實時輸出。

RTK–RealTimeKinematic（實時動態(tài)）RTK–RealTimeKinematic（實時動態(tài)）§8—2GPS定位誤差及應(yīng)對方法GPS測量也必然會有各種誤差包括：與衛(wèi)星有關(guān)的誤差、與傳播途徑有關(guān)的誤差、與接收設(shè)備有關(guān)的誤差等方面可以采用計算或改善觀測條件的方法消除或減弱一、GPS測量的誤差源與衛(wèi)星有關(guān)的誤差衛(wèi)星軌道誤差衛(wèi)星鐘差相對論效應(yīng)與傳播途徑有關(guān)的誤差電離層延遲對流層延遲多路徑效應(yīng)與接收設(shè)備有關(guān)的誤差接收機天線相位中心的偏移和變化接收機鐘差接收機內(nèi)部噪聲GPS誤差源二、GPS測量誤差特點偶然誤差（噪聲-Noise）內(nèi)容衛(wèi)星信號發(fā)生部分的隨機噪聲接收機信號接收處理部分的隨機噪聲其它外部某些具有隨機特征的影響特點隨機量級小–毫米級系統(tǒng)誤差（偏差-Bias）內(nèi)容其它具有某種系統(tǒng)性特征的誤差特點具有某種系統(tǒng)性特征量級大–最大可達(dá)數(shù)百米單頻C/A碼的誤差大小雙頻P/Y碼的誤差大小三、各類誤差的處理方法

1.模型改正法原理：利用模型計算出誤差影響的大小，直接對觀測值進(jìn)行修正適用情況：對誤差的特性、機制及產(chǎn)生原因有較深刻了解，能建立理論或經(jīng)驗公式所針對的誤差源相對論效應(yīng)、電離層延遲、對流層延遲、衛(wèi)星鐘差限制：有些誤差難以模型化2.求差法原理：通過觀測值間一定方式的相互求差，消去或消弱求差觀測值中所包含的相同或相似的誤差影響適用情況：誤差具有較強的空間、時間或其它類型的相關(guān)性。所針對的誤差源：如電流層延遲，對流層延遲，衛(wèi)星軌道誤差限制：空間相關(guān)性將隨著測站間距離的增加而減弱3.參數(shù)法原理：采用參數(shù)估計的方法，將系統(tǒng)性偏差求定出來適用情況：幾乎適用于任何的情況限制：不能同時將所有影響均作為參數(shù)來估計4.回避法原理：選擇合適的觀測地點，避開易產(chǎn)生誤差的環(huán)境；采用特殊的觀測方法；采用特殊的硬件設(shè)備，消除或減弱誤差的影響適用情況：對誤差產(chǎn)生的條件及