GPS原理及其应用 (十一).

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1 GPS原理及其应用 (十一)

2 第四章 距离测量与GPS定位 §4.6 单点定位 §4.7 相对定位

3 §4.6 单点定位

4 GPS测量定位方法分类 定位模式 定位时接收机天线的运动状态 获得定位结果的时效 观测值类型 绝对定位（单点定位） 相对定位 差分定位
距离测量与GPS定位 > 单点定位 > GPS测量定位方法分类 GPS测量定位方法分类 定位模式 绝对定位（单点定位） 相对定位 差分定位 定位时接收机天线的运动状态 静态定位－天线相对于地固坐标系静止 动态定位－天线相对于地固坐标系运动 获得定位结果的时效 事后定位 实时定位 观测值类型 伪距测量 载波相位测量

5 单点定位简介 定义 定位结果－与所用星历同属一坐标系的绝对坐标 特点 应用领域 单独利用一台接收机确定待定点在地固坐标系中绝对位置的方法
距离测量与GPS定位 > 单点定位 > 单点定位简介 单点定位简介 定义 单独利用一台接收机确定待定点在地固坐标系中绝对位置的方法 定位结果－与所用星历同属一坐标系的绝对坐标 采用广播星历时属WGS-84 采用IGS – International GPS Service精密星历时为ITRF – International Terrestrial Reference Frames 特点 优点：一台接收机单独定位，观测简单，可瞬时定位 缺点：精度主要受系统性偏差的影响，定位精度低 应用领域 低精度导航、资源普查、军事、...

6 距离测量与GPS定位 > 单点定位 > 伪距单点定位的误差方程
伪距单点定位的误差方程① 对于卫星i，在某一个历元的误差方程为

7 伪距单点定位的误差方程② 对在某历元同时观测的n颗卫星，其误差方程及位置解为
距离测量与GPS定位 > 单点定位 > 伪距单点定位的误差方程 伪距单点定位的误差方程② 对在某历元同时观测的n颗卫星，其误差方程及位置解为 单点定位有4个待定参数，因而至少需要同时观测4颗以上的卫星，才能同时确定出所有的待定参数。

8 DOP值① DOP（Dilution of Precision） GDOP – Geometry Dilution of Precision
距离测量与GPS定位 > 单点定位 > DOP值 DOP值① DOP（Dilution of Precision） GDOP – Geometry Dilution of Precision PDOP – Position Dilution of Precision TDOP – Time Dilution of Precision HDOP – Horizontal Dilution of Precision VDOP – Vertical Dilution of Precision DOP值的定义

9 DOP值② DOP值与定位精度 DOP值的性质 DOP值与单点定位时，所观测卫星的数量与分布有关，它所表示的是定位的几何条件
距离测量与GPS定位 > 单点定位 > DOP值 DOP值② DOP值与定位精度 DOP值的性质 DOP值与单点定位时，所观测卫星的数量与分布有关，它所表示的是定位的几何条件 DOP值越小，定位的几何条件越好

10 距离测量与GPS定位 > 单点定位 > DOP值

11 距离测量与GPS定位 > 单点定位 > DOP值

12 距离测量与GPS定位 > 单点定位 > 载波相位单点定位的误差方程
载波相位单点定位的误差方程① 对于卫星i，误差方程为

13 载波相位单点定位的误差方程② 若在k个历元里每历元均观测了n颗相同的卫星，则误差方程
距离测量与GPS定位 > 单点定位 > 载波相位单点定位的误差方程 载波相位单点定位的误差方程② 若在k个历元里每历元均观测了n颗相同的卫星，则误差方程

14 距离测量与GPS定位 > 单点定位 > 载波相位单点定位的误差方程
载波相位单点定位的误差方程③

15 载波相位单点定位的误差方程④ 距离测量与GPS定位 > 单点定位 > 载波相位单点定位的误差方程
假定在k个历元中连续对n颗卫星进行了观测，则通常有3+k+n个待定参数（3个位置参数、k个整周模糊度参数和n个接收机钟差参数），因而，仅采用载波相位观测值无法实现瞬时单点定位。

16 单点定位的误差源及应对方法 卫星星历 卫星钟差 电离层延迟 对流层延迟 精密星历 精密钟差、地面跟踪 双频改正 模型改正
距离测量与GPS定位 > 单点定位 > 单点定位的误差源及应对方法 单点定位的误差源及应对方法 卫星星历 精密星历 卫星钟差 精密钟差、地面跟踪 电离层延迟 双频改正 对流层延迟 模型改正

17 精密单点定位 精密单点定位 PPP – Precise Point Positioning 特点 定位精度 用途 主要观测值为载波相位
距离测量与GPS定位 > 单点定位 > 精密单点定位 精密单点定位 精密单点定位 PPP – Precise Point Positioning 特点 主要观测值为载波相位 采用精密的卫星轨道和钟数据 采用复杂的模型 定位精度 亚分米级 用途 全球高精度测量 卫星定轨

18 §4.7 相对定位

19 概述① 定义 定位结果 确定进行同步观测的接收机之间相对位置的定位方法，称为相对定位。
距离测量与GPS定位 > 相对定位 > 概述 概述① 定义 确定进行同步观测的接收机之间相对位置的定位方法，称为相对定位。 定位结果 与所用星历同属一坐标系的基线向量（坐标差）及其精度信息 采用广播星历时属WGS-84 采用IGS – International GPS Service精密星历时为ITRF – International Terrestrial Reference Frame 基线向量中含有：2个方位基准（一个水平方法，一个垂直方位）和1个尺度基准，不含有位置基准

20 概述② 特点 应用 优点：定位精度高 缺点： 高精度测量定位及导航 多台接收共同作业，作业复杂 数据处理复杂 不能直接获取绝对坐标 相对定位
距离测量与GPS定位 > 相对定位 > 概述 概述② 特点 优点：定位精度高 缺点： 多台接收共同作业，作业复杂 数据处理复杂 不能直接获取绝对坐标 应用 高精度测量定位及导航 相对定位

21 距离测量与GPS定位 > 相对定位 > 观测方程
非差观测方程 单差观测方程 双差观测方程

22 各种误差对相对定位结果的影响 卫星轨道误差 – 削弱 卫星钟差 – 消除 大气折射误差 – 削弱 接收机钟差 – 消除
距离测量与GPS定位 > 相对定位 > 各种误差对相对定位结果的影响 各种误差对相对定位结果的影响 卫星轨道误差 – 削弱 卫星钟差 – 消除 大气折射误差 – 削弱 接收机钟差 – 消除 接收机天线相位中心偏差和变化 – 消除

23 相对定位的类型 静态定位 动态定位 普通静态定位 快速静态定位 动态定位中整周未知数的确定
距离测量与GPS定位 > 相对定位 > 相对定位的类型 相对定位的类型 静态定位 普通静态定位 快速静态定位 Go and Stop 快速确定整周未知数 动态定位 动态定位中整周未知数的确定 静态初始化 动态初始化（OTF） 实时动态定位（RTK – Real Time Kinematic） 单基准站RTK 多基准站RTK（网络RTK）

24 距离测量与GPS定位 > 相对定位 > RTK – 实时动态
Real Time Kinematic