GPS原理及其應(yīng)用課件

GPS原理及其應(yīng)用

(十一)GPS原理及其應(yīng)用

(十一)1第四章距離測量與GPS定位§4.6 單點(diǎn)定位§4.7 相對定位第四章距離測量與GPS定位§4.6 單點(diǎn)定位2§4.6 單點(diǎn)定位§4.6 單點(diǎn)定位3GPS測量定位方法分類定位模式絕對定位（單點(diǎn)定位）相對定位差分定位定位時(shí)接收機(jī)天線的運(yùn)動(dòng)狀態(tài)靜態(tài)定位－天線相對于地固坐標(biāo)系靜止動(dòng)態(tài)定位－天線相對于地固坐標(biāo)系運(yùn)動(dòng)獲得定位結(jié)果的時(shí)效事后定位實(shí)時(shí)定位觀測值類型偽距測量載波相位測量距離測量與GPS定位>單點(diǎn)定位>GPS測量定位方法分類GPS測量定位方法分類定位模式距離測量與GPS定位>單點(diǎn)4單點(diǎn)定位簡介定義單獨(dú)利用一臺(tái)接收機(jī)確定待定點(diǎn)在地固坐標(biāo)系中絕對位置的方法定位結(jié)果－與所用星歷同屬一坐標(biāo)系的絕對坐標(biāo)采用廣播星歷時(shí)屬WGS-84采用IGS–InternationalGPSService精密星歷時(shí)為ITRF–InternationalTerrestrialReferenceFrames特點(diǎn)優(yōu)點(diǎn)：一臺(tái)接收機(jī)單獨(dú)定位，觀測簡單，可瞬時(shí)定位缺點(diǎn)：精度主要受系統(tǒng)性偏差的影響，定位精度低應(yīng)用領(lǐng)域低精度導(dǎo)航、資源普查、軍事、...距離測量與GPS定位

>單點(diǎn)定位>單點(diǎn)定位簡介單點(diǎn)定位簡介定義距離測量與GPS定位>單點(diǎn)定位>單點(diǎn)5偽距單點(diǎn)定位的誤差方程①對于衛(wèi)星i，在某一個(gè)歷元的誤差方程為距離測量與GPS定位

>單點(diǎn)定位>偽距單點(diǎn)定位的誤差方程偽距單點(diǎn)定位的誤差方程①對于衛(wèi)星i，在某一個(gè)歷元的誤差方程為6單點(diǎn)定位有4個(gè)待定參數(shù)，因而至少需要同時(shí)觀測4顆以上的衛(wèi)星，才能同時(shí)確定出所有的待定參數(shù)。偽距單點(diǎn)定位的誤差方程②對在某歷元同時(shí)觀測的n顆衛(wèi)星，其誤差方程及位置解為距離測量與GPS定位

>單點(diǎn)定位>偽距單點(diǎn)定位的誤差方程單點(diǎn)定位有4個(gè)待定參數(shù)，因而至少需要同時(shí)觀測4顆以上的衛(wèi)星，7DOP值①DOP（DilutionofPrecision）GDOP–GeometryDilutionofPrecisionPDOP–PositionDilutionofPrecisionTDOP–TimeDilutionofPrecisionHDOP–HorizontalDilutionofPrecisionVDOP–VerticalDilutionofPrecisionDOP值的定義距離測量與GPS定位

>單點(diǎn)定位>DOP值DOP值①DOP（DilutionofPrecision8DOP值②DOP值與定位精度DOP值的性質(zhì)DOP值與單點(diǎn)定位時(shí)，所觀測衛(wèi)星的數(shù)量與分布有關(guān)，它所表示的是定位的幾何條件DOP值越小，定位的幾何條件越好距離測量與GPS定位

>單點(diǎn)定位>DOP值DOP值②DOP值與定位精度距離測量與GPS定位>單點(diǎn)定9DOP值③距離測量與GPS定位

>單點(diǎn)定位>DOP值DOP值③距離測量與GPS定位>單點(diǎn)定位>DOP值10DOP值④距離測量與GPS定位

>單點(diǎn)定位>DOP值DOP值④距離測量與GPS定位>單點(diǎn)定位>DOP值11載波相位單點(diǎn)定位的誤差方程①對于衛(wèi)星i，誤差方程為距離測量與GPS定位>單點(diǎn)定位>載波相位單點(diǎn)定位的誤差方程載波相位單點(diǎn)定位的誤差方程①對于衛(wèi)星i，誤差方程為距離測量與12載波相位單點(diǎn)定位的誤差方程②若在k個(gè)歷元里每歷元均觀測了n顆相同的衛(wèi)星，則誤差方程距離測量與GPS定位>單點(diǎn)定位>載波相位單點(diǎn)定位的誤差方程載波相位單點(diǎn)定位的誤差方程②若在k個(gè)歷元里每歷元均觀測了n顆13載波相位單點(diǎn)定位的誤差方程③距離測量與GPS定位>單點(diǎn)定位>載波相位單點(diǎn)定位的誤差方程載波相位單點(diǎn)定位的誤差方程③距離測量與GPS定位>單點(diǎn)定14載波相位單點(diǎn)定位的誤差方程④距離測量與GPS定位>單點(diǎn)定位>載波相位單點(diǎn)定位的誤差方程假定在k個(gè)歷元中連續(xù)對n顆衛(wèi)星進(jìn)行了觀測，則通常有3+k+n個(gè)待定參數(shù)（3個(gè)位置參數(shù)、k個(gè)整周模糊度參數(shù)和n個(gè)接收機(jī)鐘差參數(shù)），因而，僅采用載波相位觀測值無法實(shí)現(xiàn)瞬時(shí)單點(diǎn)定位。載波相位單點(diǎn)定位的誤差方程④距離測量與GPS定位>單點(diǎn)定15單點(diǎn)定位的誤差源及應(yīng)對方法衛(wèi)星星歷精密星歷衛(wèi)星鐘差精密鐘差、地面跟蹤電離層延遲雙頻改正對流層延遲模型改正距離測量與GPS定位

>單點(diǎn)定位>單點(diǎn)定位的誤差源及應(yīng)對方法單點(diǎn)定位的誤差源及應(yīng)對方法衛(wèi)星星歷距離測量與GPS定位>16精密單點(diǎn)定位精密單點(diǎn)定位PPP–PrecisePointPositioning特點(diǎn)主要觀測值為載波相位采用精密的衛(wèi)星軌道和鐘數(shù)據(jù)采用復(fù)雜的模型定位精度亞分米級(jí)用途全球高精度測量衛(wèi)星定軌距離測量與GPS定位

>單點(diǎn)定位>精密單點(diǎn)定位精密單點(diǎn)定位精密單點(diǎn)定位距離測量與GPS定位>單點(diǎn)定位17§4.7 相對定位§4.7 相對定位18概述①定義確定進(jìn)行同步觀測的接收機(jī)之間相對位置的定位方法，稱為相對定位。定位結(jié)果與所用星歷同屬一坐標(biāo)系的基線向量（坐標(biāo)差）及其精度信息采用廣播星歷時(shí)屬WGS-84采用IGS–InternationalGPSService精密星歷時(shí)為ITRF–InternationalTerrestrialReferenceFrame基線向量中含有：2個(gè)方位基準(zhǔn)（一個(gè)水平方法，一個(gè)垂直方位）和1個(gè)尺度基準(zhǔn)，不含有位置基準(zhǔn)距離測量與GPS定位

>相對定位>概述概述①定義距離測量與GPS定位>相對定位>概述19概述②特點(diǎn)優(yōu)點(diǎn)：定位精度高缺點(diǎn)：多臺(tái)接收共同作業(yè)，作業(yè)復(fù)雜數(shù)據(jù)處理復(fù)雜不能直接獲取絕對坐標(biāo)應(yīng)用高精度測量定位及導(dǎo)航相對定位距離測量與GPS定位

>相對定位>概述概述②特點(diǎn)相對定位距離測量與GPS定位>相對定位>概20觀測方程非差觀測方程單差觀測方程雙差觀測方程距離測量與GPS定位>相對定位>觀測方程觀測方程非差觀測方程距離測量與GPS定位>相對定位>21各種誤差對相對定位結(jié)果的影響衛(wèi)星軌道誤差–削弱衛(wèi)星鐘差–消除大氣折射誤差–削弱接收機(jī)鐘差–消除接收機(jī)天線相位中心偏差和變化–消除距離測量與GPS定位

>相對定位>各種誤差對相對定位結(jié)果的影響各種誤差對相對定位結(jié)果的影響衛(wèi)星軌道誤差–削弱距離測量與22相對定位的類型靜態(tài)定位普通靜態(tài)定位快速靜態(tài)定位GoandStop快速確定整周未知數(shù)動(dòng)態(tài)定位動(dòng)態(tài)定位中整周未知數(shù)的確定靜態(tài)初始化動(dòng)態(tài)初始化（OTF）實(shí)時(shí)動(dòng)態(tài)定位（RTK–RealTimeKinematic）單基準(zhǔn)站RTK多基準(zhǔn)站RTK（網(wǎng)絡(luò)RTK）距離測量與GPS定位>相對定位>相對定位的類型相對定位的類型靜態(tài)定位距離測量與GPS定位>相對定位>23RTK–實(shí)時(shí)動(dòng)態(tài)RealTimeKinematic距離測量與GPS定位

>相對定位>RTK–實(shí)時(shí)動(dòng)態(tài)RTK–實(shí)時(shí)動(dòng)態(tài)RealTimeKinematic距24GPS原理及其應(yīng)用

(十一)GPS原理及其應(yīng)用

(十一)25第四章距離測量與GPS定位§4.6 單點(diǎn)定位§4.7 相對定位第四章距離測量與GPS定位§4.6 單點(diǎn)定位26§4.6 單點(diǎn)定位§4.6 單點(diǎn)定位27GPS測量定位方法分類定位模式絕對定位（單點(diǎn)定位）相對定位差分定位定位時(shí)接收機(jī)天線的運(yùn)動(dòng)狀態(tài)靜態(tài)定位－天線相對于地固坐標(biāo)系靜止動(dòng)態(tài)定位－天線相對于地固坐標(biāo)系運(yùn)動(dòng)獲得定位結(jié)果的時(shí)效事后定位實(shí)時(shí)定位觀測值類型偽距測量載波相位測量距離測量與GPS定位>單點(diǎn)定位>GPS測量定位方法分類GPS測量定位方法分類定位模式距離測量與GPS定位>單點(diǎn)28單點(diǎn)定位簡介定義單獨(dú)利用一臺(tái)接收機(jī)確定待定點(diǎn)在地固坐標(biāo)系中絕對位置的方法定位結(jié)果－與所用星歷同屬一坐標(biāo)系的絕對坐標(biāo)采用廣播星歷時(shí)屬WGS-84采用IGS–InternationalGPSService精密星歷時(shí)為ITRF–InternationalTerrestrialReferenceFrames特點(diǎn)優(yōu)點(diǎn)：一臺(tái)接收機(jī)單獨(dú)定位，觀測簡單，可瞬時(shí)定位缺點(diǎn)：精度主要受系統(tǒng)性偏差的影響，定位精度低應(yīng)用領(lǐng)域低精度導(dǎo)航、資源普查、軍事、...距離測量與GPS定位

>單點(diǎn)定位>單點(diǎn)定位簡介單點(diǎn)定位簡介定義距離測量與GPS定位>單點(diǎn)定位>單點(diǎn)29偽距單點(diǎn)定位的誤差方程①對于衛(wèi)星i，在某一個(gè)歷元的誤差方程為距離測量與GPS定位

>單點(diǎn)定位>偽距單點(diǎn)定位的誤差方程偽距單點(diǎn)定位的誤差方程①對于衛(wèi)星i，在某一個(gè)歷元的誤差方程為30單點(diǎn)定位有4個(gè)待定參數(shù)，因而至少需要同時(shí)觀測4顆以上的衛(wèi)星，才能同時(shí)確定出所有的待定參數(shù)。偽距單點(diǎn)定位的誤差方程②對在某歷元同時(shí)觀測的n顆衛(wèi)星，其誤差方程及位置解為距離測量與GPS定位

>單點(diǎn)定位>偽距單點(diǎn)定位的誤差方程單點(diǎn)定位有4個(gè)待定參數(shù)，因而至少需要同時(shí)觀測4顆以上的衛(wèi)星，31DOP值①DOP（DilutionofPrecision）GDOP–GeometryDilutionofPrecisionPDOP–PositionDilutionofPrecisionTDOP–TimeDilutionofPrecisionHDOP–HorizontalDilutionofPrecisionVDOP–VerticalDilutionofPrecisionDOP值的定義距離測量與GPS定位

>單點(diǎn)定位>DOP值DOP值①DOP（DilutionofPrecision32DOP值②DOP值與定位精度DOP值的性質(zhì)DOP值與單點(diǎn)定位時(shí)，所觀測衛(wèi)星的數(shù)量與分布有關(guān)，它所表示的是定位的幾何條件DOP值越小，定位的幾何條件越好距離測量與GPS定位

>單點(diǎn)定位>DOP值DOP值②DOP值與定位精度距離測量與GPS定位>單點(diǎn)定33DOP值③距離測量與GPS定位

>單點(diǎn)定位>DOP值DOP值③距離測量與GPS定位>單點(diǎn)定位>DOP值34DOP值④距離測量與GPS定位

>單點(diǎn)定位>DOP值DOP值④距離測量與GPS定位>單點(diǎn)定位>DOP值35載波相位單點(diǎn)定位的誤差方程①對于衛(wèi)星i，誤差方程為距離測量與GPS定位>單點(diǎn)定位>載波相位單點(diǎn)定位的誤差方程載波相位單點(diǎn)定位的誤差方程①對于衛(wèi)星i，誤差方程為距離測量與36載波相位單點(diǎn)定位的誤差方程②若在k個(gè)歷元里每歷元均觀測了n顆相同的衛(wèi)星，則誤差方程距離測量與GPS定位>單點(diǎn)定位>載波相位單點(diǎn)定位的誤差方程載波相位單點(diǎn)定位的誤差方程②若在k個(gè)歷元里每歷元均觀測了n顆37載波相位單點(diǎn)定位的誤差方程③距離測量與GPS定位>單點(diǎn)定位>載波相位單點(diǎn)定位的誤差方程載波相位單點(diǎn)定位的誤差方程③距離測量與GPS定位>單點(diǎn)定38載波相位單點(diǎn)定位的誤差方程④距離測量與GPS定位>單點(diǎn)定位>載波相位單點(diǎn)定位的誤差方程假定在k個(gè)歷元中連續(xù)對n顆衛(wèi)星進(jìn)行了觀測，則通常有3+k+n個(gè)待定參數(shù)（3個(gè)位置參數(shù)、k個(gè)整周模糊度參數(shù)和n個(gè)接收機(jī)鐘差參數(shù)），因而，僅采用載波相位觀測值無法實(shí)現(xiàn)瞬時(shí)單點(diǎn)定位。載波相位單點(diǎn)定位的誤差方程④距離測量與GPS定位>單點(diǎn)定39單點(diǎn)定位的誤差源及應(yīng)對方法衛(wèi)星星歷精密星歷衛(wèi)星鐘差精密鐘差、地面跟蹤電離層延遲雙頻改正對流層延遲模型改正距離測量與GPS定位

>單點(diǎn)定位>單點(diǎn)定位的誤差源及應(yīng)對方法單點(diǎn)定位的誤差源及應(yīng)對方法衛(wèi)星星歷距離測量與GPS定位>40精密單點(diǎn)定位精密單點(diǎn)定位PPP–PrecisePointPositioning特點(diǎn)主要觀測值為載波相位采用精密的衛(wèi)星軌道和鐘數(shù)據(jù)采用復(fù)雜的模型定位精度亞分米級(jí)用途全球高精度測量衛(wèi)星定軌距離測量與GPS定位

>單點(diǎn)定位>精密單點(diǎn)定位精密單點(diǎn)定位精密單點(diǎn)定位距離測量與GPS定位>單點(diǎn)定位41§4.7 相對定位§4.7 相對定位42概述①定義確定進(jìn)行同步觀測的接收機(jī)之間相對位置的定位方法，稱為相對定位。定位結(jié)果與所用星歷同屬一坐標(biāo)系的基線向量（坐標(biāo)差）及其精度信息采用廣播星歷時(shí)屬WGS-84采用IGS–InternationalGPSService精密星歷時(shí)為ITRF–InternationalTerrestrialReferenceFrame基線向量中含有：2個(gè)方位基準(zhǔn)（一個(gè)水平方法，一個(gè)垂直方位）和1個(gè)尺度基準(zhǔn)，不含有位置基準(zhǔn)距離測量與GPS定位

>相對定位>概述概述①定義距離測量與GPS定位>相對定位>概述43概述②特點(diǎn)優(yōu)點(diǎn)：定位精度高缺點(diǎn)：多臺(tái)接收共同作業(yè)，作業(yè)復(fù)