GPS絕對定位與相對定位

1、第五章 GPS衛(wèi)星定位基本原理,5.5 GPS絕對定位與相對定位 廈門理工學(xué)院 空間系,主要內(nèi)容,GPS絕對定位原理 衛(wèi)星幾何分布精度因子 相對定位的基本概念 單差觀測模型 雙差觀測模型 三差觀測模型,一、 GPS絕對定位原理,GPS絕對定位是以地球質(zhì)心為參考點，確定接收機(jī)天線在WGS-84坐標(biāo)系中的絕對位置。由于定位過程僅需一臺接收機(jī)，因此又稱為單點定位。 優(yōu)點：一臺接收機(jī)單獨(dú)定位，觀測簡單，可瞬時定位 缺點：精度主要受系統(tǒng)性偏差的影響，定位精度低,測碼偽距觀測方程的線性化形式： 測相偽距觀測方程的線性化形式：,對在某歷元同時觀測的n顆衛(wèi)星，其誤差方程及位置解為：,衛(wèi)星幾何分布精度因子,平面

2、位置精度衰減因子 高程精度衰減因子 空間位置精度衰減因子 接收機(jī)鐘差精度衰減因子 幾何精度衰減因子,精度因子與所測衛(wèi)星的空間分布有關(guān) 六面體體積最大情形：一顆衛(wèi)星處于天頂，其余3顆衛(wèi)星相距120度。,三、相對定位的基本概念,相對定位：將兩臺接收機(jī)分別安置在基線的兩個端點，其位置靜止不動，并同步觀測相同的4顆以上GPS衛(wèi)星，確定基線兩個端點在協(xié)議地球坐標(biāo)系中的相對位置，這種定位模式稱為相對定位。,用戶站,用戶站,基本觀測量：載波相位 中等長度的基線(100-500km)，相對定位精度可達(dá)10-610-7，甚至更好 缺點：觀測時間過長 解決辦法：整周未知數(shù)快速逼近法,載波相位觀測方程 從中可以看出

3、，靜態(tài)相對定位受哪些因素的影響。,GPS誤差對兩個觀測站或者多個觀測站同步觀測相同衛(wèi)星具有較強(qiáng)的相關(guān)性 GPS相對定位中的組合方式是發(fā)現(xiàn)這些相關(guān)性，從而消除誤差最好的方法 組合方式有三種：單差、雙差和三差。,四、單差觀測模型,單差：指不同觀測站，同步觀測相同衛(wèi)星所得觀測量之差。 形式一：接收機(jī)(測站)間求差（單差常用） 形式二：衛(wèi)星間求差 形式三：不同時刻(歷元)求差 求差后的線性組合作為虛擬觀測值,測站間求單差的虛擬觀測模型具有以下優(yōu)點： 衛(wèi)星鐘差完全消除； 大大消弱了衛(wèi)星星歷誤差； 大大消弱了對流層和電離層的影響，在短距離內(nèi)幾乎可以完全消除；,五、雙差觀測模型,雙差：不同測站，同步觀測同一組衛(wèi)星，所得單差觀測量之差。 雙差觀測方程在t1時刻均含有相同的接收機(jī)鐘差，因此，在衛(wèi)星間求差后，不再存在鐘差。也就是說在雙差模型中可以消除鐘差影響。,六、三差觀測模型,三差：不同歷元，同步觀測同一組衛(wèi)星所得雙差觀測量之差。 優(yōu)點：不存在整周未知數(shù),總結(jié)： 在一個測站上對兩個觀測目標(biāo)進(jìn)行觀測，將觀測值求差；或在兩個測站上對同一個目標(biāo)進(jìn)行觀測，將觀測值求差；或在一個測站