GPS衛(wèi)星定位基本原理課件

第五章

GPS衛(wèi)星定位基本原理第五章

GPS衛(wèi)星定位基本原理第五章

GPS衛(wèi)星定位基本原理第五章

GPS2023/7/2325.GPS衛(wèi)星定位基本原理5.1概述5.2偽距測(cè)量（重點(diǎn)）5.3載波相位測(cè)量（重點(diǎn)和難點(diǎn)）5.4整周跳變的修復(fù)5.5GPS絕對(duì)定位與相對(duì)定位5.6美國的GPS政策5.7差分GPS定位原理（重點(diǎn)和難點(diǎn)）2023/1/825.GPS衛(wèi)星定位基本原理5.1概述2023/7/2325.GPS衛(wèi)星定位基本原理5.1概述22023/7/2335.1概述2023/1/835.1概述2023/7/2335.1概述2023/1/835.1概2023/7/234測(cè)距交會(huì)如圖所示，A、B為坐標(biāo)已知的控制點(diǎn)，P為待求點(diǎn)，在A、B兩點(diǎn)已分別利用全站儀測(cè)了距離Sa和Sb。2023/1/84測(cè)距交會(huì)如圖所示，A、B為坐標(biāo)已知的控制點(diǎn)2023/7/234測(cè)距交會(huì)如圖所示，A、B為坐標(biāo)已知的控制2023/7/235無線電導(dǎo)航定位系統(tǒng)設(shè)想在地面上有三個(gè)無線電信號(hào)發(fā)射臺(tái)，其坐標(biāo)為已知，用戶接收機(jī)在某一時(shí)刻采用無線電測(cè)距的方法分別測(cè)得了接收機(jī)至三個(gè)發(fā)射臺(tái)的距離d1、d2、d3。只需以三個(gè)發(fā)射臺(tái)為球心，以d1、d2、d3為半徑作出三個(gè)定位球面，即可交會(huì)出用戶接收機(jī)的空間位置。2023/1/85無線電導(dǎo)航定位系統(tǒng)設(shè)想在地面上有三個(gè)無線電2023/7/235無線電導(dǎo)航定位系統(tǒng)設(shè)想在地面上有三個(gè)無線2023/7/236無線電導(dǎo)航定位系統(tǒng)如果只有兩個(gè)無線電發(fā)射臺(tái)，則可根據(jù)用戶接收機(jī)的概略位置交會(huì)出接收機(jī)的平面位置。2023/1/86無線電導(dǎo)航定位系統(tǒng)如果只有兩個(gè)無線電發(fā)射臺(tái)2023/7/236無線電導(dǎo)航定位系統(tǒng)如果只有兩個(gè)無線電發(fā)射2023/7/237衛(wèi)星激光測(cè)距系統(tǒng)近代衛(wèi)星大地測(cè)量中的衛(wèi)星激光測(cè)距定位也是應(yīng)用了測(cè)距交會(huì)定位的原理與方法。雖然用于激光測(cè)距的衛(wèi)星是在不停地運(yùn)動(dòng)中，但總可以利用固定于地面上的三個(gè)已知點(diǎn)上的衛(wèi)星激光測(cè)距儀同時(shí)測(cè)定某一時(shí)刻至衛(wèi)星的空間距離，應(yīng)用測(cè)距交會(huì)的原理便可確定該時(shí)刻衛(wèi)星的空間位置。2023/1/87衛(wèi)星激光測(cè)距系統(tǒng)近代衛(wèi)星大地測(cè)量中的衛(wèi)星激2023/7/237衛(wèi)星激光測(cè)距系統(tǒng)近代衛(wèi)星大地測(cè)量中的衛(wèi)星2023/7/238GPS定位基本原理將無線電信號(hào)發(fā)射臺(tái)從地面電搬到衛(wèi)星上，組成一顆衛(wèi)星導(dǎo)航定位系統(tǒng)，應(yīng)用無線電測(cè)距交會(huì)原理，便可由三個(gè)以上地面已知點(diǎn)交會(huì)出衛(wèi)星的位置，反之利用三顆以上衛(wèi)星的已知空間位置又可交會(huì)出地面未知點(diǎn)的位置。這便是GPS衛(wèi)星定位的基本原理。演示動(dòng)畫2023/1/88GPS定位基本原理將無線電信號(hào)發(fā)射臺(tái)從地面2023/7/238GPS定位基本原理將無線電信號(hào)發(fā)射臺(tái)從地2023/7/239GPS定位基本原理GPS衛(wèi)星發(fā)射測(cè)距信號(hào)和導(dǎo)航電文，導(dǎo)航電文含有衛(wèi)星的位置信息。用戶用GPS接收機(jī)在某一時(shí)刻同時(shí)接收三顆以上的衛(wèi)星信號(hào)，測(cè)量出測(cè)站點(diǎn)(接收機(jī)的天線中心)P到三顆以上衛(wèi)星的距離并解算出該時(shí)刻衛(wèi)星的空間坐標(biāo)，據(jù)此利用距離交會(huì)法解算出測(cè)站點(diǎn)P的位置。2023/1/89GPS定位基本原理GPS衛(wèi)星發(fā)射測(cè)距信號(hào)和2023/7/239GPS定位基本原理GPS衛(wèi)星發(fā)射測(cè)距信號(hào)2023/7/2310GPS定位基本原理如圖所示，設(shè)在時(shí)刻t在測(cè)站點(diǎn)P用GPS接收機(jī)同時(shí)測(cè)得P點(diǎn)至三顆GPS衛(wèi)星的距離，通過GPS電文解譯出該時(shí)刻三顆GPS衛(wèi)星的三維坐標(biāo)，用距離交會(huì)的方法求得P點(diǎn)的三維坐標(biāo)。2023/1/810GPS定位基本原理如圖所示，設(shè)在時(shí)刻t在2023/7/2310GPS定位基本原理如圖所示，設(shè)在時(shí)刻t2023/7/2311GPS定位方法GPS定位的方法是多種多樣的，用戶可以根據(jù)不同的用途采用不同的定位方法。GPS定位方法可依據(jù)不同的分類標(biāo)準(zhǔn)，作如下劃分:2023/1/811GPS定位方法GPS定位的方法是多種多樣2023/7/2311GPS定位方法GPS定位的方法是多種多2023/7/23121、根據(jù)定位所采用的觀測(cè)值1)偽距定位2)載波相位定位2023/1/8121、根據(jù)定位所采用的觀測(cè)值1)偽距定位2023/7/23121、根據(jù)定位所采用的觀測(cè)值1)偽距定位2023/7/23132、根據(jù)定位時(shí)接收機(jī)的運(yùn)動(dòng)狀態(tài)靜態(tài)定位對(duì)于固定不動(dòng)的待定點(diǎn)，將GPS接收機(jī)安裝在上面，觀測(cè)數(shù)分鐘乃至更長的時(shí)間，以確定該點(diǎn)的三維坐標(biāo)。2023/1/8132、根據(jù)定位時(shí)接收機(jī)的運(yùn)動(dòng)狀態(tài)靜態(tài)定位2023/7/23132、根據(jù)定位時(shí)接收機(jī)的運(yùn)動(dòng)狀態(tài)靜態(tài)定位2023/7/23142、根據(jù)定位時(shí)接收機(jī)的運(yùn)動(dòng)狀態(tài)動(dòng)態(tài)定位至少有一臺(tái)接收機(jī)處于運(yùn)動(dòng)狀態(tài)，測(cè)定的是各觀測(cè)時(shí)刻運(yùn)動(dòng)中的接收機(jī)的點(diǎn)位。2023/1/8142、根據(jù)定位時(shí)接收機(jī)的運(yùn)動(dòng)狀態(tài)動(dòng)態(tài)定位2023/7/23142、根據(jù)定位時(shí)接收機(jī)的運(yùn)動(dòng)狀態(tài)動(dòng)態(tài)定位2023/7/23153.根據(jù)定位的模式絕對(duì)定位獨(dú)立確定待定點(diǎn)在坐標(biāo)系統(tǒng)中的絕對(duì)位置的方法稱為絕對(duì)定位或單點(diǎn)定位。2023/1/8153.根據(jù)定位的模式絕對(duì)定位2023/7/23153.根據(jù)定位的模式絕對(duì)定位2023/12023/7/23163.根據(jù)定位的模式相對(duì)定位相對(duì)定位是確定同步跟蹤相同的GPS衛(wèi)星信號(hào)的若干臺(tái)接收機(jī)之間的相對(duì)位置的一種定位方法。2023/1/8163.根據(jù)定位的模式相對(duì)定位2023/7/23163.根據(jù)定位的模式相對(duì)定位2023/12023/7/23173.根據(jù)定位的模式差分定位在基準(zhǔn)點(diǎn)上觀測(cè)求得大氣折射等改正，并及時(shí)發(fā)送給流動(dòng)站，流動(dòng)站用收到的改正數(shù)對(duì)觀測(cè)數(shù)據(jù)進(jìn)行改正，得精確點(diǎn)位。2023/1/8173.根據(jù)定位的模式差分定位2023/7/23173.根據(jù)定位的模式差分定位2023/12023/7/23184.根據(jù)獲取定位結(jié)果的時(shí)間實(shí)時(shí)定位實(shí)時(shí)定位是根據(jù)接收機(jī)觀測(cè)到的數(shù)據(jù)，實(shí)時(shí)地解算出接收機(jī)天線所在的位置。2023/1/8184.根據(jù)獲取定位結(jié)果的時(shí)間實(shí)時(shí)定位2023/7/23184.根據(jù)獲取定位結(jié)果的時(shí)間實(shí)時(shí)定位202023/7/23194.根據(jù)獲取定位結(jié)果的時(shí)間非實(shí)時(shí)定位非實(shí)時(shí)定位又稱后處理定位，它是通過對(duì)接收機(jī)接收到的數(shù)據(jù)進(jìn)行后處理以進(jìn)行定位的方法。2023/1/8194.根據(jù)獲取定位結(jié)果的時(shí)間非實(shí)時(shí)定位2023/7/23194.根據(jù)獲取定位結(jié)果的時(shí)間非實(shí)時(shí)定位22023/7/2320小結(jié)2023/1/820小結(jié)2023/7/2320小結(jié)2023/1/820小結(jié)2023/7/23215.2偽距測(cè)量2023/1/8215.2偽距測(cè)量2023/7/23215.2偽距測(cè)量2023/1/82152023/7/23225.2偽距測(cè)量定義偽距法定位是由GPS接收機(jī)在某一時(shí)刻測(cè)出得到四顆以上GPS衛(wèi)星的偽距以及己知的衛(wèi)星位置，采用距離交會(huì)的方法求定接收機(jī)天線所在點(diǎn)的三維坐標(biāo)。2023/1/8225.2偽距測(cè)量定義2023/7/23225.2偽距測(cè)量定義2023/1/822023/7/23235.2偽距測(cè)量所測(cè)偽距就是由衛(wèi)星發(fā)射的測(cè)距碼信號(hào)到達(dá)GPS接收機(jī)的傳播時(shí)間乘以光速所得出的量測(cè)距離。演示動(dòng)畫2023/1/8235.2偽距測(cè)量所測(cè)偽距就是由衛(wèi)星發(fā)射的2023/7/23235.2偽距測(cè)量所測(cè)偽距就是由衛(wèi)星發(fā)射2023/7/23245.2偽距測(cè)量由于衛(wèi)星鐘、接收機(jī)鐘的誤差以及無線電信號(hào)經(jīng)過電離層和對(duì)流層的延遲，實(shí)際測(cè)出的距離ρ’與衛(wèi)星到接收機(jī)的幾何距離ρ有一定差值，因此稱量測(cè)出的距離為偽距。2023/1/8245.2偽距測(cè)量由于衛(wèi)星鐘、接收機(jī)鐘的誤2023/7/23245.2偽距測(cè)量由于衛(wèi)星鐘、接收機(jī)鐘的2023/7/2325偽距測(cè)量原理2023/1/825偽距測(cè)量原理2023/7/2325偽距測(cè)量原理2023/1/825偽距測(cè)2023/7/2326偽距測(cè)量原理方程ρ’——偽距測(cè)量值;ρ——衛(wèi)星至接收機(jī)的幾何距離;c——為信號(hào)傳播速度，即光速;——接收機(jī)鐘差，下標(biāo)k表示接收機(jī)號(hào);——衛(wèi)星鐘差，上標(biāo)j表示衛(wèi)星號(hào);—分別為電離層、對(duì)流層改正項(xiàng);2023/1/826偽距測(cè)量原理方程ρ’——偽距測(cè)量值;2023/7/2326偽距測(cè)量原理方程ρ’——偽距測(cè)量值2023/7/2327偽距定位觀測(cè)方程在上式中，電離層和對(duì)流層改正可以按照一定的模型進(jìn)行計(jì)算，衛(wèi)星鐘差可以自導(dǎo)航電文中取得。而幾何距離ρ與衛(wèi)星坐標(biāo)(Xs,Ys,Zs)與接收機(jī)坐標(biāo)(X,Y,Z)之間有如下關(guān)系:2023/1/827偽距定位觀測(cè)方程在上式中，電離層和對(duì)流層2023/7/2327偽距定位觀測(cè)方程在上式中，電離層和對(duì)流2023/7/2328偽距定位觀測(cè)方程式中衛(wèi)星坐標(biāo)可根據(jù)衛(wèi)星導(dǎo)航電文求出，所以式中只有接收機(jī)坐標(biāo)三個(gè)未知數(shù)。如果將接收機(jī)鐘差也作為未知數(shù)，則共有四個(gè)未知數(shù)，接收機(jī)必須同時(shí)至少測(cè)定四顆衛(wèi)星的距離才能解算出接收機(jī)的三維坐標(biāo)值.因此上兩式可寫成:2023/1/828偽距定位觀測(cè)方程式中衛(wèi)星坐標(biāo)可根據(jù)衛(wèi)星導(dǎo)2023/7/2328偽距定位觀測(cè)方程式中衛(wèi)星坐標(biāo)可根據(jù)衛(wèi)星2023/7/23295.3載波相位測(cè)量2023/1/8295.3載波相位測(cè)量2023/7/23295.3載波相位測(cè)量2023/1/822023/7/2330為什么采用載波相位測(cè)量載波相位測(cè)量是利用GPS衛(wèi)星發(fā)射的載波為測(cè)距信號(hào)。由于載波的波長(λL1＝19cm，λL2＝24cm)比測(cè)距碼波長(λC/A=293m,λp=29.3m)要短得多，因此對(duì)載波進(jìn)行相位測(cè)量，就可能得到較高的測(cè)量定位精度。2023/1/830為什么采用載波相位測(cè)量載波相位測(cè)量是利用2023/7/2330為什么采用載波相位測(cè)量載波相位測(cè)量是利2023/7/2331重建載波碼相關(guān)法平方法2023/1/831重建載波碼相關(guān)法2023/7/2331重建載波碼相關(guān)法2023/1/831重2023/7/23325.3.1載波相位測(cè)量原理2023/1/8325.3.1載波相位測(cè)量原理2023/7/23325.3.1載波相位測(cè)量原理2023/2023/7/23335.3.1載波相位測(cè)量原理測(cè)站對(duì)某一衛(wèi)星的載波相位觀測(cè)值由三部分組成：(1)初始整周未知數(shù)N0；(2)t0至ti時(shí)刻的整周記數(shù)Int（φ）；(3)小于一周的相位差Δφ(t)如果信號(hào)沒有失鎖，則每一個(gè)觀測(cè)值包含同一個(gè)初始整周未知數(shù)N0

，為了利用載波相位進(jìn)行定位，必須設(shè)法先解算出初始整周未知數(shù)，取得總觀測(cè)值2023/1/8335.3.1載波相位測(cè)量原理測(cè)站對(duì)某一衛(wèi)2023/7/23335.3.1載波相位測(cè)量原理測(cè)站對(duì)某一2023/7/23345.3.2載波相位測(cè)量的觀測(cè)方程2023/1/8345.3.2載波相位測(cè)量的觀測(cè)方程2023/7/23345.3.2載波相位測(cè)量的觀測(cè)方程202023/7/23355.3.3整周未知數(shù)N0的確定整周未知數(shù)N0的確定是載波相位測(cè)量中特有的問題，也是進(jìn)一步提高GPS定位精度、提高作業(yè)速度的關(guān)鍵所在。目前，確定整周未知數(shù)的方法主要有四種：偽距法、N0作為未知數(shù)參與平差法、三差法和快速確定整周未知數(shù)法。2023/1/8355.3.3整周未知數(shù)N0的確定整周未知2023/7/23355.3.3整周未知數(shù)N0的確定整周未2023/7/2336載波相位觀測(cè)應(yīng)注意：整周數(shù)的變化部分由計(jì)數(shù)器記錄，此間信號(hào)不能間斷，如果此間到達(dá)接收機(jī)的信號(hào)被遮擋，造成失鎖，遮擋期間整周記數(shù)暫停，遮擋移去后繼續(xù)記數(shù)，這就丟掉了遮擋期間的若干整周數(shù)。這種情況叫整周跳。引起周跳的另一原因是強(qiáng)電磁干擾。設(shè)衛(wèi)星與接收機(jī)的相對(duì)運(yùn)動(dòng)速度為1km/s，L1載波波長為19cm，信號(hào)間斷1秒鐘，產(chǎn)生1000/0.19=5263周的周跳。2023/1/836載波相位觀測(cè)應(yīng)注意：整周數(shù)的變化部分由計(jì)2023/7/2336載波相位觀測(cè)應(yīng)注意：整周數(shù)的變化部分由2023/7/2337載波相位觀測(cè)應(yīng)注意：因各項(xiàng)誤差影響，整周未知數(shù)往往不為整數(shù)。2023/1/837載波相位觀測(cè)應(yīng)注意：因各項(xiàng)誤差影響，整周2023/7/2337載波相位觀測(cè)應(yīng)注意：因各項(xiàng)誤差影響，整2023/7/23385.4整周跳變的修復(fù)2023/1/8385.4整周跳變的修復(fù)2023/7/23385.4整周跳變的修復(fù)2023/1/82023/7/2339任意時(shí)刻ti的載波相位測(cè)量的實(shí)際量值為：——小于一周的相位差——初始時(shí)刻t0的整周數(shù)——從初始時(shí)刻t0到ti時(shí)刻為止用計(jì)數(shù)器逐個(gè)累計(jì)的差頻信號(hào)的整周數(shù)2023/1/839任意時(shí)刻ti的載波相位測(cè)量的實(shí)際量值為：2023/7/2339任意時(shí)刻ti的載波相位測(cè)量的實(shí)際量值為2023/7/2340什么是周跳如果在跟蹤衛(wèi)星過程中，由于某種原因，如衛(wèi)星信號(hào)被障礙物擋住而暫時(shí)中斷，受無線電信號(hào)干擾造成失鎖，這樣，計(jì)數(shù)器無法連續(xù)計(jì)數(shù)，因此，當(dāng)信號(hào)重新被跟蹤后，整周計(jì)數(shù)就不正確，但是不到一個(gè)整周的相位觀測(cè)值仍是正確的。這種現(xiàn)象稱為周跳。2023/1/840什么是周跳如果在跟蹤衛(wèi)星過程中，由于某2023/7/2340什么是周跳如果在跟蹤衛(wèi)星過程中，由于2023/7/2341整周跳變的探測(cè)與修復(fù)定義：探測(cè)出在何時(shí)發(fā)生了周跳并求出丟失的整周數(shù)，對(duì)中斷后的整周記數(shù)進(jìn)行改正，將其恢復(fù)為正確的計(jì)數(shù)，使這部分觀測(cè)值仍可使用。2023/1/841整周跳變的探測(cè)與修復(fù)定義：2023/7/2341整周跳變的探測(cè)與修復(fù)定義：2023/12023/7/2342在何種情況下修復(fù)周跳有意義？如果因?yàn)殡娫吹墓收匣蛘袷幤鞅旧淼墓收鲜剐盘?hào)暫時(shí)中斷，那么中斷前后信號(hào)本身失去了連續(xù)性?；謴?fù)正常工作后的觀測(cè)值中不但整周計(jì)數(shù)不正確，不足整周的部分也不對(duì)。這時(shí)，修復(fù)周跳沒有意義。2023/1/842在何種情況下修復(fù)周跳有意義？如果因?yàn)殡娫?023/7/2342在何種情況下修復(fù)周跳有意義？如果因?yàn)殡?023/7/2343在何種情況下修復(fù)周跳有意義？如果是其他原因，如衛(wèi)星信號(hào)被某些障礙物擋住，外界干擾使信號(hào)暫時(shí)失鎖等，使信號(hào)整周計(jì)數(shù)暫時(shí)中斷，而不足一周的相位差部分仍是正確的。這時(shí)，修復(fù)周跳才有意義。2023/1/843在何種情況下修復(fù)周跳有意義？如果是其他原2023/7/2343在何種情況下修復(fù)周跳有意義？如果是其他2023/7/2344整周跳變的探測(cè)與修復(fù)常用的方法屏幕掃描法此種方法是由作業(yè)人員在計(jì)算機(jī)屏幕前依次對(duì)每個(gè)站、每個(gè)時(shí)段、每個(gè)衛(wèi)星的相位觀測(cè)值變化率的圖像進(jìn)行逐段檢查，觀測(cè)其變化率是否連續(xù)。如果出現(xiàn)不規(guī)則的突然變化時(shí)，就說明在相應(yīng)的相位觀測(cè)中出現(xiàn)了整周跳變現(xiàn)象。然后用手工編輯的方法逐點(diǎn)、逐段修復(fù)。2023/1/844整周跳變的探測(cè)與修復(fù)常用的方法屏幕掃描2023/7/2344整周跳變的探測(cè)與修復(fù)常用的方法屏幕掃2023/7/2345整周跳變的探測(cè)與修復(fù)常用的方法用高次差或多項(xiàng)式擬合法2023/1/845整周跳變的探測(cè)與修復(fù)常用的方法用高次差2023/7/2345整周跳變的探測(cè)與修復(fù)常用的方法用高次2023/7/2346整周跳變的探測(cè)與修復(fù)常用的方法在衛(wèi)星間求差法在GPS測(cè)量中，每一瞬間要對(duì)多顆衛(wèi)星進(jìn)行觀測(cè)，因而在每顆衛(wèi)星的載波相位測(cè)量觀測(cè)值中，所受到的接收機(jī)振蕩器的隨機(jī)誤差的影響是相同的。在衛(wèi)星間求差后即可消除此項(xiàng)誤差的影響。2023/1/846整周跳變的探測(cè)與修復(fù)常用的方法在衛(wèi)星間求2023/7/2346整周跳變的探測(cè)與修復(fù)常用的方法在衛(wèi)星間2023/7/2347整周跳變的探測(cè)與修復(fù)常用的方法用雙頻觀測(cè)值修復(fù)周跳對(duì)于雙頻接受機(jī)，有兩個(gè)載波頻率f1和f2，載波相位觀測(cè)值可寫為：2023/1/847整周跳變的探測(cè)與修復(fù)常用的方法用雙頻觀測(cè)2023/7/2347整周跳變的探測(cè)與修復(fù)常用的方法用雙頻觀2023/7/2348用雙頻觀測(cè)值修復(fù)周跳采用雙頻載波相位觀測(cè)值的組合，并考慮到電離層折射改正，則有2023/1/848用雙頻觀測(cè)值修復(fù)周跳采用雙頻載波相位觀測(cè)2023/7/2348用雙頻觀測(cè)值修復(fù)周跳采用雙頻載波相位觀2023/7/2349用雙頻觀測(cè)值修復(fù)周跳利用組合后的值，便可探測(cè)整周數(shù)的跳變，因?yàn)殡婋x層殘差項(xiàng)很小。所以這種方法又叫電離層殘差法。2023/1/849用雙頻觀測(cè)值修復(fù)周跳利用組合后的值2023/7/2349用雙頻觀測(cè)值修復(fù)周跳利用組合后的2023/7/2350用雙頻觀測(cè)值修復(fù)周跳優(yōu)點(diǎn)：組合后的值中，只涉及頻率，取決于電離層殘差影響，無須預(yù)先知道測(cè)站和衛(wèi)星的坐標(biāo)。2023/1/850用雙頻觀測(cè)值修復(fù)周跳優(yōu)點(diǎn)：2023/7/2350用雙頻觀測(cè)值修復(fù)周跳優(yōu)點(diǎn)：2023/12023/7/2351用雙頻觀測(cè)值修復(fù)周跳缺點(diǎn)：不能顧及多路徑效應(yīng)和測(cè)量噪聲的影響，另外如果兩個(gè)載波相位觀測(cè)值中都出現(xiàn)周跳，則不能采用這種方法，而只能采用其他方法探測(cè)和修復(fù)周跳。2023/1/851用雙頻觀測(cè)值修復(fù)周跳缺點(diǎn)：2023/7/2351用雙頻觀測(cè)值修復(fù)周跳缺點(diǎn)：2023/12023/7/2352整周跳變的探測(cè)與修復(fù)常用的方法根據(jù)平差后的殘差發(fā)現(xiàn)和修復(fù)整周跳變用這些觀測(cè)值來進(jìn)行平差計(jì)算，求得各觀測(cè)值的殘差。由于載波相位測(cè)量的精度很高，因而這些殘差的數(shù)值一般均很小。有周跳的觀測(cè)值上則回出現(xiàn)很大的殘差，據(jù)此可以發(fā)現(xiàn)和修復(fù)周跳。2023/1/852整周跳變的探測(cè)與修復(fù)常用的方法根據(jù)平差后2023/7/2352整周跳變的探測(cè)與修復(fù)常用的方法根據(jù)平差2023/7/23535.5GPS絕對(duì)定位與相對(duì)定位2023/1/8535.5GPS絕對(duì)定位與相對(duì)定位2023/7/23535.5GPS絕對(duì)定位與相對(duì)定位2022023/7/2354GPS絕對(duì)（單點(diǎn)）定位原理2023/1/854GPS絕對(duì)（單點(diǎn)）定位原理2023/7/2354GPS絕對(duì)（單點(diǎn)）定位原理2023/12023/7/2355絕對(duì)定位的定義絕對(duì)定位也稱單點(diǎn)定位，是指在協(xié)議地球坐標(biāo)系中，直接確定觀測(cè)站相對(duì)于坐標(biāo)原點(diǎn)（地球質(zhì)心）絕對(duì)坐標(biāo)的一種方法。”絕對(duì)”一詞主要是為了區(qū)別相對(duì)定位，絕對(duì)定位和相對(duì)定位在觀測(cè)方式、數(shù)據(jù)處理、定位精度以及應(yīng)用范圍等方面均有原則區(qū)別。2023/1/855絕對(duì)定位的定義絕對(duì)定位也稱單點(diǎn)定位，是指2023/7/2355絕對(duì)定位的定義絕對(duì)定位也稱單點(diǎn)定位，是2023/7/2356絕對(duì)定位的分類絕對(duì)定位可根據(jù)天線所處的狀態(tài)分為動(dòng)態(tài)絕對(duì)定位和靜態(tài)絕對(duì)定位。無論動(dòng)態(tài)還是靜態(tài)，所依據(jù)的觀測(cè)量都是所測(cè)的站星偽距。根據(jù)觀測(cè)量的性質(zhì)，偽距有測(cè)碼偽距和測(cè)相偽距，絕對(duì)定位相應(yīng)分為測(cè)碼偽距絕對(duì)定位和測(cè)相偽距絕對(duì)定位。2023/1/856絕對(duì)定位的分類絕對(duì)定位可根據(jù)天線所處的狀2023/7/2356絕對(duì)定位的分類絕對(duì)定位可根據(jù)天線所處的2023/7/2357靜態(tài)絕對(duì)定位原理靜態(tài)絕對(duì)定位時(shí)觀測(cè)站是固定的，可以于不同歷元同步觀測(cè)不同衛(wèi)星，取得充分多的偽距觀測(cè)量，通過最小二乘法平差，提高定位精度。2023/1/857靜態(tài)絕對(duì)定位原理靜態(tài)絕對(duì)定位時(shí)觀測(cè)站是固2023/7/2357靜態(tài)絕對(duì)定位原理靜態(tài)絕對(duì)定位時(shí)觀測(cè)站是2023/7/2358最小二乘法最小二乘法是一種數(shù)學(xué)優(yōu)化技術(shù)，它通過最小化誤差的平方和找到一組數(shù)據(jù)的最佳函數(shù)匹配。最小二乘法是用最簡的方法求得一些絕對(duì)不可知的真值，而令誤差平方之和為最小。

2023/1/858最小二乘法最小二乘法是一種數(shù)學(xué)優(yōu)化技術(shù)，2023/7/2358最小二乘法最小二乘法是一種數(shù)學(xué)優(yōu)化技術(shù)2023/7/2359最小二乘法比如從最簡單的一次函數(shù)y=kx+b講起：已知坐標(biāo)軸上有些點(diǎn)：(1.1,2.0),(2.1,3.2),(3,4.0),(4,6),(5.1,6.0),求經(jīng)過這些點(diǎn)的圖象的一次函數(shù)關(guān)系式.

當(dāng)然這條直線不可能經(jīng)過每一個(gè)點(diǎn),我們只要做到5個(gè)點(diǎn)到這條直線的距離的平方和最小即可。2023/1/859最小二乘法比如從最簡單的一次函數(shù)y=kx2023/7/2359最小二乘法比如從最簡單的一次函數(shù)y=k2023/7/2360最小二乘平差在實(shí)際測(cè)量工作中，一般要進(jìn)行多余觀測(cè)。這對(duì)觀測(cè)值可能的誤差有補(bǔ)償作用，更重要的是可以改進(jìn)測(cè)量成果的質(zhì)量。由于有了多余觀測(cè)，就不能得到精確地滿足條件的唯一解。2023/1/860最小二乘平差在實(shí)際測(cè)量工作中，一般要進(jìn)行2023/7/2360最小二乘平差在實(shí)際測(cè)量工作中，一般要進(jìn)2023/7/2361最小二乘平差因此，必須采取一定的方法來改正觀測(cè)值以滿足條件。每個(gè)觀測(cè)值的改正數(shù)稱為觀測(cè)殘差。最小二乘平差方法通過使觀測(cè)值殘差平方和為最小的條件，使觀測(cè)值滿足模型要求，此殘差被稱為最小二乘改正數(shù)。2023/1/861最小二乘平差因此，必須采取一定的方法來改2023/7/2361最小二乘平差因此，必須采取一定的方法來2023/7/2362測(cè)碼偽距靜態(tài)絕對(duì)定位若n為觀測(cè)歷元數(shù)，在忽略接收機(jī)鐘差隨時(shí)間變化的情況下，可得相應(yīng)的誤差方程：2023/1/862測(cè)碼偽距靜態(tài)絕對(duì)定位若n為觀測(cè)歷元數(shù)，在2023/7/2362測(cè)碼偽距靜態(tài)絕對(duì)定位若n為觀測(cè)歷元數(shù)，2023/7/2363測(cè)碼偽距靜態(tài)絕對(duì)定位2023/1/863測(cè)碼偽距靜態(tài)絕對(duì)定位2023/7/2363測(cè)碼偽距靜態(tài)絕對(duì)定位2023/1/862023/7/2364測(cè)碼偽距靜態(tài)絕對(duì)定位如果觀測(cè)的時(shí)間較長，接收機(jī)鐘差的變化往往不能忽略。根據(jù)不同情況，或者將鐘差表示為多項(xiàng)式形式，把多項(xiàng)式系數(shù)作為未知數(shù)在平差計(jì)算中求解；或簡單地對(duì)不同觀測(cè)歷元引入相異的獨(dú)立鐘差參數(shù)，在平差計(jì)算中一并解算。2023/1/864測(cè)碼偽距靜態(tài)絕對(duì)定位如果觀測(cè)的時(shí)間較長，2023/7/2364測(cè)碼偽距靜態(tài)絕對(duì)定位如果觀測(cè)的時(shí)間較長2023/7/2365動(dòng)態(tài)絕對(duì)定位在用戶接受機(jī)安置在運(yùn)動(dòng)的載體上并處于動(dòng)態(tài)情況下，確定載體瞬時(shí)絕對(duì)位置的定位方法。關(guān)于動(dòng)態(tài)定位的原理和方法，在第六章中討論。2023/1/865動(dòng)態(tài)絕對(duì)定位在用戶接受機(jī)安置在運(yùn)動(dòng)的載體2023/7/2365動(dòng)態(tài)絕對(duì)定位在用戶接受機(jī)安置在運(yùn)動(dòng)的載2023/7/2366應(yīng)用載波相位觀測(cè)值進(jìn)行靜態(tài)絕對(duì)定位載波相位觀測(cè)值精度高，有可能獲得精度較高的定位結(jié)果。但定位精度仍受衛(wèi)星軌道誤差和大氣折射誤差等影響，只有當(dāng)衛(wèi)星軌道精度較高，并以必要的精度對(duì)觀測(cè)量加入電離層和對(duì)流層等項(xiàng)修正，才能發(fā)揮測(cè)相法絕對(duì)定位潛能；同時(shí)如何防止和修復(fù)整周變跳，對(duì)保障定位精度十分重要。2023/1/866應(yīng)用載波相位觀測(cè)值進(jìn)行靜態(tài)絕對(duì)定位載波相2023/7/2366應(yīng)用載波相位觀測(cè)值進(jìn)行靜態(tài)絕對(duì)定位載波2023/7/2367應(yīng)用載波相位觀測(cè)值進(jìn)行靜態(tài)絕對(duì)定位另外，整周未知數(shù)N0,理論上是整數(shù)，但由于觀測(cè)誤差和各修正量誤差的影響，平差求解后不再是整數(shù)。如果把非整數(shù)的整周未知數(shù)調(diào)整為相近的整數(shù)，作為固定值代入重新求解其它未知參數(shù)，所得的解稱為固定解，而相應(yīng)整周未知數(shù)為非整數(shù)的解成為浮動(dòng)解。2023/1/867應(yīng)用載波相位觀測(cè)值進(jìn)行靜態(tài)絕對(duì)定位另外，2023/7/2367應(yīng)用載波相位觀測(cè)值進(jìn)行靜態(tài)絕對(duì)定位另外2023/7/2368觀測(cè)衛(wèi)星的幾何分布及其對(duì)絕對(duì)定位精度的影響利用GPS進(jìn)行絕對(duì)定位或單點(diǎn)定位時(shí)，定位精度主要取決于（1）所測(cè)衛(wèi)星在空間的幾何分布（通常稱為衛(wèi)星分布的幾何圖形）（2）觀測(cè)量精度2023/1/868觀測(cè)衛(wèi)星的幾何分布及其對(duì)絕對(duì)定位精度的影2023/7/2368觀測(cè)衛(wèi)星的幾何分布及其對(duì)絕對(duì)定位精度的2023/7/2369絕對(duì)定位精度的評(píng)價(jià)由偽距絕對(duì)定位的權(quán)系數(shù)陣Qx可知，其在空間直角坐標(biāo)中的一般形式為：2023/1/869絕對(duì)定位精度的評(píng)價(jià)由偽距絕對(duì)定位的權(quán)系數(shù)2023/7/2369絕對(duì)定位精度的評(píng)價(jià)由偽距絕對(duì)定位的權(quán)系2023/7/2370絕對(duì)定位精度的評(píng)價(jià)實(shí)際應(yīng)用中，為了估算測(cè)站點(diǎn)的位置精度，常采用其在大地坐標(biāo)系統(tǒng)中的表達(dá)形式。假設(shè)在大地坐標(biāo)系統(tǒng)中相應(yīng)點(diǎn)位坐標(biāo)的權(quán)系數(shù)陣為：2023/1/870絕對(duì)定位精度的評(píng)價(jià)實(shí)際應(yīng)用中，為了估算測(cè)2023/7/2370絕對(duì)定位精度的評(píng)價(jià)實(shí)際應(yīng)用中，為了估算2023/7/2371絕對(duì)定位精度的評(píng)價(jià)根據(jù)方差與協(xié)方差傳播定律可得：式中2023/1/871絕對(duì)定位精度的評(píng)價(jià)根據(jù)方差與協(xié)方差傳播定2023/7/2371絕對(duì)定位精度的評(píng)價(jià)根據(jù)方差與協(xié)方差傳播2023/7/2372絕對(duì)定位精度的評(píng)價(jià)為了評(píng)價(jià)定位結(jié)果，在導(dǎo)航學(xué)中，一般采用有關(guān)精度因子（精度衰減因子、精度系數(shù)、精度彌散）DOP（DilutionOfPrecision）的概念，其定義：DOP是權(quán)系數(shù)陣主對(duì)角線元素的函數(shù)，σ0是等效距離誤差。2023/1/872絕對(duì)定位精度的評(píng)價(jià)為了評(píng)價(jià)定位結(jié)果，在導(dǎo)2023/7/2372絕對(duì)定位精度的評(píng)價(jià)為了評(píng)價(jià)定位結(jié)果，在2023/7/2373絕對(duì)定位精度的評(píng)價(jià)在實(shí)踐中，根據(jù)不同要求，可選用不同的精度評(píng)價(jià)模型和相應(yīng)的精度因子，通常有：2023/1/873絕對(duì)定位精度的評(píng)價(jià)在實(shí)踐中，根據(jù)不同要求2023/7/2373絕對(duì)定位精度的評(píng)價(jià)在實(shí)踐中，根據(jù)不同要2023/7/2374絕對(duì)定位精度的評(píng)價(jià)1.平面位置精度因子HDOP(horizontalDOP)及相應(yīng)的平面位置精度：2023/1/874絕對(duì)定位精度的評(píng)價(jià)1.平面位置精度因子H2023/7/2374絕對(duì)定位精度的評(píng)價(jià)1.平面位置精度因子2023/7/2375絕對(duì)定位精度的評(píng)價(jià)2.高程精度因子VDOP(VerticalDOP)及其相應(yīng)的高程精度：2023/1/875絕對(duì)定位精度的評(píng)價(jià)2.高程精度因子VD2023/7/2375絕對(duì)定位精度的評(píng)價(jià)2.高程精度因子V2023/7/2376絕對(duì)定位精度的評(píng)價(jià)3.空間位置精度因子PDOP(PositionDOP)及其相應(yīng)的三維定位精度：2023/1/876絕對(duì)定位精度的評(píng)價(jià)3.空間位置精度因子2023/7/2376絕對(duì)定位精度的評(píng)價(jià)3.空間位置精度因子2023/7/2377絕對(duì)定位精度的評(píng)價(jià)4.接收機(jī)鐘差精度因子TDOP(TimeDOP)及其鐘差精度：2023/1/877絕對(duì)定位精度的評(píng)價(jià)4.接收機(jī)鐘差精度因子2023/7/2377絕對(duì)定位精度的評(píng)價(jià)4.接收機(jī)鐘差精度因2023/7/2378絕對(duì)定位精度的評(píng)價(jià)5.幾何精度因子GDOP(GeometricDOP)及其三維位置和時(shí)間誤差綜合影響的中誤差MG：2023/1/878絕對(duì)定位精度的評(píng)價(jià)5.幾何精度因子GDO2023/7/2378絕對(duì)定位精度的評(píng)價(jià)5.幾何精度因子GD2023/7/2379絕對(duì)定位精度的評(píng)價(jià)精度因子的數(shù)值與所測(cè)衛(wèi)星的幾何分布圖形有關(guān)。假設(shè)由觀測(cè)站與四顆觀測(cè)衛(wèi)星所構(gòu)成的六面體體積為V，則分析表明，精度因子GDOP與該六面體體積V的倒數(shù)成正比，即：2023/1/879絕對(duì)定位精度的評(píng)價(jià)精度因子的數(shù)值與所測(cè)衛(wèi)2023/7/2379絕對(duì)定位精度的評(píng)價(jià)精度因子的數(shù)值與所測(cè)2023/7/2380絕對(duì)定位精度的評(píng)價(jià)六面體的體積越大，所測(cè)衛(wèi)星在空間的分布范圍也越大，GDOP值越小；反之，衛(wèi)星分布范圍越小，GDOP值越大。2023/1/880絕對(duì)定位精度的評(píng)價(jià)六面體的體積越大，所測(cè)2023/7/2380絕對(duì)定位精度的評(píng)價(jià)六面體的體積越大，所2023/7/2381絕對(duì)定位精度的評(píng)價(jià)實(shí)際工作中選擇和評(píng)價(jià)觀測(cè)衛(wèi)星分布圖形：一顆衛(wèi)星處于天頂，其余3顆衛(wèi)星相距1200時(shí)，所構(gòu)成的六面體體積接近最大。2023/1/881絕對(duì)定位精度的評(píng)價(jià)實(shí)際工作中選擇和評(píng)價(jià)觀2023/7/2381絕對(duì)定位精度的評(píng)價(jià)實(shí)際工作中選擇和評(píng)價(jià)2023/7/2382相對(duì)定位相對(duì)定位是用兩臺(tái)接收機(jī)分別安置在基線的兩端，同步觀測(cè)相同的GPS衛(wèi)星，以確定基線端點(diǎn)的相對(duì)位置或基線向量。同樣，多臺(tái)接收機(jī)安置在若干條基線的端點(diǎn)，通過同步觀測(cè)GPS衛(wèi)星可以確定多條基線向量。在一個(gè)端點(diǎn)坐標(biāo)已知的情況下，可以用基線向量推求另一待定點(diǎn)的坐標(biāo)。2023/1/882相對(duì)定位相對(duì)定位是用兩臺(tái)接收機(jī)分別安置在2023/7/2382相對(duì)定位相對(duì)定位是用兩臺(tái)接收機(jī)分別安置2023/7/2383相對(duì)定位相對(duì)定位有靜態(tài)相對(duì)定位和動(dòng)態(tài)相對(duì)定位之分。動(dòng)態(tài)相對(duì)定位在第六章中詳細(xì)敘述，這里僅討論靜態(tài)相對(duì)定位。2023/1/883相對(duì)定位相對(duì)定位有靜態(tài)相對(duì)定位和動(dòng)態(tài)相對(duì)2023/7/2383相對(duì)定位相對(duì)定位有靜態(tài)相對(duì)定位和動(dòng)態(tài)相2023/7/2384靜態(tài)相對(duì)定位2023/1/884靜態(tài)相對(duì)定位2023/7/2384靜態(tài)相對(duì)定位2023/1/884靜態(tài)相2023/7/2385觀測(cè)值的線性組合在兩個(gè)觀測(cè)站或多個(gè)觀測(cè)站同步觀測(cè)相同衛(wèi)星的情況下，衛(wèi)星的軌道誤差、衛(wèi)星鐘差、接收機(jī)鐘差以及電離層和對(duì)流層的折射誤差等對(duì)觀測(cè)量的影響具有一定的相關(guān)性，利用這些觀測(cè)量的不同組合(求差)進(jìn)行相對(duì)定位，可有效地消除或減弱相關(guān)誤差的影響，從而提高相對(duì)定位的精度。2023/1/885觀測(cè)值的線性組合在兩個(gè)觀測(cè)站或多個(gè)觀測(cè)2023/7/2385觀測(cè)值的線性組合在兩個(gè)觀測(cè)站或多個(gè)觀2023/7/2386觀測(cè)值的線性組合GPS載波相位觀測(cè)值可以在衛(wèi)星間求差，在接收機(jī)間求差，也可以在不同歷元間求差。各種求差法都是觀測(cè)值的線性組合。2023/1/886觀測(cè)值的線性組合GPS載波相位觀測(cè)值可以2023/7/2386觀測(cè)值的線性組合GPS載波相位觀測(cè)值可2023/7/2387一次差將觀測(cè)值直接相減的過程叫做求一次差。所獲得的結(jié)果被當(dāng)作虛擬觀測(cè)值，叫做載波相位觀測(cè)值的一次差或單差。常用的求一次差是在接收機(jī)間求一次差。2023/1/887一次差將觀測(cè)值直接相減的過程叫做求一次差2023/7/2387一次差將觀測(cè)值直接相減的過程叫做求一次2023/7/2388二次差對(duì)載波相位觀測(cè)值的一次差分觀測(cè)值繼續(xù)求差，所得的結(jié)果仍可以被當(dāng)作虛擬觀測(cè)值，叫做載波相位觀測(cè)值的二次差或雙差。2023/1/888二次差對(duì)載波相位觀測(cè)值的一次差分觀測(cè)值繼2023/7/2388二次差對(duì)載波相位觀測(cè)值的一次差分觀測(cè)值2023/7/2389三次差對(duì)二次差繼續(xù)求差稱為求三次差。所得結(jié)果叫做載波相位觀測(cè)值的三次差或三差。常用的求三次差是在接收機(jī)、衛(wèi)星和歷元之間求三次差。2023/1/889三次差對(duì)二次差繼續(xù)求差稱為求三次差。所得2023/7/2389三次差對(duì)二次差繼續(xù)求差稱為求三次差。所2023/7/2390差分觀測(cè)值上述各種差分觀測(cè)值模型能夠有效地消除各種偏差項(xiàng)。單差觀測(cè)值中可以消除與衛(wèi)星有關(guān)的載波相位及其鐘差項(xiàng)，雙差觀測(cè)值中可以消除與接收機(jī)有關(guān)的載波相位及其鐘差項(xiàng)，三差觀測(cè)值中可以消除與衛(wèi)星和接收機(jī)有關(guān)的初始整周模糊度項(xiàng)N。2023/1/890差分觀測(cè)值上述各種差分觀測(cè)值模型能夠有效2023/7/2390差分觀測(cè)值上述各種差分觀測(cè)值模型能夠有2023/7/2391差分觀測(cè)值因而差分觀測(cè)值模型是GPS測(cè)量應(yīng)用中廣泛采用的平差模型。特別是雙差觀測(cè)值即站星二次差分模型，更是大多數(shù)GPS基線向量處理軟件包中必選的模型。2023/1/891差分觀測(cè)值因而差分觀測(cè)值模型是GPS測(cè)2023/7/2391差分觀測(cè)值因而差分觀測(cè)值模型是GPS2023/7/2392觀測(cè)方程的線性化及平差模型為了求解觀測(cè)站之間的基線向量，首先應(yīng)將觀測(cè)方程線性化，然后列出相應(yīng)的誤差方程式，應(yīng)用最小二乘平差原理求解觀測(cè)站之間的基線向量。2023/1/892觀測(cè)方程的線性化及平差模型為了求解觀測(cè)站2023/7/2392觀測(cè)方程的線性化及平差模型為了求解觀測(cè)2023/7/2393觀測(cè)方程的線性化及平差模型(1)單差觀測(cè)方程的誤差方程式模型2023/1/893觀測(cè)方程的線性化及平差模型(1)單差觀2023/7/2393觀測(cè)方程的線性化及平差模型(1)單差2023/7/2394觀測(cè)方程的線性化及平差模型(2)雙差觀測(cè)方程的誤差方程式模型2023/1/894觀測(cè)方程的線性化及平差模型(2)雙差觀2023/7/2394觀測(cè)方程的線性化及平差模型(2)雙差2023/7/2395觀測(cè)方程的線性化及平差模型與單差觀測(cè)值不同的是，雙差觀測(cè)值之間有相關(guān)性，這里的權(quán)陣P不再是對(duì)角陣。如在一次觀測(cè)中對(duì)nj個(gè)衛(wèi)星進(jìn)行了相位測(cè)量，可以組成nj－1個(gè)雙差觀測(cè)值。形成這些雙差觀測(cè)值時(shí)，有的單差觀測(cè)值被使用多次，因而雙差觀測(cè)值是相關(guān)的。2023/1/895觀測(cè)方程的線性化及平差模型與單差觀測(cè)值不2023/7/2395觀測(cè)方程的線性化及平差模型與單差觀測(cè)值2023/7/2396觀測(cè)方程的線性化及平差模型為使權(quán)陣形式較為簡潔，可以選擇一個(gè)參考衛(wèi)星，其它衛(wèi)星的觀測(cè)值都與參考衛(wèi)星的單差觀測(cè)值組成雙差。2023/1/896觀測(cè)方程的線性化及平差模型為使權(quán)陣形式較2023/7/2396觀測(cè)方程的線性化及平差模型為使權(quán)陣形式2023/7/23975.6美國的GPS政策2023/1/8975.6美國的GPS政策2023/7/23975.6美國的GPS政策2023/1/2023/7/2398美國的SA和AS政策GPS衛(wèi)星發(fā)射的無線電信號(hào)含有兩種精度不同的測(cè)距碼，即所謂P碼(也稱精碼)和C/A碼(也稱粗碼)。相應(yīng)兩種測(cè)距碼GPS將提供兩種定位服務(wù)方式，即精密定位服務(wù)(PPS)和標(biāo)準(zhǔn)定位服務(wù)(SPS)。2023/1/898美國的SA和AS政策GPS衛(wèi)星發(fā)射的無線2023/7/2398美國的SA和AS政策GPS衛(wèi)星發(fā)射的無2023/7/2399美國的SA和AS政策精密定位服務(wù)的主要對(duì)象是美國軍事部門和其他特許的部門。標(biāo)準(zhǔn)定位服務(wù)的主要對(duì)象是廣大的民間用戶。2023/1/899美國的SA和AS政策精密定位服務(wù)的主要對(duì)2023/7/2399美國的SA和AS政策精密定位服務(wù)的主要2023/7/23100美國的SA和AS政策美國為了防止未經(jīng)許可的用戶把GPS用于軍事目的(進(jìn)行高精度實(shí)時(shí)動(dòng)態(tài)定位)，于1989年11月開始至1990年9月，進(jìn)行“SA”和“AS”技術(shù)的實(shí)驗(yàn)，并于1941年7月開始實(shí)施SA技術(shù)。2023/1/8100美國的SA和AS政策美國為了防止未經(jīng)許2023/7/23100美國的SA和AS政策美國為了防止未經(jīng)2023/7/23101SA技術(shù)SA(SelectiveAvailability）技術(shù)稱為有選擇可用性技術(shù)，即人為地將誤差引入衛(wèi)星鐘和衛(wèi)星數(shù)據(jù)中，故意降低GPS定位精度。使C/A碼定位的精度從原來的20m降低到100m。2023/1/8101SA技術(shù)SA(SelectiveA2023/7/23101SA技術(shù)SA(Selective2023/7/23102SA技術(shù)SA技術(shù)的主要內(nèi)容:(1)在廣播星歷中，對(duì)GPS衛(wèi)星的基準(zhǔn)頻率采用δ技術(shù)，使星歷精度降低，其變化為無規(guī)律的隨機(jī)變化。(2)在衛(wèi)星鐘的鐘頻信號(hào)中加高頻抖動(dòng)(即ε技術(shù))。2023/1/8102SA技術(shù)SA技術(shù)的主要內(nèi)容:2023/7/23102SA技術(shù)SA技術(shù)的主要內(nèi)容:2022023/7/23103AS技術(shù)AS(Anti—Spoofing)技術(shù)稱為反電子欺騙技術(shù)。其方法是:將P碼與保密的W碼相加成Y碼，Y碼嚴(yán)格保密。其目的是:防止敵方使用P碼進(jìn)行精密導(dǎo)航定位。當(dāng)實(shí)施AS技術(shù)時(shí)，非特許用戶將不能接收到P碼。這項(xiàng)技術(shù)，僅在特殊情況下使用。2023/1/8103AS技術(shù)AS(Anti—Spoofi2023/7/23103AS技術(shù)AS(Anti—Spoof2023/7/23104SA和AS技術(shù)對(duì)定位的影響(1)降低單點(diǎn)定位的精度。(2)降低長距離相對(duì)定位的精度。(3)AS技術(shù)會(huì)對(duì)高精度相對(duì)定位數(shù)據(jù)處理，整周未知數(shù)的確定帶來不便。2023/1/8104SA和AS技術(shù)對(duì)定位的影響(1)降低2023/7/23104SA和AS技術(shù)對(duì)定位的影響(1)降2023/7/23105GPS現(xiàn)代化計(jì)劃2023/1/8105GPS現(xiàn)代化計(jì)劃2023/7/23105GPS現(xiàn)代化計(jì)劃2023/1/8102023/7/23106單點(diǎn)定位:2000年五月以前2023/1/8106單點(diǎn)定位:2000年五月以前2023/7/23106單點(diǎn)定位:2000年五月以前2022023/7/23107單點(diǎn)定位：目前2023/1/8107單點(diǎn)定位：目前2023/7/23107單點(diǎn)定位：目前2023/1/81072023/7/23108單點(diǎn)定位:到2009年2023/1/8108單點(diǎn)定位:到2009年2023/7/23108單點(diǎn)定位:到2009年2023/12023/7/23109單點(diǎn)定位:到20132023/1/8109單點(diǎn)定位:到20132023/7/23109單點(diǎn)定位:到20132023/1/2023/7/23110RTK定位:Today2023/1/8110RTK定位:Today2023/7/23110RTK定位:Today2023/12023/7/23111RTK定位:將來2023/1/8111RTK定位:將來2023/7/23111RTK定位:將來2023/1/812023/7/23112針對(duì)SA和AS政策的對(duì)策(1)應(yīng)用P—W技術(shù)和L1與L2交叉相關(guān)技術(shù)，使L2載波相位觀測(cè)值得到恢復(fù)，其精度與使用P碼相同。(2)研制能同時(shí)接收GPS和GLONASS信號(hào)的接收機(jī)。(3)發(fā)展DGPS和WADGPS差分GPS系統(tǒng)。2023/1/8112針對(duì)SA和AS政策的對(duì)策(1)應(yīng)用P—2023/7/23112針對(duì)SA和AS政策的對(duì)策(1)應(yīng)用P2023/7/23113針對(duì)SA和AS政策的對(duì)策(4)建立獨(dú)立的GPS衛(wèi)星測(cè)軌系統(tǒng)。(5)建立獨(dú)立的衛(wèi)星導(dǎo)航與定位系統(tǒng)。2023/1/8113針對(duì)SA和AS政策的對(duì)策(4)建立獨(dú)立2023/7/23113針對(duì)SA和AS政策的對(duì)策(4)建立獨(dú)2023/7/231145.7差分GPS定位原理2023/1/81145.7差分GPS定位原理2023/7/231145.7差分GPS定位原理2023/2023/7/23115概述差分GPS產(chǎn)生的誘因：絕對(duì)定位精度不能滿足要求GPS絕對(duì)定位的精度受多種誤差因素的影響，不能完全滿足某些特殊應(yīng)用的要求美國的GPS政策對(duì)GPS絕對(duì)定位精度的影響（選擇可用性SA）SA關(guān)閉前后GPS絕對(duì)定位精度的變化2023/1/8115概述差分GPS產(chǎn)生的誘因：絕對(duì)定位精度2023/7/23115概述差分GPS產(chǎn)生的誘因：絕對(duì)定位精2023/7/23116概述差分GPS（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。2023/1/8116概述差分GPS（DGPS–Diff2023/7/23116概述差分GPS（DGPS–Dif2023/7/23117影響GPS定位的主要誤差多臺(tái)接受機(jī)公有的誤差：——衛(wèi)星鐘誤差——星歷誤差采用差分技術(shù)，可以完全消除這部分誤差。2023/1/8117影響GPS定位的主要誤差多臺(tái)接受機(jī)公有2023/7/23117影響GPS定位的主要誤差多臺(tái)接受機(jī)公2023/7/23118影響GPS定位的主要誤差傳播延遲的誤差：——電離層誤差——對(duì)流層誤差采用差分技術(shù)，可以部分消除這部分誤差。（視基準(zhǔn)站至用戶的距離）2023/1/8118影響GPS定位的主要誤差傳播延遲的誤差2023/7/23118影響GPS定位的主要誤差傳播延遲的誤2023/7/23119影響GPS定位的主要誤差接收機(jī)固有的誤差——內(nèi)部噪聲——通道延遲——多路徑效應(yīng)2023/1/8119影響GPS定位的主要誤差接收機(jī)固有的誤2023/7/23119影響GPS定位的主要誤差接收機(jī)固有的2023/7/23120差分GPS對(duì)測(cè)量定位精度的改進(jìn)2023/1/8120差分GPS對(duì)測(cè)量定位精度的改進(jìn)2023/7/23120差分GPS對(duì)測(cè)量定位精度的改進(jìn)2022023/7/23121距離改正差分GPS的分類根據(jù)時(shí)效性實(shí)時(shí)差分事后差分根據(jù)觀測(cè)值類型偽距差分載波相位差分根據(jù)差分改正數(shù)位置差分（坐標(biāo)差分）距離差分根據(jù)工作原理和差分模型局域差分（LADGPS–LocalAreaDGPS）單基準(zhǔn)站差分多基準(zhǔn)站差分廣域差分（WADGPS–WideAreaDGPS）坐標(biāo)改正位置差分距離差分2023/1/8121距離改正差分GPS的分類根據(jù)時(shí)效性坐標(biāo)2023/7/23121距離改正差分GPS的分類根據(jù)時(shí)效性坐2023/7/23122位置差分和距離差分的特點(diǎn)位置差分差分改正計(jì)算的數(shù)學(xué)模型簡單差分?jǐn)?shù)據(jù)的數(shù)據(jù)量少基準(zhǔn)站與流動(dòng)站要求觀測(cè)完全相同的一組衛(wèi)星距離差分差分改正計(jì)算的數(shù)學(xué)模型較復(fù)雜差分?jǐn)?shù)據(jù)的數(shù)據(jù)量較多基準(zhǔn)站與流動(dòng)站不要求觀測(cè)完全相同的一組衛(wèi)星2023/1/8122位置差分和距離差分的特點(diǎn)位置差分2023/7/23122位置差分和距離差分的特點(diǎn)位置差分202023/7/231235.7.1單站GPS的差分2023/1/81235.7.1單站GPS的差分2023/7/231235.7.1單站GPS的差分20232023/7/23124單站GPS的差分根據(jù)差分GPS基準(zhǔn)站發(fā)送的信息方式可將差分GPS定位分為三類，即：位置差分偽距差分相位差分

基準(zhǔn)站數(shù)據(jù)通訊鏈流動(dòng)站（用戶）2023/1/8124單站GPS的差分根據(jù)差分GPS基準(zhǔn)站發(fā)2023/7/23124單站GPS的差分根據(jù)差分GPS基準(zhǔn)站2023/7/23125單站GPS的差分這3類差分方式的工作原理是相同的，即都是由基準(zhǔn)站發(fā)送改正數(shù)，由用戶站接收并對(duì)其測(cè)量結(jié)果進(jìn)行改正，以獲得精確的定位結(jié)果。所不同的是，發(fā)送改正數(shù)的具體內(nèi)容不一樣，其差分定位精度也不同。2023/1/8125單站GPS的差分這3類差分方式的工作原2023/7/23125單站GPS的差分這3類差分方式的工作2023/7/23126位置差分原理這是一種最簡單的差分方法，任何一種GPS接收機(jī)均可改裝和組成這種差分系統(tǒng)。安裝在基準(zhǔn)站上的GPS接收機(jī)觀測(cè)4顆衛(wèi)星后便可進(jìn)行三維定位，解算出基準(zhǔn)站的坐標(biāo)。由于存在著軌道誤差、時(shí)鐘誤差、SA影響、大氣影響、多徑效應(yīng)以及其他誤差，解算出的坐標(biāo)與基準(zhǔn)站的已知坐標(biāo)是不一樣的，存在誤差?；鶞?zhǔn)站利用數(shù)據(jù)鏈將此改正數(shù)發(fā)送出去，由用戶站接收，并且對(duì)其解算的用戶站坐標(biāo)進(jìn)行改正。2023/1/8126位置差分原理這是一種最簡單的差分方法2023/7/23126位置差分原理這是一種最簡單的差分方2023/7/23127位置差分原理最后得到的改正后的用戶坐標(biāo)已消去了基準(zhǔn)站和用戶站的共同誤差，例如衛(wèi)星軌道誤差、SA影響、大氣影響等，提高了定位精度。以上先決條件是基準(zhǔn)站和用戶站觀測(cè)同一組衛(wèi)星的情況。位置差分法適用于用戶與基準(zhǔn)站間距離在100km以內(nèi)的情況。2023/1/8127位置差分原理最后得到的改正后的用戶坐標(biāo)2023/7/23127位置差分原理最后得到的改正后的用戶坐2023/7/23128偽距差分原理偽距差分是目前用途最廣的一種技術(shù)。幾乎所有的商用差分GPS接收機(jī)均采用這種技術(shù)。國際海事無線電委員會(huì)推薦的RTCMSC-104標(biāo)準(zhǔn)也采用了這種技術(shù)。2023/1/8128偽距差分原理偽距差分是目前用途最廣的一2023/7/23128偽距差分原理偽距差分是目前用途最廣的2023/7/23129偽距差分原理在基準(zhǔn)站上的接收機(jī)要求得它至可見衛(wèi)星的距離，并將此計(jì)算出的距離與含有誤差的測(cè)量值加以比較。利用一個(gè)α-β濾波器將此差值濾波并求出其偏差。然后將所有衛(wèi)星的測(cè)距誤差傳輸給用戶，用戶利用此測(cè)距誤差來改正測(cè)量的偽距。最后，用戶利用改正后的偽距來解出本身的位置，就可消去公共誤差，提高定位精度。

2023/1/8129偽距差分原理在基準(zhǔn)站上的接收機(jī)要求得它2023/7/23129偽距差分原理在基準(zhǔn)站上的接收機(jī)要求得2023/7/23130偽距差分原理與位置差分相似，偽距差分能將兩站公共誤差抵消，但隨著用戶到基準(zhǔn)站距離的增加又出現(xiàn)了系統(tǒng)誤差，這種誤差用任何差分法都是不能消除的。用戶和基準(zhǔn)站之間的距離對(duì)精度有決定性影響。2023/1/8130偽距差分原理與位置差分相似，偽距差分能2023/7/23130偽距差分原理與位置差分相似，偽距差分2023/7/23131載波相位差分原理差分GPS的出現(xiàn)，能實(shí)時(shí)給定載體的位置，精度為米級(jí)，滿足了引航、水下測(cè)量等工程的要求。位置差分、偽距差分、偽距差分相位平滑等技術(shù)已成功地用于各種作業(yè)中。隨之而來的是更加精密的測(cè)量技術(shù)----載波相位差分技術(shù)。2023/1/8131載波相位差分原理差分GPS的出現(xiàn)，能實(shí)2023/7/23131載波相位差分原理差分GPS的出現(xiàn)，能2023/7/23132載波相位差分原理載波相位差分技術(shù)又稱為RTK技術(shù)（real

time

kinematic），是建立在實(shí)時(shí)處理兩個(gè)測(cè)站的載波相位基礎(chǔ)上的。它能實(shí)時(shí)提供觀測(cè)點(diǎn)的三維坐標(biāo)，并達(dá)到厘米級(jí)的高精度。2023/1/8132載波相位差分原理載波相位差分技術(shù)又稱為2023/7/23132載波相位差分原理載波相位差分技術(shù)又稱2023/7/23133載波相位差分原理實(shí)現(xiàn)載波相位差分GPS的方法分為兩類：修正法和差分法。2023/1/8133載波相位差分原理實(shí)現(xiàn)載波相位差分GPS2023/7/23133載波相位差分原理實(shí)現(xiàn)載波相位差分GP2023/7/23134修正法與偽距差分相同，基準(zhǔn)站將載波相位修正量發(fā)送給用戶站，以改正其載波相位，然后求解坐標(biāo)。此方法屬于準(zhǔn)RTK技術(shù)。2023/1/8134修正法與偽距差分相同，基準(zhǔn)站將載波相位2023/7/23134修正法與偽距差分相同，基準(zhǔn)站將載波相2023/7/23135差分法將基準(zhǔn)站采集的載波相位發(fā)送給用戶，進(jìn)行求差解算坐標(biāo)。此法為真正的RTK技術(shù)。2023/1/8135差分法將基準(zhǔn)站采集的載波相位發(fā)送給用戶2023/7/23135差分法將基準(zhǔn)站采集的載波相位發(fā)送給用2023/7/23136單站差分GPS系統(tǒng)結(jié)構(gòu)和算法簡單，技術(shù)上較為成熟。主要用于小范圍的差分定位工作。對(duì)于較大范圍的區(qū)域，則應(yīng)用局部區(qū)域差分技術(shù)。對(duì)于一國或幾個(gè)國家范圍的廣大區(qū)域，應(yīng)用廣域差分技術(shù)。2023/1/8136單站差分GPS系統(tǒng)結(jié)構(gòu)和算法簡單，技術(shù)2023/7/23136單站差分GPS系統(tǒng)結(jié)構(gòu)和算法簡單，技2023/7/231375.7.2局部區(qū)域GPS差分系統(tǒng)2023/1/81375.7.2局部區(qū)域GPS差分系統(tǒng)2023/7/231375.7.2局部區(qū)域GPS差分系統(tǒng)22023/7/23138結(jié)構(gòu)基準(zhǔn)站（多個(gè)）、數(shù)據(jù)通訊鏈和用戶數(shù)學(xué)模型（差分改正數(shù)的計(jì)算方法）加權(quán)平均偏導(dǎo)數(shù)法最小方差法特點(diǎn)優(yōu)點(diǎn)：差分精度高、可靠性高，差分范圍增大缺點(diǎn)：差分范圍仍然有限，模型不完善局部區(qū)域GPS差分系統(tǒng)2023/1/8138結(jié)構(gòu)局部區(qū)域GPS差分系統(tǒng)2023/7/23138結(jié)構(gòu)局部區(qū)域GPS差分系統(tǒng)2023/2023/7/231395.7.3廣域差分2023/1/81395.7.3廣域差分2023/7/231395.7.3廣域差分2023/1/82023/7/23140廣域差分GPS系統(tǒng)的基本思想對(duì)GPS觀測(cè)量的誤差源加以區(qū)分，并單獨(dú)對(duì)每一種誤差源分別加以“模型化”，然后將計(jì)算出的每一誤差源的數(shù)值，通過數(shù)據(jù)鏈傳輸給用戶，以對(duì)用戶GPS定位的誤差加以改正，達(dá)到削弱這些誤差源，改善用戶GPS定位精度的目的。2023/1/8140廣域差分GPS系統(tǒng)的基本思想對(duì)GPS觀2023/7/23140廣域差分GPS系統(tǒng)的基本思想對(duì)GPS2023/7/23141結(jié)構(gòu)基準(zhǔn)站（多個(gè)）、數(shù)據(jù)通訊鏈和用戶數(shù)學(xué)模型（差分改正數(shù)的計(jì)算方法）與普通差分不相同普通差分是考慮的是誤差的綜合影響廣域差分對(duì)各項(xiàng)誤差加以分離，建立各自的改正模型用戶根據(jù)自身的位置，對(duì)觀測(cè)值進(jìn)行改正優(yōu)缺點(diǎn)優(yōu)點(diǎn)：差分精度高、差分精度與距離無關(guān)、差分范圍大缺點(diǎn)：系統(tǒng)結(jié)構(gòu)復(fù)雜、建設(shè)費(fèi)用高2023/1/8141結(jié)構(gòu)2023/7/23141結(jié)構(gòu)2023/1/8141結(jié)構(gòu)2023/7/23142廣域差分GPS系統(tǒng)的基本思想具體而言，它集中表現(xiàn)在三個(gè)方面：星歷誤差大氣延時(shí)誤差衛(wèi)星鐘差誤差2023/1/8142廣域差分GPS系統(tǒng)的基本思想具體而言，2023/7/23142廣域差分GPS系統(tǒng)的基本思想具體而言2023/7/23143廣域差分GPS系統(tǒng)的工作流程2023/1/8143廣域差分GPS系統(tǒng)的工作流程2023/7/23143廣域差分GPS系統(tǒng)的工作流程20232023/7/23144廣域差分GPS系統(tǒng)的特點(diǎn)廣域差分GPS技術(shù)區(qū)分誤差的目的就是最大限度地降低監(jiān)測(cè)站與用戶站間定位誤差的時(shí)空相關(guān)，克服LADGPS對(duì)時(shí)空的強(qiáng)依賴性，改善和提高LADGPS中實(shí)時(shí)差分定位的精度。同LADGPS相比，WADGPS有如下特點(diǎn):2023/1/8144廣域差分GPS系統(tǒng)的特點(diǎn)廣域差分GPS2023/7/23144廣域差分GPS系統(tǒng)的特點(diǎn)廣域差分GP2023/7/23145廣域差分GPS系統(tǒng)的特點(diǎn)(1)中心站、監(jiān)測(cè)站與用戶站的站間距離從100km增加到2000km，定位精度不會(huì)出現(xiàn)明顯的下降，這就是說，WADGPS中用戶的定位精度對(duì)空間距離的敏感程度比LADGPS低得多。(2)在大區(qū)域內(nèi)建立WADGPS網(wǎng)，需要的監(jiān)測(cè)站數(shù)量很少，投資自然減小，比LADGPS具有更大的經(jīng)濟(jì)效益。2023/1/8145廣域差分GPS系統(tǒng)的特點(diǎn)(1)中心站、2023/7/23145廣域差分GPS系統(tǒng)的特點(diǎn)(1)中心站2023/7/23146廣域差分GPS系統(tǒng)的特點(diǎn)(3)WADGPS系統(tǒng)是一個(gè)定位精度均勻分布的系統(tǒng)，覆蓋范圍內(nèi)任意地區(qū)定位精度相當(dāng)，而且定位精度較LADGPS高。(4)WADGPS的覆蓋區(qū)域可以擴(kuò)展到LADGPS不易作用的地域，如遠(yuǎn)洋、沙漠、森林等。2023/1/8146廣域差分GPS系統(tǒng)的特點(diǎn)(3)WADG2023/7/23146廣域差分GPS系統(tǒng)的特點(diǎn)(3)WAD2023/7/23147廣域差分GPS系統(tǒng)的特點(diǎn)(5)WADGPS使用的硬件設(shè)備及通信工具昂貴，軟件技術(shù)復(fù)雜，運(yùn)行和維持費(fèi)用較LADGPS高得多，而且WADGPS的可靠性與安全性可能不如單個(gè)的LADGPS。2023/1/8147廣域差分GPS系統(tǒng)的特點(diǎn)(5)WA2023/7/23147廣域差分GPS系統(tǒng)的特點(diǎn)(5)W2023/7/23148我國建立廣域差分GPS系統(tǒng)的方案目前我國已初步建立了北京、拉薩、烏魯木齊、上海四個(gè)永久性GPS監(jiān)測(cè)站，還計(jì)劃增設(shè)武漢、哈爾濱兩站，擬訂在北京或武漢建立數(shù)據(jù)處理中心和數(shù)據(jù)通信中心(中心站)，各站之間的關(guān)系及數(shù)據(jù)流程如下圖：2023/1/8148我國建立廣域差分GPS系統(tǒng)的方案目前我2023/7/23148我國建立廣域差分GPS系統(tǒng)的方案目前2023/7/231492023/1/81492023/7/231492023/1/81492023/7/23150我國廣域差分GPS系統(tǒng)C/A碼單點(diǎn)定位試驗(yàn)表中結(jié)果表明:采用廣域差分GPS技術(shù)進(jìn)行差分定位，在3000km范圍，利用C/A碼偽距單點(diǎn)定位精度幾乎沒有什么變化，其分量精度一般優(yōu)于2m，點(diǎn)位精度一般優(yōu)于4m，這充分體現(xiàn)了廣域差分GPS系統(tǒng)的精度潛力。2023/1/8150我國廣域差分GPS系統(tǒng)C/A碼單點(diǎn)定位2023/7/23150我國廣域差分GPS系統(tǒng)C/A碼單點(diǎn)定2023/7/23151常規(guī)RTK定位的局限性測(cè)量范圍：要到達(dá)1～3厘米級(jí)實(shí)時(shí)定位的要求，用戶站和參考站的距離需小于10km，隨著基線長度的增長（如：大于50km），以上誤差的相關(guān)性大大減少，以致求差后殘余誤差很大，導(dǎo)致整周模糊度參數(shù)無法固定，基線精度一般只能達(dá)到分米級(jí)。2023/1/8151常規(guī)RTK定位的局限性測(cè)量范圍：2023/7/23151常規(guī)RTK定位的局限性測(cè)量范圍：202023/7/23152常規(guī)RTK定位的局限性通信數(shù)據(jù)鏈常規(guī)RTK的數(shù)據(jù)傳輸多采用超高頻UHF、甚高頻VHF播發(fā)RTCM差分信號(hào)，由于UHF和VHF的衍射性能差，而且都是站間直線傳播，這要求站間的天線必須“準(zhǔn)光學(xué)通視”，所以在丘陵和山區(qū)實(shí)施RTK作業(yè)很不方便。

2023/1/8152常規(guī)RTK定位的局限性通信數(shù)據(jù)鏈2023/7/23152常規(guī)RTK定位的局限性通信數(shù)據(jù)鏈202023/7/23153常規(guī)RTK定位的局限性其它限制：測(cè)量過程中，需要不斷設(shè)置和更換參考站。2023/1/8153常規(guī)RTK定位的局限性其它限制：2023/7/23153常規(guī)RTK定位的局限性其它限制：202023/7/23154網(wǎng)絡(luò)RTK定位技術(shù)的興起常規(guī)RTK的限制給中長距離用戶和某些特殊要求的用戶帶來了不便，針對(duì)以上常規(guī)RTK定位存在的問題，網(wǎng)絡(luò)RTK（NetworkRTK）應(yīng)運(yùn)而生。

2023/1/8154網(wǎng)絡(luò)RTK定位技術(shù)的興起常規(guī)RTK的限2023/7/23154網(wǎng)絡(luò)RTK定位技術(shù)的興起常規(guī)RTK的2023/7/231555.7.4網(wǎng)絡(luò)RTK技術(shù)2023/1/81555.7.4網(wǎng)絡(luò)RTK技術(shù)2023/7/231555.7.4網(wǎng)絡(luò)RTK技術(shù)2023/2023/7/23156網(wǎng)絡(luò)RTK技術(shù)作業(yè)模型類似RTK原理利用基準(zhǔn)站網(wǎng)計(jì)算出用戶附近某點(diǎn)（虛擬參考站）各項(xiàng)誤差改正，再將它們加到利用虛擬參考站坐標(biāo)和衛(wèi)星坐標(biāo)所計(jì)算出的距離之上，得出虛擬參考站上的虛擬觀測(cè)值，將其發(fā)送給用戶，進(jìn)行實(shí)時(shí)相對(duì)定位。特點(diǎn)精度和可靠性高2023/1/8156網(wǎng)絡(luò)RTK技術(shù)作業(yè)模型類似RTK2023/7/23156網(wǎng)絡(luò)RTK技術(shù)作業(yè)模型類似RTK202023/7/23157網(wǎng)絡(luò)RTK技術(shù)數(shù)據(jù)處理的方法：—虛擬參考站法—偏導(dǎo)數(shù)法—線性內(nèi)插法—條件平差法2023/1/8157網(wǎng)絡(luò)RTK技術(shù)數(shù)據(jù)處理的方法：2023/7/23157網(wǎng)絡(luò)RTK技術(shù)數(shù)據(jù)處理的方法：2022023/7/23158網(wǎng)絡(luò)RTK技術(shù)系統(tǒng)組成：—連續(xù)運(yùn)行的GPS基準(zhǔn)站—計(jì)算中心—數(shù)據(jù)發(fā)布中心—移動(dòng)站RTCMControlCenterCORSRawObservationDataRawObservationDataRawObservationDataROVERCORSCORSVRSNMEA01832023/1/8158網(wǎng)絡(luò)RTK技術(shù)系統(tǒng)組成：RTCMCon2023/7/23158網(wǎng)絡(luò)RTK技術(shù)系統(tǒng)組成：RTCMCo第五章

GPS衛(wèi)星定位基本原理第五章

GPS衛(wèi)星定位基本原理第五章

GPS衛(wèi)星定位基本原理第五章

GPS2023/7/231605.GPS衛(wèi)星定位基本原理5.1概述5.2偽距測(cè)量（重點(diǎn)）5.3載波相位測(cè)量（重點(diǎn)和難點(diǎn)）5.4整周跳變的修復(fù)5.5GPS絕對(duì)定位與相對(duì)定位5.6美國的GPS政策5.7差分GPS定位原理（重點(diǎn)和難點(diǎn)）2023/1/825.GPS衛(wèi)星定位基本原理5.1概述2023/7/231605.GPS衛(wèi)星定位基本原理5.1概2023/7/231615.1概述2023/1/835.1概述2023/7/231615.1概述2023/1/835.12023/7/23162測(cè)距交會(huì)如圖所示，A、B為坐標(biāo)已知的控制點(diǎn)，P為待求點(diǎn)，在A、B兩點(diǎn)已分別利用全站儀測(cè)了距離Sa和Sb。2023/1/84測(cè)距交會(huì)如圖所示，A、B為坐標(biāo)已知的控制點(diǎn)2023/7/23162測(cè)距交會(huì)如圖所示，A、B為坐標(biāo)已知的2023/7/23163無線電導(dǎo)航定位系統(tǒng)設(shè)想在地面上有三個(gè)無線電信號(hào)發(fā)射臺(tái)，其坐標(biāo)為已知，用戶接收機(jī)在某一時(shí)刻采用無線電測(cè)距的方法分別測(cè)得了接收機(jī)至三個(gè)發(fā)射臺(tái)的距離d1、d2、d3。只需以三個(gè)發(fā)射臺(tái)為球心，以d1、d2、d3為半徑作出三個(gè)定位球面，即可交會(huì)出用戶接收機(jī)的空間位置。2023/1/85無線電導(dǎo)航定位系統(tǒng)設(shè)想在地面上有三個(gè)無線電2023/7/23163無線電導(dǎo)航定位系統(tǒng)設(shè)想在地面上有三個(gè)2023/7/23164無線電導(dǎo)航定位系統(tǒng)如果只有兩個(gè)無線電發(fā)射臺(tái)，則可根據(jù)用戶接收機(jī)的概略位置交會(huì)出接收機(jī)的平面位置。2023/1/86無線電導(dǎo)航定位系統(tǒng)如果只有兩個(gè)無線電發(fā)射臺(tái)2023/7/23164無線電導(dǎo)航定位系統(tǒng)如果只有兩個(gè)無線電2023/7/23165衛(wèi)星激光測(cè)距系統(tǒng)近代衛(wèi)星大地測(cè)量中的衛(wèi)星激光測(cè)距定位也是應(yīng)用了測(cè)距交會(huì)定位的原理與方法。雖然用于激光測(cè)距的衛(wèi)星是在不停地運(yùn)動(dòng)中，但總可以利用固定于地面上的三個(gè)已知點(diǎn)上的衛(wèi)星激光測(cè)距儀同時(shí)測(cè)定某一時(shí)刻至衛(wèi)星的空間距離，應(yīng)用測(cè)距交會(huì)的原理便可確定該時(shí)刻衛(wèi)星的空間位置。2023/1/87衛(wèi)星激光測(cè)距系統(tǒng)近代衛(wèi)星大地測(cè)量中的衛(wèi)星激2023/7/23165衛(wèi)星激光測(cè)距系統(tǒng)近代衛(wèi)星大地測(cè)量中的2023/7/23166GPS定位基本原理將無線電信號(hào)發(fā)射臺(tái)從地面電搬到衛(wèi)星上，組成一顆衛(wèi)星導(dǎo)航定位系統(tǒng)，應(yīng)用無線電測(cè)距交會(huì)原理，便可由三個(gè)以上地面已知點(diǎn)交會(huì)出衛(wèi)星的位置，反之利用三顆以上衛(wèi)星的已知空間位置又可交會(huì)出地面未知點(diǎn)的位置。這便是GPS衛(wèi)星定位的基本原理。演示動(dòng)畫2023/1/88GPS定位基本原理將無線電信號(hào)發(fā)射臺(tái)從地面2023/7/23166GPS定位基本原理將無線電信號(hào)發(fā)射臺(tái)2023/7/23167GPS定位基本原理GPS衛(wèi)星發(fā)射測(cè)距信號(hào)和導(dǎo)航電文，導(dǎo)航電文含有衛(wèi)星的位置信息。用戶用GPS接收機(jī)在某一時(shí)刻同時(shí)接收三顆以上的衛(wèi)星信號(hào)，測(cè)量出測(cè)站點(diǎn)(接收機(jī)的天線中心)P到三顆以上衛(wèi)星的距離并解算出該時(shí)刻衛(wèi)星的空間坐標(biāo)，據(jù)此利用距離交會(huì)法解算出測(cè)站點(diǎn)P的位置。2023/1/89GPS定位基本原理GPS衛(wèi)星發(fā)射測(cè)距信號(hào)和2023/7/23167GPS定位基本原理GPS衛(wèi)星發(fā)射測(cè)距2023/7/23168GPS定位基本原理如圖所示，設(shè)在時(shí)刻t在測(cè)站點(diǎn)P用GPS接收機(jī)同時(shí)測(cè)得P點(diǎn)至三顆GPS衛(wèi)星的距離，通過GPS電文解譯出該時(shí)刻三顆GPS衛(wèi)星的三維坐標(biāo)，用距離交會(huì)的方法求得P點(diǎn)的三維坐標(biāo)。2023/1/810GPS定位基本原理如圖所示，設(shè)在時(shí)刻t在2023/7/23168GPS定位基本原理如圖所示，設(shè)在時(shí)刻2023/7/23169GPS定位方法GPS定位的方法是多種多樣的，用戶可以根據(jù)不同的用途采用不同的定位方法。GPS定位方法可依據(jù)不同的分類標(biāo)準(zhǔn)，作如下劃分:2023/1/811GPS定位方法GPS定位的方法是多種多樣2023/7/23169GPS定位方法GPS定位的方法是多種2023/7/231701、根據(jù)定位所采用的觀測(cè)值1)偽距定位2)載波相位定位2023/1/8121、根據(jù)定位所采用的觀測(cè)值1)偽距定位2023/7/231701、根據(jù)定位所采用的觀測(cè)值1)偽距定2023/7/231712、根據(jù)定位時(shí)接收機(jī)的運(yùn)動(dòng)狀態(tài)靜態(tài)定位對(duì)于固定不動(dòng)的待定點(diǎn)，將GPS接收機(jī)安裝在上面，觀測(cè)數(shù)分鐘乃至更長的時(shí)間，以確定該點(diǎn)的三維坐標(biāo)。2023/1/8132、根據(jù)定位時(shí)接收機(jī)的運(yùn)動(dòng)狀態(tài)靜態(tài)定位2023/7/231712、根據(jù)定位時(shí)接收機(jī)的運(yùn)動(dòng)狀態(tài)靜態(tài)定2023/7/231722、根據(jù)定位時(shí)接收機(jī)的運(yùn)動(dòng)狀態(tài)動(dòng)態(tài)定位至少有一臺(tái)接收機(jī)處于運(yùn)動(dòng)狀態(tài)，測(cè)定的是各觀測(cè)時(shí)刻運(yùn)動(dòng)中的接收機(jī)的點(diǎn)位。2023/1/8142、根據(jù)定位時(shí)接收機(jī)的運(yùn)動(dòng)狀態(tài)動(dòng)態(tài)定位2023/7/231722、根據(jù)定位時(shí)接收機(jī)的運(yùn)動(dòng)狀態(tài)動(dòng)態(tài)定2023/7/231733.根據(jù)定位的模式絕對(duì)定位獨(dú)立確定待定點(diǎn)在坐標(biāo)系統(tǒng)中的絕對(duì)位置的方法稱為絕對(duì)定位或單點(diǎn)定位。2023/1/8153.根據(jù)定位的模式絕對(duì)定位2023/7/231733.根據(jù)定位的模式絕對(duì)定位2023/2023/7/231743.根據(jù)定位的模式相對(duì)定位相對(duì)定位是確定同步跟蹤相同的GPS衛(wèi)星信號(hào)的若干臺(tái)接收機(jī)之間的相對(duì)位置的一種定位方法。2023/1/8163.根據(jù)定位的模式相對(duì)定位2023/7/231743.根據(jù)定位的模式相對(duì)定位2023/2023/7/231753.根據(jù)定位的模式差分定位在基準(zhǔn)點(diǎn)上觀測(cè)求得大氣折射等改正，并及時(shí)發(fā)送給流動(dòng)站，流動(dòng)站用收到的改正數(shù)對(duì)觀測(cè)數(shù)據(jù)進(jìn)行改正，得精確點(diǎn)位。2023/1/8173.根據(jù)定位的模式差分定位2023/7/231753.根據(jù)定位的模式差分定位2023/2023/7/231764.根據(jù)獲取定位結(jié)果的時(shí)間實(shí)時(shí)定位實(shí)時(shí)定位是根據(jù)接收機(jī)觀測(cè)到的數(shù)據(jù)，實(shí)時(shí)地解算出接收機(jī)天線所在的位置。2023/1/8184.根據(jù)獲取定位結(jié)果的時(shí)間實(shí)時(shí)定位2023/7/231764.根據(jù)獲取定位結(jié)果的時(shí)間實(shí)時(shí)定位22023/7/231774.根據(jù)獲取定位結(jié)果的時(shí)間非實(shí)時(shí)定位非實(shí)時(shí)定位又稱后處理定位，它是通過對(duì)接收機(jī)接收到的數(shù)據(jù)進(jìn)行后處理以進(jìn)行定位的方法。2023/1/8194.根據(jù)獲取定位結(jié)果的時(shí)間非實(shí)時(shí)定位2023/7/231774.根據(jù)獲取定位結(jié)果的時(shí)間非實(shí)時(shí)定位2023/7/23178小結(jié)2023/1/820小結(jié)2023/7/23178小結(jié)2023/1/820小結(jié)2023/7/231795.2偽距測(cè)量2023/1/8215.2偽距測(cè)量2023/7/231795.2偽距測(cè)量2023/1/8212023/7/231805.2偽距測(cè)量定義偽距法定位是由GPS接收