GPS原理及应用05 第五章GPS定位原理二课件.ppt
第五章定位原理（二）,.差分,.相对定位,.单点定位,.观测值的线性组合,主要内容,5.6 观测值的线性组合,组合观测值是虚拟观测值,5.6.1 概述,组合观测值的一般形式,组合观测值具有某些不同于原始观测值特性,组合观测值的一般特性电磁波的一般特性,一般表达式,频率特性,波长特性,整周未知数特性,电离层延迟特性,对流层延迟特性,误差特性,宽巷组合观测值（wide-lane）(n=1,m=-1),5.6.2 几种特殊的组合观测值,窄巷组合观测值（narrow-lane）(n=1,m=1),无电离层影响组合观测值（iono-free）,5.7 单点定位,5.7.1单点定位概述,定义：仅单独利用一台接收机确定待定点在地固坐标系中的绝对位置的方法,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，作业方法简单缺点：定位精度低,应用领域低精度导航资源普查军事.,若在某历元同时观测了n颗卫星，则误差方程及其解为,误差方程对于卫星i，误差方程为,5.7.2 伪距单点定位,用矩阵形式表示：,DOP Dilution of Precision,TDOP Time Dilution of Precision,VDOP Vertical Dilution of Precision,HDOP Horizontal Dilution of Precision,PDOP Position Dilution of Precision,GDOP Geometry Dilution of Precision,5.7.3载波相位单点定位,误差方程 对于卫星i，误差方程为,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,误差及应对方法,卫星星历精密星历 卫星钟差精密星历、地面跟踪 电离层延迟双频改正 对流层延迟模型改正,PPP Precision Point Positioning,5.8.1 概述,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）,5.8 相对定位,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：精度高 缺点：多台接收共同作业，作 业复杂,应用领域 高精度测量定位.,5.8.2 观测方程,则：,5.8.3 各种误差对相对定位结果的影响,其中：,为站星距离；,为轨道误差在站星径向上的投影；,为基线长度误差。,卫星轨道误差,D 为基线长度；,卫星钟差 大气折射误差 接收机钟差 接收机天线相位中心偏差和变化,静态定位,5.8.4 相对定位的类型,Go and Stop快速确定整周未知数,普通静态定位快速静态定位,动态定位,动态定位中整周未知数的确定,.实时动态定位,静态初始化动态初始化（OTF）,单基准站RTK多基准站RTK（网络RTK）,什么是GPS动态定位,5.8.5 动态定位,GPS动态定位（测量），是利用GPS信号，测定相对于地球运动的用户天线的状态参数，这些状态参数包括三维坐标、三维速度和时间等七个。导航，是测得运动载体的状态参数，并导引运动载体准确的运动到预定的后续位置。,GPS动态定位的应用,导航 探险、车辆、船舶、航空器等跟踪、监控与调度 车辆、船舶、航空器等制导 武器制导、自动驾驶等定轨 卫星、航天器等姿态确定 卫星、航天器、航空器等测量 放样、监测等,单点动态定位、相对动态定位和差分动态定位实时动态定位与后处理动态定位伪距动态定位与载波相位动态定位,GPS动态定位的类型,GPS动态定位的应用,GPS动态定位的应用,GPS动态定位的应用,GPS动态定位的应用,GPS动态定位的应用,5.9 差分GPS,5.9.1 概述,GPS绝对定位的精度,差分GPS（DGPS Differential GPS）,利用设置在坐标已知的点（基准站）上测定GPS测量定位误差，用以提高在一定范围内其它GPS接收机（流动站）测量定位精度的方法,5.9.2 差分GPS原理,影响单点（绝对）定位精度的主要误差 卫星轨道误差卫星钟差大气延迟对流层延迟对流层延迟 多路径效应,差分GPS的基本原理利用基准站测定具有空间相关性的误差或其对测量定位结果的影响，供流动站改正其观测值或定位结果,误差的空间相关性以上各类误差中除多路径效应均具有较强的空间相关性,5.9.3 差分GPS的分类,根据时效性实时差分事后差分,根据观测值类型伪距差分载波相位差分,根据差分改正数位置差分（坐标差分）距离差分,根据工作原理和差分模型局域差分（LADGPS Local Area DGPS）单基准站差分多基准站差分广域差分（WADGPS Wide Area DGPS）,RTK技术,RTK Real Time Kinametic,系统构成 参考站 流动站 数据链应用,位置差分,距离差分,单基准站局域差分,V为距离改正数；,为距离改正数的变率。,特点优点：结构、模型简单缺点：差分范围小，精度随距基准站距离的增加而下降，可靠性低,结构：基准站（一个）数据通讯链和用户 数学模型,多基准站局域差分,结构：基准站（多个）数据通讯链和用户,数学模型 加权平均 偏导数法 最小方差法,特点 优点：差分精度高、可靠性高，差分范围增大 缺点：差分范围仍然有限，模型不完善,广域差分,数学模型：对各类误差加以分离，建立各自的改 正模型,结构：基准站（多个）数据通讯链和用户,特点优点：差分精度高、差分精度与距离无关、差 分范围大缺点：系统结构复杂、建设费用高,差分GPS的新进展,WAAS,增强型系统 LAAS Local Area Augmentation System WAAS Wide Area Augmentation System,VRS Virtual Reference Station,
