1、第四章第四章 GPS偽距丈量定位偽距丈量定位主講人主講人: :張海濤張海濤幾何間隔幾何間隔星站間的真實(shí)間隔。星站間的真實(shí)間隔。偽距偽距由接納機(jī)觀測的帶有鐘差的星站間隔。由接納機(jī)觀測的帶有鐘差的星站間隔。碼相位觀測，得測碼偽距；碼相位觀測，得測碼偽距；載波相位觀測，得測相偽距。載波相位觀測，得測相偽距。觀丈量：偽距。觀丈量：偽距。 雙程測距雙程測距 用于電磁波用于電磁波測距儀測距儀 單程測距單程測距 用于用于GPSC/A碼測距時(shí)有模糊度碼測距時(shí)有模糊度P碼碼信號(hào)傳播時(shí)間 間隔測定的根本思緒間隔測定的根本思緒 信號(hào)測距碼傳播時(shí)間的測定信號(hào)測距碼傳播時(shí)間的測定dtTutTuTRT)()(1相關(guān)系數(shù)：

2、ctc信號(hào)傳播時(shí)間的測定信號(hào)傳播時(shí)間的測定l由于由于GPS采用單程測距原理，實(shí)踐觀測的站采用單程測距原理，實(shí)踐觀測的站星間隔均含有衛(wèi)星鐘和接納機(jī)鐘同步差的影星間隔均含有衛(wèi)星鐘和接納機(jī)鐘同步差的影響偽距，衛(wèi)星鐘差可根據(jù)導(dǎo)航電文中給響偽距，衛(wèi)星鐘差可根據(jù)導(dǎo)航電文中給出的有關(guān)鐘差參數(shù)加以修正，而接納機(jī)的鐘出的有關(guān)鐘差參數(shù)加以修正，而接納機(jī)的鐘差普通難以預(yù)料。差普通難以預(yù)料。符號(hào)商定：符號(hào)商定：tj(GPS)為衛(wèi)星為衛(wèi)星sj發(fā)射信號(hào)時(shí)的理想發(fā)射信號(hào)時(shí)的理想GPS時(shí)辰；時(shí)辰；ti(GPS)為接納機(jī)為接納機(jī)Ti收到該衛(wèi)星信號(hào)時(shí)的理想收到該衛(wèi)星信號(hào)時(shí)的理想GPS時(shí)辰；時(shí)辰；tj為衛(wèi)星為衛(wèi)星sj發(fā)射信號(hào)時(shí)的衛(wèi)

3、星鐘時(shí)辰；發(fā)射信號(hào)時(shí)的衛(wèi)星鐘時(shí)辰；ti為接納機(jī)為接納機(jī)Ti收到該衛(wèi)星信號(hào)時(shí)的接納機(jī)鐘時(shí)辰；收到該衛(wèi)星信號(hào)時(shí)的接納機(jī)鐘時(shí)辰；tij為衛(wèi)星信號(hào)到達(dá)觀測站的傳播時(shí)間；為衛(wèi)星信號(hào)到達(dá)觀測站的傳播時(shí)間；tj為衛(wèi)星鐘相對理想為衛(wèi)星鐘相對理想GPS時(shí)的鐘差；時(shí)的鐘差； ti為接納機(jī)鐘相對理想為接納機(jī)鐘相對理想GPS時(shí)的鐘差。時(shí)的鐘差。那么有那么有 tj= tj(GPS)+ tj， ti= ti(GPS)+ ti 信號(hào)從衛(wèi)星傳播到觀測站的時(shí)間為信號(hào)從衛(wèi)星傳播到觀測站的時(shí)間為tij=ti-tj= ti(GPS) - tj(GPS)+ ti- tj 假設(shè)衛(wèi)星至觀測站的幾何間隔為假設(shè)衛(wèi)星至觀測站的幾何間隔為ijij

4、，在忽略大氣影，在忽略大氣影響的情況下可得相應(yīng)的偽距：響的情況下可得相應(yīng)的偽距： 當(dāng)衛(wèi)星鐘與接納機(jī)鐘嚴(yán)厲同步時(shí)，上式所確定的偽距當(dāng)衛(wèi)星鐘與接納機(jī)鐘嚴(yán)厲同步時(shí)，上式所確定的偽距即為站星幾何間隔。即為站星幾何間隔。 通常通常GPSGPS衛(wèi)星的鐘差可從衛(wèi)星發(fā)播的導(dǎo)航電文中獲衛(wèi)星的鐘差可從衛(wèi)星發(fā)播的導(dǎo)航電文中獲得，經(jīng)鐘差矯正后，各衛(wèi)星之間的時(shí)間同步差可堅(jiān)持得，經(jīng)鐘差矯正后，各衛(wèi)星之間的時(shí)間同步差可堅(jiān)持在在20ns20ns以內(nèi)。假設(shè)忽略衛(wèi)星鐘差影響，并思索電離層、以內(nèi)。假設(shè)忽略衛(wèi)星鐘差影響，并思索電離層、對流層折射影響，可得測碼偽距觀測方程的常用方式對流層折射影響，可得測碼偽距觀測方程的常用方式j(luò)iji

5、jijijijitctccct)()()(tTtIttcjigjiijiji根據(jù)觀丈量的性質(zhì)，測碼定位和測相定位根據(jù)觀丈量的性質(zhì)，測碼定位和測相定位根據(jù)天線所處的形狀分為靜態(tài)定位和動(dòng)態(tài)定位根據(jù)天線所處的形狀分為靜態(tài)定位和動(dòng)態(tài)定位動(dòng)態(tài)定位動(dòng)態(tài)定位以為接納機(jī)相對于地面是運(yùn)動(dòng)的。以為接納機(jī)相對于地面是運(yùn)動(dòng)的。靜態(tài)定位靜態(tài)定位以為接納機(jī)相對于地面靜止不動(dòng)。以為接納機(jī)相對于地面靜止不動(dòng)。根據(jù)丈量的方式，分為絕對定位和相對定位根據(jù)丈量的方式，分為絕對定位和相對定位絕對定位絕對定位求測站點(diǎn)相對于地心的坐標(biāo)；求測站點(diǎn)相對于地心的坐標(biāo)；相對定位相對定位求測站點(diǎn)相對于某知點(diǎn)的坐標(biāo)增量求測站點(diǎn)相對于某知點(diǎn)的坐標(biāo)增量

6、差分定位：差分定位：在基準(zhǔn)點(diǎn)上觀測求得大氣折射等矯正，并及時(shí)發(fā)在基準(zhǔn)點(diǎn)上觀測求得大氣折射等矯正，并及時(shí)發(fā)送給流動(dòng)站，流動(dòng)站用收到的矯正數(shù)對觀測數(shù)據(jù)送給流動(dòng)站，流動(dòng)站用收到的矯正數(shù)對觀測數(shù)據(jù)進(jìn)展矯正，得準(zhǔn)確點(diǎn)位。進(jìn)展矯正，得準(zhǔn)確點(diǎn)位。基于測碼的靜態(tài)絕對定位方法基于測碼的靜態(tài)絕對定位方法 絕對定位也稱單點(diǎn)定位，是指在協(xié)議地球坐標(biāo)系絕對定位也稱單點(diǎn)定位，是指在協(xié)議地球坐標(biāo)系中，直接確定觀測站相對于坐標(biāo)原點(diǎn)地球質(zhì)心中，直接確定觀測站相對于坐標(biāo)原點(diǎn)地球質(zhì)心絕對坐標(biāo)的一種方法。絕對坐標(biāo)的一種方法。根本原理：根本原理： 以以GPS衛(wèi)星和用戶接納機(jī)天線之間的間隔或間隔衛(wèi)星和用戶接納機(jī)天線之間的間隔或間隔差觀丈量為根底，根據(jù)知的衛(wèi)星瞬時(shí)坐標(biāo)，來差觀丈量為根底，根據(jù)知的衛(wèi)星瞬時(shí)坐標(biāo)，來確定接納機(jī)天線所對應(yīng)的點(diǎn)位，即觀測站的位置。確定接納機(jī)天線所對應(yīng)的點(diǎn)位，即觀測站的位置。根本原理：根本原理： GPS絕對定位方法的本質(zhì)是丈量學(xué)中的空間間隔后絕對定位方法的本質(zhì)是丈量學(xué)中