gps導航定位原理介紹(編輯修改稿)

　

【文章內容簡介】 解算后，不再為整數，可將其調整為整數，解算出的觀測站坐標稱為固定解，否則稱為實數解。載波相位靜態絕對定位解算的結果可以為相對定位的參考站（或基準站）提供較為精密的起始坐標。 利用載波相位觀測量進行靜態絕對定位 Slide 34 為了評價定位結果，在導航學中，一般采用有關精度因子（精度衰減因子、精度系數、精度彌散） DOP（ Dilution Of Precision） 的概念。 在實踐中，根據不同要求，可選用不同的精度評價模型和相應的精度因子，通常有： ※ 平面位置精度因子 HDOP(horizontal DOP) ※ 高程精度因子 VDOP(Vertical DOP) ※ 空間位置精度因子 PDOP(Position DOP) ※ 接收機鐘差精度因子 TDOP(Time DOP) ※ 幾何精度因子 GDOP(Geometric DOP)， 描述空間位置誤差和時間誤差綜合影響的精度因子 定位精度的評價 Slide 35 相對定位也分靜態定位和動態定位。安置在基線端點的接收機固定不動，通過連續觀測，取得充分的多余觀測數據，改善定位精度。 靜態相對定位一般均采用載波相位觀測值（或測相偽距）為基本觀測量 。 靜態相對定位 T1 T2 S1 S2 S3 S4 Slide 36 在兩個觀測站或多個觀測站同步觀測相同衛星的情況下，衛星的軌道誤差、衛星鐘差、接收機鐘差以及電離層和對流層的折射誤差等對觀測量的影響具有一定的相關性，利用這些觀測量的不同組合（求差）進行相對定位，可有效地消除或減弱相關誤差地影響，從而提高相對定位的精度。 靜態相對定位 Slide 37 GPS載波相位觀測值可以在衛星間求差，在接收機間求差，也可以在不同歷元之間求差。各種求差法都是觀測值的線性組合。 將觀測值直接相減的過程叫做求一次差，所得結果稱單差。對一次差繼續求差，所得結果稱為雙差，同樣還有三差。這些差分觀測值模型能夠有效地消除各種偏差項。 求解過程也是首先將觀測方程線性化后求解并確定誤差。 靜態相對定位 Slide 38 第三部分 GPS導航定位原理 ?偽距測量 ?載波相位測量 ?絕對定位和相對定位 ?導航原理與方法 ?GPS測量誤差來源 Slide 39 導航的概念首先起源于航海事業，其最初的含義是引導運載體從一個地點航行到另一個地點的過程。導航的首要問題就是確定航行體的即時位置，還要測定其速度、時間、姿態等狀態參數。由此可見，導航是一種廣義的動態定位。 衛星導航是用導航衛星發射的導航定位信息引導運動載體安全到達目的地的一門新興科學。 GPS在導航領域的應用，有著比 GPS靜態定位更為廣闊的前景。 衛星導航概念 Slide 40 GPS導航是一種廣義的 GPS動態定位，從目前的應用看來，主要分為以下幾種方法： （ 1）單點動態定位 （ 2）實時差分動態定位 （ 3）后處理差分動態定位 GPS動態定位方法分類 Slide 41 單點動態定位是用安設在一個運動載體上的 GPS信號接收機，自主地測得該運動載體的實時位置，從而描述出該運動載體的運動軌跡。所以 單點動態定位又叫絕對動態定位 。例如，行駛的汽車和火車，常用單點動態定位。 GPS單點動態定位 Slide 42 實時差分動態定位是用安設在一個運動載體上的 GPS信號接收機，及安設在一個基準站上的另一臺 GPS接收機，聯合測得該運動載體的實時位置，從而描述出該運動載體的運行軌跡，故 差分動態定位又稱為相對動態定位 。例如，飛機著陸和船艦進港，一般要求采用實時差分動態定位，以滿足它們所要求的較高定位精度。 GPS實時差分動態定位 Slide 43 后處理差分動態定位和實時差分動態定位的主要差別在于，在運動載體和基準站之間，不必像實時差分動態定位那樣建立實時數據傳輸，而是在定位觀測以后，對兩臺 GPS接收機所采集的定位數據進行測后的聯合處理，從而計算出接收機所在運動載體在對應時間上的坐標位置。例如，在航空攝影測量時，用 GPS信號測量每一個攝影瞬間的攝站位置，就可以采用后處理差分動態定位。 GPS后處理差分動態定位 Slide 44 對于動態 GPS用戶，除了需要確定 GPS接收機載體的實時位置，往往還要測定載體的實時航行速度。假設于歷元 t1和 t2測定的載體實時位置分別為 X1(t1)和 X2(t2)，則其運動速度可簡單地表示為： 由此可得載體運行方向的速度為： GPS接收機載體航速的測定 ???????????????????????????????????????????)()()()()()(111122212 tZtYtXtZtYtXttZYXiiiiii???? ? 21222 ZYXv s ??? ???Slide 45 定時有著廣泛的應用。從日常生活到航天發射，從出外步行到航空航海，都離不開定時。 利用 GPS信號進行時間傳遞，一般采用兩種方法： （ 1）一站單機測時：應用一臺 GPS接收機在一個已知坐標的觀測站上進行測時的方法。 （ 2）共視對比定時法：在兩個測站上各設一臺 GPS接收機，同步觀測同一衛星，來測定兩用戶時鐘的相對偏差，達到高精度時間比對的目的。 GPS定時 Slide 46 第三部分 GPS導航定位原理 ?偽距測量 ?載波相位測量 ?絕對定位和相對定位 ?導航原理與方法 ?GPS測量誤差來源 Slide 47 GPS測量誤差來源及其影響 GPS測量通過地面接收設備接收衛星傳送的信息來確定地面點的三維坐標。 GPS定位中，影響觀測量精度的主要誤差來源分為三類： ?與衛星有關的誤差。 ?與信號傳播有關的誤差。 ?與接收設備有關的誤差。 為了便于理解，通常均把各種誤差的影響投影到站星距離上，以相應的距離誤差表示，稱為 等效距離誤差 。 Slide 48 誤差來源 P碼 C/A碼 衛星 星歷與模型誤差 鐘差與穩定度 衛星攝動 相位不確定性 其它 合計 信號傳播