《靜態(tài)GNSS測(cè)量技能》課件-04-衛(wèi)星定位原理及誤差

GNSS測(cè)量GlobalNavigationSatelliteSystems04--衛(wèi)星定位原理及誤差GNSS定位需解決的兩個(gè)關(guān)鍵問(wèn)題如何確定衛(wèi)星的位置？（已解決）如何測(cè)量出站星距離？（已解決）？定位方法的類(lèi)型根據(jù)使用的觀測(cè)值

偽距測(cè)量、載波相位測(cè)量根據(jù)觀測(cè)方式

絕對(duì)定位、相對(duì)定位、差分定位根據(jù)測(cè)站的運(yùn)動(dòng)狀態(tài)

靜態(tài)、動(dòng)態(tài)導(dǎo)航電文測(cè)距碼載波衛(wèi)星坐標(biāo)偽距觀測(cè)值載波相位觀測(cè)值1、利用測(cè)距碼測(cè)距——偽距觀測(cè)值——偽隨機(jī)碼測(cè)距碼：C/A碼，P碼2、利用載波相位測(cè)距——載波相位觀測(cè)值——載波L1(1575.42MHZ)，L2(1227.60MHZ)，L5(1176.45MHZ)

C/A碼偽距，P碼偽距L1載波相位，L2載波相位，L5載波相位偽距觀測(cè)值(理想狀況)偽距觀測(cè)值(鐘差的影響)偽距觀測(cè)值(大氣折射的影響)電離層對(duì)流層50KM200KM衛(wèi)星軌道20200KM電離層折射對(duì)流層折射偽距觀測(cè)值綜合鐘差的影響和大氣折射的影響偽距觀測(cè)值衛(wèi)星和接收機(jī)的真實(shí)距離衛(wèi)星和接收機(jī)的鐘差電離層折射對(duì)流層折射偽距觀測(cè)值偽距觀測(cè)值特點(diǎn)：測(cè)定的是衛(wèi)星到接收機(jī)之間的距離；同時(shí)獲得四個(gè)偽距觀測(cè)值即可以確定接收機(jī)的實(shí)時(shí)位置。測(cè)距精度較低。載波相位觀測(cè)值載波相位測(cè)距原理接收到信號(hào)時(shí)刻的載波相位φ(R)ρφ(S)用戶(hù)到衛(wèi)星的距離ρ=λ(φ(S)-φ(R))？問(wèn)題：衛(wèi)星端載波信號(hào)的相位φ(S)不能直接測(cè)定。接收到信號(hào)時(shí)刻，衛(wèi)星端的載波相位理想情況實(shí)際情況Time(1)整周模糊度Time(i)整周模糊度整周計(jì)數(shù)相位測(cè)量值相位測(cè)量值接收機(jī)的相位觀測(cè)值包括:一周以?xún)?nèi)的相位（差）t1至ti時(shí)刻的整周計(jì)數(shù)整周模糊度（未知）載波相位觀測(cè)值實(shí)際觀測(cè)方法：信號(hào)接收時(shí)刻，接收機(jī)模擬（復(fù)制）的衛(wèi)星端衛(wèi)星載波信號(hào)的相位(

S)與接收機(jī)端衛(wèi)星載波信號(hào)的相位(

R)之差，即實(shí)際觀測(cè)值：因此，在任意時(shí)刻ti，一個(gè)完整的載波相位觀測(cè)量可以表示成：載波相位偽距測(cè)量的特點(diǎn)：優(yōu)點(diǎn)精度高，測(cè)距精度可達(dá)0.2mm量級(jí)難點(diǎn)整周未知數(shù)問(wèn)題整周跳變問(wèn)題L1載波L2載波C/A碼P-碼

ρ=29.3

m

L2=24

cm

L1=19c

m

C/A=293

m衛(wèi)星發(fā)射的載波及偽隨機(jī)碼由于信號(hào)量測(cè)精度一般優(yōu)于波長(zhǎng)的1/100，所以載波的測(cè)量精度遠(yuǎn)遠(yuǎn)高于偽隨機(jī)碼。偽隨機(jī)碼測(cè)距與載波相位測(cè)距比較測(cè)距方法測(cè)距精度實(shí)現(xiàn)的難易程度分辨率

C/A碼一般(10~15米)容易

4.5-3米

P碼較高(3~5米)較難0.45-0.3米

載波相位非常高(3~50毫米)難

5°~10°利用載波相位觀測(cè)值來(lái)進(jìn)行導(dǎo)航定位，不僅要處理載波相位觀測(cè)值中存在的各種誤差，而且還要解決整周模糊度和整周跳變問(wèn)題，數(shù)據(jù)處理復(fù)雜程度要遠(yuǎn)大于測(cè)碼偽距觀測(cè)值。但由于載波相位觀測(cè)值的精度要高于測(cè)碼偽距觀測(cè)值，載波相位觀測(cè)值仍是高精度定位中主要采用的觀測(cè)值。絕對(duì)定位（單點(diǎn)定位）：一臺(tái)接收機(jī)獨(dú)立確定待定點(diǎn)在坐標(biāo)系中的絕對(duì)位置。相對(duì)定位：兩臺(tái)（或多臺(tái)）接收機(jī)同步觀測(cè)衛(wèi)星，確定它們之間的相對(duì)位置的方法。差分定位：相對(duì)定位增加實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)通訊偽距單點(diǎn)定位模式（單頻接收機(jī)）：精密單點(diǎn)定位PPP模式（雙/三頻接收機(jī)）：相對(duì)定位：差分定位：靜態(tài)定位：在定位過(guò)程中，接收機(jī)的位置是固定的，處于靜止?fàn)顟B(tài)。(這種靜止?fàn)顟B(tài)是相對(duì)的)動(dòng)態(tài)定位：在定位過(guò)程中，接收機(jī)天線(xiàn)處于運(yùn)動(dòng)狀態(tài)。廣泛應(yīng)用于動(dòng)態(tài)目標(biāo)的監(jiān)測(cè)，導(dǎo)航。靜態(tài)定位：動(dòng)態(tài)定位：幾點(diǎn)說(shuō)明：?jiǎn)吸c(diǎn)定位主要是采用偽距定位；載波相位測(cè)量一般都是采用相對(duì)定位；單點(diǎn)定位和相對(duì)定位均可以動(dòng)態(tài)，也可以靜態(tài)；由相對(duì)定位引申出來(lái)了差分定位；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)的誤差測(cè)量誤差處理方法定義：由衛(wèi)星星歷給出的衛(wèi)星在空間的位置與衛(wèi)星的實(shí)際位置之差稱(chēng)為衛(wèi)星星歷誤差。衛(wèi)星星歷誤差：與衛(wèi)星有關(guān)的誤差廣播星歷由GPS的地面控制部分所確定和提供的，經(jīng)GPS衛(wèi)星向全球所有用戶(hù)公開(kāi)播發(fā)的一種預(yù)報(bào)星歷。精密星歷為滿(mǎn)足大地測(cè)量、地球動(dòng)力學(xué)研究等精密應(yīng)用領(lǐng)域的需要而研制、生產(chǎn)的一種高精度的事后星歷。星歷類(lèi)型：與衛(wèi)星有關(guān)的誤差國(guó)際GNSS中心(IGS)的部分GPS臺(tái)站在全球的分布與衛(wèi)星有關(guān)的誤差精密星歷觀測(cè)站：與衛(wèi)星有關(guān)的誤差衛(wèi)星星歷精度：星歷誤差對(duì)單點(diǎn)定位的影響星歷誤差對(duì)單點(diǎn)定位的影響主要取決于衛(wèi)星到接收機(jī)的距離以及用于定位或?qū)Ш降腉PS衛(wèi)星與接收機(jī)構(gòu)成的幾何圖形，星歷起算誤差傳遞給測(cè)站坐標(biāo)，估計(jì)為幾十到上百米。星歷誤差對(duì)相對(duì)定位的影響GPS衛(wèi)星星歷誤差對(duì)定位的影響：與衛(wèi)星有關(guān)的誤差其中|

r|為衛(wèi)星軌道的誤差，r為衛(wèi)星至測(cè)站的相對(duì)位置矢量，|

b|為基線(xiàn)矢量的誤差，b為兩站之間基線(xiàn)矢量。如令GPS點(diǎn)位之間最大距離為10km左右，取r=22000km,軌道的誤差為50米，根據(jù)上其對(duì)基線(xiàn)的最大影響為5mm?？梢?jiàn)，用廣播星歷解算對(duì)較長(zhǎng)基線(xiàn)結(jié)果有顯著影響。因而在有條件的情況下，最好還是采用精密星歷（精度在0.05米左右）或預(yù)報(bào)精密星歷（精度在0.5米左右），從而可以保證星歷誤差對(duì)于基線(xiàn)解算沒(méi)有影響。GPS星歷誤差對(duì)相對(duì)定位的影響：與衛(wèi)星有關(guān)的誤差

鐘讀數(shù)與真實(shí)系統(tǒng)時(shí)間之間的差異，有衛(wèi)星鐘差和接收機(jī)鐘差兩類(lèi)。時(shí)鐘誤差：與衛(wèi)星有關(guān)的誤差GPS衛(wèi)星時(shí)鐘誤差：

GPS測(cè)量精度與時(shí)鐘誤差密切相關(guān)。高精度原子鐘（銣鐘和銫鐘）由地面主控站控制，其鐘面時(shí)與GPS時(shí)偏差仍在1ms以?xún)?nèi)（300km）。與衛(wèi)星有關(guān)的誤差定義 衛(wèi)星鐘時(shí)間同步誤差應(yīng)對(duì)方法模型改正（鐘差改正多項(xiàng)式）

相對(duì)定位或差分定位GPS衛(wèi)星時(shí)鐘誤差：衛(wèi)星鐘差經(jīng)二階多項(xiàng)式改正后約為20ns（1ns=0.3m）,約6m，但可滿(mǎn)足導(dǎo)航用戶(hù)的精度需求。與衛(wèi)星有關(guān)的誤差狹義相對(duì)論效應(yīng)廣義相對(duì)論效應(yīng)相對(duì)論效應(yīng)：與衛(wèi)星有關(guān)的誤差狹義相對(duì)論1905年提出，運(yùn)動(dòng)將使時(shí)間、空間和物質(zhì)的質(zhì)量發(fā)生變化。廣義相對(duì)論1915年提出，將相對(duì)論與引力論進(jìn)行了統(tǒng)一。相對(duì)論效應(yīng)：與衛(wèi)星有關(guān)的誤差相對(duì)論效應(yīng)是由于衛(wèi)星鐘和接收機(jī)鐘所處的狀態(tài)不同而引起的衛(wèi)星鐘和接收機(jī)鐘之間產(chǎn)生相對(duì)鐘差的現(xiàn)象。

狹義相對(duì)論觀點(diǎn)：一個(gè)頻率為f0的振蕩器安裝飛行速度為v的載體上，由于載體的運(yùn)動(dòng)，對(duì)地面觀測(cè)者來(lái)說(shuō)將產(chǎn)生頻率變化。

廣義相對(duì)論觀點(diǎn)：處于不同等位面的振蕩器，其頻率將由于引力位不同而發(fā)生變化。相對(duì)論效應(yīng)的影響并非常數(shù)，經(jīng)改正后仍有殘差，它對(duì)GPS時(shí)的影響最大可達(dá)70ns，對(duì)精密定位不可忽略。衛(wèi)星有關(guān)的誤差相對(duì)論效應(yīng)：大氣結(jié)構(gòu)分布：與傳播途徑有關(guān)的誤差大氣折射信號(hào)在穿過(guò)大氣時(shí)，速度將發(fā)生變化，傳播路徑也將發(fā)生彎曲，也稱(chēng)大氣延遲。在衛(wèi)星測(cè)量定位中，通常僅考慮信號(hào)傳播速度的變化。色散介質(zhì)與非色散介質(zhì)色散介質(zhì)：對(duì)不同頻率的信號(hào)，所產(chǎn)生的折射效應(yīng)也不同非色散介質(zhì)：對(duì)不同頻率的信號(hào)，所產(chǎn)生的折射效應(yīng)相同對(duì)衛(wèi)星信號(hào)來(lái)說(shuō)，電離層是色散介質(zhì)，對(duì)流層是非色散介質(zhì)。大氣折射效應(yīng)：與傳播途徑有關(guān)的誤差電子密度：?jiǎn)挝惑w積中所包含的電子數(shù)?？傠娮雍浚═EC–TotalElectronContent）：底面積為一個(gè)單位面積時(shí)沿信號(hào)傳播路徑貫穿整個(gè)電離層的一個(gè)柱體內(nèi)所含的電子總數(shù)。電子密度與總電子含量：與傳播途徑有關(guān)的誤差

電離層對(duì)GPS信號(hào)影響在天頂方向可達(dá)50m，在接近地面則可達(dá)150m。

與高度有關(guān)與地方時(shí)有關(guān)與太陽(yáng)活動(dòng)有關(guān)與季節(jié)有關(guān)與位置有關(guān)影響電子密度因素：與傳播途徑有關(guān)的誤差

電子密度時(shí)空分布：電離層影響與地理位置、溫度和衛(wèi)星高度角等有關(guān)。白天為晚間的5倍，夏季為冬季的4倍。天頂方向最大可達(dá)50m，地平方向可達(dá)150m。因此儀器要設(shè)置衛(wèi)星高度角。與傳播途徑有關(guān)的誤差武漢大學(xué)于2016年成為IGS電離層分析中心與傳播途徑有關(guān)的誤差與傳播途徑有關(guān)的誤差BDS與GPS電離層改正精度：經(jīng)驗(yàn)?zāi)Ｐ透恼椒ǎ焊鶕?jù)以往觀測(cè)結(jié)果所建立的模型改正效果：差雙頻改正方法：利用雙頻觀測(cè)值直接計(jì)算出延遲改正或組成無(wú)電離層延遲的組合觀測(cè)量效果：改正效果最好實(shí)測(cè)模型改正方法：利用實(shí)際觀測(cè)所得到的離散的電離層延遲建立模型效果：改正效果較好電離層延遲改正方法：與傳播途徑有關(guān)的誤差大氣結(jié)構(gòu)分布：對(duì)流層對(duì)衛(wèi)星信號(hào)影響在天頂方向可達(dá)2.5m，在高度角為10°時(shí)約為20m（中緯度地區(qū)）。與傳播途徑有關(guān)的誤差折射率與信號(hào)波長(zhǎng)的關(guān)系對(duì)流層對(duì)不同波長(zhǎng)的波的折射效應(yīng)結(jié)論對(duì)于GPS衛(wèi)星所發(fā)送的電磁波信號(hào)，對(duì)流層不具有色散效應(yīng)。對(duì)流層的非色散效應(yīng)：與傳播途徑有關(guān)的誤差大氣折射率N與溫度、氣壓和濕度的關(guān)系對(duì)流層延遲與大氣折射率N大氣折射率與氣象元素的關(guān)系：與傳播途徑有關(guān)的誤差ZenithSlant與傳播途徑有關(guān)的誤差Hopfield對(duì)流層改正模型:Saastamoinen對(duì)流層改正模型:Black對(duì)流層改正模型：氣象元素干溫、濕溫、氣壓干溫、相對(duì)濕度、氣壓測(cè)定方法普通儀器：通風(fēng)干濕溫度表、空盒氣壓計(jì)自動(dòng)化的電子儀器氣象元素的測(cè)定：與傳播途徑有關(guān)的誤差與傳播途徑有關(guān)的誤差對(duì)流層誤差的有效利用（GNSS氣象學(xué)）：對(duì)流層誤差的有效利用：與傳播途徑有關(guān)的誤差與傳播途徑有關(guān)的誤差對(duì)流層誤差的有效利用：在衛(wèi)星測(cè)量中，被測(cè)站附近的物體所反射的衛(wèi)星信號(hào)（反射波）被接收機(jī)天線(xiàn)所接收，與直接來(lái)自衛(wèi)星的信號(hào)（直接波）產(chǎn)生干涉，從而使觀測(cè)值偏離真值產(chǎn)生所謂的“多路徑誤差”。由于多路徑的信號(hào)傳播所引起的干涉時(shí)延效應(yīng)稱(chēng)為多路徑效應(yīng)。多路徑誤差與多路徑效應(yīng)：與傳播途徑有關(guān)的誤差測(cè)站周?chē)h(huán)境周?chē)瓷潴w性質(zhì)GNSS接收機(jī)天線(xiàn)性能引起多路徑效應(yīng)的因素：與傳播途徑有關(guān)的誤差選擇合適的測(cè)站，避開(kāi)易產(chǎn)生多路徑的環(huán)境消弱多路徑效應(yīng)的方法：外業(yè)觀測(cè)與傳播途徑有關(guān)的誤差采用抗多路徑誤差的儀器設(shè)備抗多路徑的天線(xiàn)：帶抑徑板或抑徑圈的天線(xiàn)、極化天線(xiàn)。抗多路徑的接收機(jī)：窄相關(guān)技術(shù)等。與傳播途徑有關(guān)的誤差消弱多路徑效應(yīng)的方法：觀測(cè)儀器加權(quán)參數(shù)法濾波法信號(hào)分析法與傳播途徑有關(guān)的誤差消弱多路徑效應(yīng)的方法：內(nèi)業(yè)處理多路徑效應(yīng)的有效利用：GNSS-R、GNSS-MR與傳播途徑有關(guān)的誤差多路徑效應(yīng)的有效利用：GNSS-MR技術(shù)與傳播途徑有關(guān)的誤差與傳播途徑有關(guān)的誤差GNSS-MR實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)潮位變化與傳播途徑有關(guān)的誤差GNSS-MR監(jiān)測(cè)降雪厚度GNSS-MR監(jiān)測(cè)地表環(huán)境網(wǎng)絡(luò)與傳播途徑有關(guān)的誤差接收機(jī)分辨率誤差主要是指儀器硬、軟件對(duì)衛(wèi)星信號(hào)的分辨率誤差。依據(jù)經(jīng)驗(yàn)，一般認(rèn)為接收機(jī)分辨率誤差約為信號(hào)波長(zhǎng)的1%。接收機(jī)分辨率誤差：信號(hào)波長(zhǎng)觀測(cè)誤差P碼29.3m0.3mC/A碼293m2.9m載波L119.05cm2.0mm載波L224.45cm2.5mm與接收機(jī)有關(guān)的誤差接收機(jī)一般采用石英鐘，接收機(jī)鐘與理想的衛(wèi)星時(shí)之間存在的偏差和漂移。接收機(jī)鐘差：與接收機(jī)有關(guān)的誤差

接收機(jī)鐘差：與接收機(jī)有關(guān)的誤差定義 接收機(jī)天線(xiàn)的相位中心相對(duì)測(cè)站標(biāo)石中心位置的偏差。應(yīng)對(duì)方法對(duì)中整平采用強(qiáng)制對(duì)中裝置（高精度GNSS測(cè)量）接收機(jī)的位置誤差：與接收機(jī)有關(guān)的誤差天線(xiàn)相位中心PCV改正：與接收機(jī)有關(guān)的誤差使用相同類(lèi)型的天線(xiàn)并進(jìn)行天線(xiàn)定向（相對(duì)定位）模型改正天線(xiàn)相位中心PCV改正：與接收機(jī)有關(guān)的誤差GPS其余測(cè)量誤差：衛(wèi)星硬件延遲偏差接收機(jī)硬件延遲偏差

地球自轉(zhuǎn)

固體潮

海洋潮汐

大氣負(fù)荷

磁場(chǎng)……測(cè)量誤差處理方法誤差來(lái)源誤差分類(lèi)對(duì)距離測(cè)量的影響/m衛(wèi)星①衛(wèi)星星歷誤差；②衛(wèi)星鐘誤差；③相對(duì)論效應(yīng)1.5～15信號(hào)傳播①電離層折射誤差；②對(duì)流層折射誤差；

③多路徑效應(yīng)1.5～15接收設(shè)備①接收機(jī)鐘誤差；②接收機(jī)位置誤差；③天線(xiàn)相位中心變化1.5～15其他影響①地球潮汐;②負(fù)荷潮1.0測(cè)量誤差的影響量級(jí)：測(cè)量誤差處理方法內(nèi)容衛(wèi)星信號(hào)發(fā)生部分的隨機(jī)噪聲接收機(jī)信號(hào)接收處理部分的隨機(jī)噪聲其它外部某些具有隨機(jī)特征的影響特點(diǎn)隨機(jī)量級(jí)小–毫米級(jí)偶然誤差及特點(diǎn)：測(cè)量誤差處理方法內(nèi)容其它具有某種系統(tǒng)性特征的誤差特點(diǎn)具有某種系統(tǒng)性特征量級(jí)大，最大可達(dá)數(shù)百米系統(tǒng)誤差及特點(diǎn)：測(cè)量誤差處理方法模型法

求差法

參數(shù)法

回避法消弱GPS測(cè)量系統(tǒng)誤差的方法：測(cè)量誤差處理方法IGS服務(wù)中心：

國(guó)際GNSS服務(wù)組織（IGS）成立于1993年，是一個(gè)得到多國(guó)政府機(jī)構(gòu)支持的國(guó)際學(xué)術(shù)性合作與信息服務(wù)機(jī)構(gòu)，其數(shù)據(jù)和分析中心成員均為全球衛(wèi)星導(dǎo)航領(lǐng)域一流研究機(jī)構(gòu)，包括美國(guó)噴氣動(dòng)力實(shí)驗(yàn)室JPL、歐洲定軌中心CODE、德國(guó)地學(xué)研究中心GFZ、歐洲空間局ESA等。20多年來(lái)，為衛(wèi)星導(dǎo)航科技進(jìn)步發(fā)揮了巨大的推動(dòng)作用。/

測(cè)量誤差處理方法IGS工作小組測(cè)量誤差處理方法載波相位引起大地測(cè)量變革：相對(duì)定位原理頂級(jí)私立研究大學(xué)，85位諾貝爾獎(jiǎng)。MIT研發(fā)的開(kāi)源高精度GNSS數(shù)據(jù)處理軟件Gamit/globk在全球廣泛應(yīng)用。

靜態(tài)偽距絕對(duì)定位，由于受到衛(wèi)星軌道誤差、接收機(jī)鐘差，以及信號(hào)傳播誤差等多種因素的干擾，其定位精度較低，遠(yuǎn)不能滿(mǎn)足大地測(cè)量精密定位的要求。而靜態(tài)相對(duì)定位，由于采用載波相位觀測(cè)量以及相位觀測(cè)量的線(xiàn)性組合技術(shù)，極大地削弱了上述各類(lèi)定位誤差的影響，其定位相對(duì)精度高達(dá)10-8～10-9，是目前定位測(cè)量中精度最高的一種方法，廣泛應(yīng)用于大地測(cè)量、精密工程測(cè)量以及地球動(dòng)力學(xué)研究。載波相位用于大地測(cè)量：概念：用兩臺(tái)或多臺(tái)接收機(jī)分別安置在基線(xiàn)的兩端，其位置靜止不動(dòng)，同步觀測(cè)相同的4顆以上GPS衛(wèi)星，確定基線(xiàn)兩端的相對(duì)位置，該定位模式稱(chēng)為靜態(tài)相對(duì)定位。在實(shí)際工作中，通常將接收機(jī)數(shù)目擴(kuò)展到3臺(tái)以上，同時(shí)測(cè)定若干條基線(xiàn)。這樣做不僅提高了工作效率，而且增加了觀測(cè)量，提高了觀測(cè)成果的可靠性。靜態(tài)相對(duì)定位的概念：靜態(tài)相對(duì)定位（2臺(tái)）相對(duì)定位作業(yè)圖：靜態(tài)相對(duì)定位（4臺(tái)）非差單差雙差三差其它線(xiàn)性組合載波相位觀測(cè)量的組合：相對(duì)定位原理站間差分–

同步觀測(cè)值在接收機(jī)間求差，可消除衛(wèi)星鐘差。星間差分–

同步觀測(cè)值在衛(wèi)星間求差，可消除接收機(jī)鐘差。歷元間差分–同步觀測(cè)值在歷元間求差，可消除整周未知數(shù)。差分觀測(cè)值類(lèi)型相對(duì)定位原理（1）消除了衛(wèi)星鐘誤差的影響。（2）大大削弱了衛(wèi)星星歷誤差的影響。（3）大大削弱了小區(qū)域內(nèi)大氣折射的影響。相對(duì)定位原理測(cè)站間求單差的優(yōu)點(diǎn)：測(cè)站間求差減弱星歷誤差影響：利用在兩個(gè)或多個(gè)觀測(cè)站上，對(duì)同一衛(wèi)星的同步觀測(cè)值求差，以減弱衛(wèi)星軌道誤差的影響。由于同一衛(wèi)星的位置誤差，對(duì)不同觀測(cè)站同步觀測(cè)量的影響具有系統(tǒng)性質(zhì)，所以通過(guò)上述求差的方法，可以明顯地減弱衛(wèi)星軌道誤差的影響，尤其當(dāng)基線(xiàn)較短時(shí)，其有效性甚為明顯。這種方法，對(duì)精密相對(duì)定位具有極其重要的意義。結(jié)果表明：在測(cè)站間求差后星歷誤差對(duì)測(cè)距的影響只有原來(lái)的1/1000。相對(duì)定位原理

對(duì)測(cè)站間或衛(wèi)星間或歷元間求過(guò)一次差后的虛擬觀測(cè)方程，仍可再次求差，獲得雙差模型。由于求差與先后順序無(wú)關(guān)，因此，觀測(cè)量之間的雙差模型仍可有如下3種構(gòu)成方法：(1)在測(cè)站間求單差，衛(wèi)星間求雙差。(2)在衛(wèi)星間求單差，歷元間求雙差。(3)在歷元間求單差，測(cè)站間求雙差。相對(duì)定位原理雙差觀測(cè)值：

在建立載波相位觀測(cè)量之間的雙差模型后，還可進(jìn)一步建立觀測(cè)量之間的三差模型。由于求差與求差(相減)次序無(wú)關(guān)，所以建立三差模型只有一種方法，即在測(cè)站、衛(wèi)星和觀測(cè)歷元之間求三次差。相對(duì)定位原理三差觀測(cè)模型：

三差法相對(duì)定位的優(yōu)點(diǎn)在于它可以在方程中消掉整周未知數(shù)，因此對(duì)于相對(duì)定位來(lái)說(shuō)是很有用的。由于三差法對(duì)不同觀測(cè)歷元的觀測(cè)量求差，當(dāng)衛(wèi)星位置變化很小時(shí)，導(dǎo)致方程對(duì)衛(wèi)星誤差過(guò)于敏感，又造成此方法不能在幾個(gè)歷元內(nèi)解出精度合格的結(jié)果。如衛(wèi)星運(yùn)行20秒（約78公里），即使衛(wèi)星誤差只有10cm，對(duì)解算的影響也達(dá)到幾厘米，因此三差法主要用于獲取初值。相對(duì)定位原理三差觀測(cè)模型：動(dòng)態(tài)定位（測(cè)量）：是利用衛(wèi)星信號(hào)，測(cè)定相對(duì)于地球運(yùn)動(dòng)的用戶(hù)天線(xiàn)的狀態(tài)參數(shù)，這些狀態(tài)參數(shù)包括三維坐標(biāo)、三維速度和時(shí)間七個(gè)參數(shù)。導(dǎo)航：是測(cè)得運(yùn)動(dòng)載體的狀態(tài)參數(shù)，并導(dǎo)引運(yùn)動(dòng)載體準(zhǔn)確地運(yùn)動(dòng)到預(yù)定的后續(xù)位置。動(dòng)態(tài)定位應(yīng)用動(dòng)態(tài)定位的概念：導(dǎo)航–探險(xiǎn)、車(chē)輛、船舶、航空器等。監(jiān)控–車(chē)輛、船舶、航空器等。制導(dǎo)–武器制導(dǎo)、自動(dòng)駕駛等。定軌–衛(wèi)星、火箭、航天器等。姿態(tài)–衛(wèi)星、航天器、航空器等。測(cè)量–數(shù)字測(cè)圖、放樣、監(jiān)測(cè)等……動(dòng)態(tài)定位應(yīng)用GPS動(dòng)態(tài)定位的應(yīng)用領(lǐng)域：車(chē)輛導(dǎo)航與測(cè)量航空導(dǎo)航與測(cè)量衛(wèi)星偵察與測(cè)繪艦船導(dǎo)航與測(cè)繪高精度動(dòng)態(tài)定位和導(dǎo)航動(dòng)態(tài)定位應(yīng)用動(dòng)態(tài)定位的應(yīng)用領(lǐng)域：動(dòng)態(tài)定位應(yīng)用動(dòng)態(tài)定位的應(yīng)用領(lǐng)域：動(dòng)態(tài)定位應(yīng)用動(dòng)態(tài)定位的應(yīng)用領(lǐng)域：動(dòng)態(tài)定位應(yīng)用動(dòng)態(tài)定位的應(yīng)用領(lǐng)域：

動(dòng)態(tài)相對(duì)定位的作業(yè)方法實(shí)際上是用兩臺(tái)接收機(jī)，將一臺(tái)接收機(jī)安置在坐標(biāo)已知的基準(zhǔn)站上固定不動(dòng)，另一臺(tái)接收機(jī)安置在運(yùn)動(dòng)的載體上，兩臺(tái)接收機(jī)同步觀測(cè)相同的衛(wèi)星，通過(guò)在觀測(cè)值之間求差，以消除具有相關(guān)性的誤差，提高定位精度。而運(yùn)動(dòng)點(diǎn)位置是通過(guò)確定該點(diǎn)相對(duì)基準(zhǔn)站的位置實(shí)現(xiàn)的，這種定位方法也叫差分。動(dòng)態(tài)相對(duì)定位與差分動(dòng)態(tài)相對(duì)定位原理：動(dòng)態(tài)相對(duì)定位與差分動(dòng)態(tài)相對(duì)定位工作原理：動(dòng)態(tài)相對(duì)定位分為以測(cè)距碼偽距為觀測(cè)量的動(dòng)態(tài)相對(duì)定位和以載波相位偽距為觀測(cè)量的動(dòng)態(tài)相對(duì)定位。動(dòng)態(tài)相對(duì)定位與差分動(dòng)態(tài)相對(duì)定位工作原理：差分（DGPS–DifferentialGPS）利用設(shè)置在坐標(biāo)已知的點(diǎn)（基準(zhǔn)站）上的GPS接收機(jī)測(cè)定GPS測(cè)量定位誤差，用以提高在一定范圍內(nèi)其它GPS接收機(jī)（流動(dòng)站）測(cè)量定位精度的方法。RTCM相對(duì)定位改正格式動(dòng)態(tài)相對(duì)定位與差分差分原理：

測(cè)距碼差分GPS能以米級(jí)精度實(shí)時(shí)給出運(yùn)動(dòng)載體的位置，滿(mǎn)足諸多導(dǎo)航用戶(hù)的要求，但是測(cè)距碼由于自身結(jié)構(gòu)及精度限制，很難達(dá)到更高的精度。載波相位的靜態(tài)相對(duì)定位精度極高，但模糊度求解需較長(zhǎng)時(shí)間，且數(shù)據(jù)需后處理限制了其應(yīng)用范圍。

由于快速逼近模糊度技術(shù)的出現(xiàn)，模糊度可以被迅速確定，而差分GPS的出現(xiàn)，使利用載波相位差分實(shí)時(shí)求解載體的位置成為可能，這一具有快速高精度定位功能的載波相位差分測(cè)量技術(shù)，通常簡(jiǎn)稱(chēng)為RTK技術(shù)（RealTimekinematic）。載波相位差分技術(shù)的出現(xiàn)：載波相位差分原理RTK系統(tǒng)組成：載波相位差分原理

RTK測(cè)量系統(tǒng)中，至少包含二臺(tái)接收機(jī)，分別安置在基準(zhǔn)站和用戶(hù)站上。基準(zhǔn)站應(yīng)設(shè)在測(cè)區(qū)內(nèi)地勢(shì)較高，視野開(kāi)闊，且坐標(biāo)已知的點(diǎn)上。作業(yè)期間，基準(zhǔn)站的接收機(jī)應(yīng)將觀測(cè)數(shù)據(jù)通過(guò)數(shù)據(jù)傳輸系統(tǒng)，實(shí)時(shí)地發(fā)送給用戶(hù)站。當(dāng)基準(zhǔn)站為多用戶(hù)服務(wù)時(shí)，應(yīng)采用雙頻接收機(jī)，且其采樣率應(yīng)與用戶(hù)站接收機(jī)采樣率最高的相一致。RTK系統(tǒng)組成（GPS接收機(jī)設(shè)備）：載波相位差分原理數(shù)據(jù)傳輸系統(tǒng)（或簡(jiǎn)稱(chēng)數(shù)據(jù)鏈），由基準(zhǔn)站的發(fā)射臺(tái)與用戶(hù)站的接收臺(tái)組成，它是實(shí)現(xiàn)實(shí)時(shí)動(dòng)態(tài)測(cè)量的關(guān)鍵設(shè)備。數(shù)據(jù)傳輸由調(diào)制解調(diào)器和無(wú)線(xiàn)電臺(tái)組成。數(shù)據(jù)傳輸設(shè)備，要充分保證傳輸數(shù)據(jù)的可靠性，其頻率和功率的選擇主要決定于用戶(hù)站與基準(zhǔn)站間的距離，環(huán)境質(zhì)量，數(shù)據(jù)的傳輸速度。RTK系統(tǒng)組成（數(shù)據(jù)傳輸）：載波相位差分原理軟件系統(tǒng)的質(zhì)量與功能，對(duì)于保障實(shí)時(shí)動(dòng)態(tài)測(cè)