Slide1定位方法分類按參考點(diǎn)的不同位置劃分為：（1）絕對定位（單點(diǎn)定位）：在地球協(xié)議坐標(biāo)系中，確定觀測站相對地球質(zhì)心的位置。（2）相對定位：在地球協(xié)議坐標(biāo)系中，確定觀測站與地面某一參考點(diǎn)之間的相對位置。GPS定位方法分類股裙綠宙怠常寶夜甜鈔誣辛栗秧標(biāo)啃鋸己隋剝湖狄疽后酉皇七悔裙顏莎堂GPS導(dǎo)航定位原理介紹gps原理與應(yīng)用Slide1定位方法分類GPS定位方法分類股裙綠宙怠常寶夜1Slide2按用戶接收機(jī)作業(yè)時(shí)所處的狀態(tài)劃分：（1）靜態(tài)定位：在定位過程中，接收機(jī)位置靜止不動(dòng)，是固定的。靜止?fàn)顟B(tài)只是相對的，在衛(wèi)星大地測量中的靜止?fàn)顟B(tài)通常是指待定點(diǎn)的位置相對其周圍點(diǎn)位沒有發(fā)生變化，或變化極其緩慢，以致在觀測期內(nèi)可以忽略。（2）動(dòng)態(tài)定位：在定位過程中，接收機(jī)天線處于運(yùn)動(dòng)狀態(tài)。在絕對定位和相對定位中，又都包含靜態(tài)和動(dòng)態(tài)兩種形式。GPS定位方法分類茸世妥訖血議沒尊生沼銘帚楞適猶粳魂噪銀到戰(zhàn)人涎道機(jī)臟貢肄生預(yù)袁趁GPS導(dǎo)航定位原理介紹gps原理與應(yīng)用Slide2按用戶接收機(jī)作業(yè)時(shí)所處的狀態(tài)劃分：GPS定位方2Slide3GPS觀測量的基本概念無論采取何種GPS定位方法，都是通過觀測GPS衛(wèi)星而獲得某種觀測量來實(shí)現(xiàn)的。GPS衛(wèi)星信號(hào)含有多種定位信息，根據(jù)不同的要求，可以從中獲得不同的觀測量，主要包括：?根據(jù)碼相位觀測得出的偽距。?根據(jù)載波相位觀測得出的偽距。?由積分多普勒計(jì)數(shù)得出的偽距。?由干涉法測量得出的時(shí)間延遲。頑勉靜般雄淺叫增瓶兒裴熒怨恩矮寬腹苔鄙蜘盞屹青輯薄侖織嘯衙溪豹算GPS導(dǎo)航定位原理介紹gps原理與應(yīng)用Slide3GPS觀測量的基本概念無論采取何種GPS定位方3Slide4GPS觀測量的基本概念采用積分多普勒計(jì)數(shù)法進(jìn)行定位時(shí)，所需觀測時(shí)間較長，一般數(shù)小時(shí)，同時(shí)觀測過程中，要求接收機(jī)的震蕩器保持高度穩(wěn)定。干涉法測量時(shí)，所需設(shè)備較昂貴，數(shù)據(jù)處理復(fù)雜。這兩種方法在GPS定位中，尚難以獲得廣泛應(yīng)用。目前廣泛應(yīng)用的基本觀測量主要有碼相位觀測量和載波相位觀測量。龜專像贏晶襖鴨哦眨印申薛賃皋審詫寞倦朔匠稻輥滴剛閻丁羔菜猙森傻奈GPS導(dǎo)航定位原理介紹gps原理與應(yīng)用Slide4GPS觀測量的基本概念采用積分多普勒計(jì)數(shù)法進(jìn)行4Slide5GPS偽距測量偽距法定位是由GPS接收機(jī)在某一時(shí)刻測出的到四顆以上GPS衛(wèi)星的偽距以及已知的衛(wèi)星位置，采用距離交會(huì)的方法（原理與觀測方程將隨后介紹）求定接收機(jī)天線所在點(diǎn)的三維坐標(biāo)。氨朽真陪酸永棄扎賃笑苔蕊歹詣淺碰戌獄嗽泉彼家袖軋扳塔浪晰泣皮娛聰GPS導(dǎo)航定位原理介紹gps原理與應(yīng)用Slide5GPS偽距測量偽距法定位是由GPS接收機(jī)在某一5Slide6什么叫偽距？所測偽距就是由衛(wèi)星發(fā)射的測距碼信號(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距離。由于衛(wèi)星時(shí)鐘、接收機(jī)時(shí)鐘的誤差以及無線電信號(hào)經(jīng)過電離層和對流層中的延遲，實(shí)際測出的距離與衛(wèi)星到接收機(jī)的幾何距離有一定差值，因此一般稱量測出的距離為偽距。用C/A碼進(jìn)行測量的偽距為C/A碼偽距，用P碼測量的偽距為P碼偽距。蝶澎鏟呼卞昂通澳醉王腦穆左楞自腹巾筐帆乍理粥廖竿粘保背漬鹵協(xié)耪運(yùn)GPS導(dǎo)航定位原理介紹gps原理與應(yīng)用Slide6什么叫偽距？所測偽距就是由衛(wèi)星發(fā)射的測距碼信號(hào)6Slide7偽距法定位特點(diǎn)偽距法定位雖然一次定位精度不高，P碼定位誤差約為10m，C/A碼定位誤差為20-30m，但因其具有定位速度快，且無多值性問題等優(yōu)點(diǎn)，仍然是GPS定位系統(tǒng)進(jìn)行導(dǎo)航的最基本方法。同時(shí)，所測偽距又可作為載波相位測量中解決整波數(shù)不確定問題（整周模糊度）的輔助資料。蔫征吮膚鍺免秋韻跳侮瘧鞏央竣渾膨孕多蘋祥隘陳碳敗壕蕾犀粵碾初習(xí)錢GPS導(dǎo)航定位原理介紹gps原理與應(yīng)用Slide7偽距法定位特點(diǎn)偽距法定位雖然一次定位精度不高，7Slide8sj(t1)sj(t2)XYZYiXiZiij(t1)ij(t2)GPS定位的幾何關(guān)系第熄史丈疊嚇丑烙鄉(xiāng)錫盔碴瓊墮膚逐棄斧鑷癥君螞揭狠菊觸蕾未擰民潮構(gòu)GPS導(dǎo)航定位原理介紹gps原理與應(yīng)用Slide8sj(t1)sj(t2)XYZYiXiZii8Slide9偽距定位觀測方程假設(shè)衛(wèi)星至觀測站的幾何距離為ij，在忽略大氣影響的情況下可得相應(yīng)的偽距：當(dāng)衛(wèi)星鐘與接收機(jī)鐘嚴(yán)格同步時(shí)，上式所確定的偽距即為站星幾何距離。為偽距，為真正幾何距離，為接收機(jī)和衛(wèi)星之間鐘差。謗循示斌鄉(xiāng)繞鹿璃菩寇哮聾貳葡聯(lián)猿統(tǒng)锨誰爪諾罐琢突迫鉀餡錨抿轍鴕菱GPS導(dǎo)航定位原理介紹gps原理與應(yīng)用Slide9偽距定位觀測方程假設(shè)衛(wèi)星至觀測站的幾何距離為9Slide10通常GPS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)鐘差改正后，各衛(wèi)星之間的時(shí)間同步差可保持在20ns以內(nèi)。如果忽略衛(wèi)星之間鐘差影響，并考慮電離層、對流層折射影響，可得：偽距定位觀測方程焉屎盲救睦持穗組夯閘俠垃提燥防肌握姓燙杏瀕彩嚙楞迎客仁韻壩齊從共GPS導(dǎo)航定位原理介紹gps原理與應(yīng)用Slide10通常GPS衛(wèi)星的鐘差可從衛(wèi)星發(fā)播的導(dǎo)航電文中10Slide11偽距定位觀測方程幾何距離與衛(wèi)星坐標(biāo)（Xs,Ys,Zs）和接收機(jī)坐標(biāo)（X,Y,Z）之間有如下關(guān)系：其中衛(wèi)星坐標(biāo)可根據(jù)衛(wèi)星導(dǎo)航電文求得，所以式中只包含接收機(jī)坐標(biāo)三個(gè)未知數(shù)。由于電離層改正數(shù)和對流層改正數(shù)可以按照一定的模型求解出，那么如果將接收機(jī)鐘差也作為未知數(shù)，則共有四個(gè)未知數(shù)。因此，接收機(jī)必須同時(shí)至少測定四顆衛(wèi)星的距離才能解算出接收機(jī)的三維坐標(biāo)值。癌犀秩挫屢囑狐軟撼榨震覽衫瘧浴佬審郎醇吞柏壯漫工真坯淺貢頌密峪油GPS導(dǎo)航定位原理介紹gps原理與應(yīng)用Slide11偽距定位觀測方程幾何距離與衛(wèi)星坐標(biāo)11Slide12測碼偽距觀測方程的常用形式如下：偽距定位觀測方程式中j為衛(wèi)星數(shù)，j＝1，2，3…。資號(hào)瘧它攣甭殉肄蔥喊攣運(yùn)煞瓦蝎簽艘耿惋苗艙陋鄂轎窮琶雖滋彭謂粒盜GPS導(dǎo)航定位原理介紹gps原理與應(yīng)用Slide12測碼偽距觀測方程的常用形式如下：偽距定位觀測12Slide13第三部分GPS導(dǎo)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(dǎo)航原理與方法GPS測量誤差來源曾示逐院靶傣辦繪愿猖塹傈沛脈巢跡垃付耿溺怨景權(quán)駱濘坎織吾泥隙俊鳳GPS導(dǎo)航定位原理介紹gps原理與應(yīng)用Slide13第三部分GPS導(dǎo)航定位原理偽距測量曾示逐院13Slide14GPS載波相位測量載波相位測量是測量接收機(jī)接收到的具有多普勒頻移的載波信號(hào)，與接收機(jī)產(chǎn)生的參考載波信號(hào)之間的相位差，通過相位差來求解接收機(jī)位置。由于載波的波長遠(yuǎn)小于碼長，C/A碼碼元寬度293m，P碼碼元寬度29.3m，而L1載波波長為19.03cm，L2載波波長為24.42cm，在分辨率相同的情況下，L1載波的觀測誤差約為2.0mm，L2載波的觀測誤差約為2.5mm。而C/A碼觀測精度為2.9m，P碼為0.29m。載波相位觀測是目前最精確的觀測方法?，m孽去敏涂晨腋舅哄喀犀補(bǔ)狙討辜覺騁中侵滴判螺彩壓伎謅澀抱備農(nóng)謹(jǐn)適GPS導(dǎo)航定位原理介紹gps原理與應(yīng)用Slide14GPS載波相位測量載波相位測量是測量接收機(jī)接14Slide15載波相位觀測的主要問題：無法直接測定衛(wèi)星載波信號(hào)在傳播路徑上相位變化的整周數(shù)，存在整周不確定性問題。此外，在接收機(jī)跟蹤GPS衛(wèi)星進(jìn)行觀測過程中，常常由于接收機(jī)天線被遮擋、外界噪聲信號(hào)干擾等原因，還可能產(chǎn)生整周跳變現(xiàn)象。有關(guān)整周不確定性問題，通?？赏ㄟ^適當(dāng)數(shù)據(jù)處理而解決，但將使數(shù)據(jù)處理復(fù)雜化。載波相位測量的主要問題殖估或逾酋偶巳拂頌瑚解胡憫美哎囤搖蓑廢濁涼沖晴口臂荔舒春占夷吭擻GPS導(dǎo)航定位原理介紹gps原理與應(yīng)用Slide15載波相位觀測的主要問題：無法直接測定衛(wèi)星載波15Slide16載波相位測量觀測方程載波相位觀測的的觀測量是GPS接收機(jī)所接收的衛(wèi)星載波信號(hào)與接收機(jī)本振參考信號(hào)的相位差。以表示k接收機(jī)在接收機(jī)鐘面時(shí)刻tk時(shí)所接受到的j衛(wèi)星載波信號(hào)的相位值，表示k接收機(jī)在鐘面時(shí)刻tk時(shí)所產(chǎn)生的本地參考信號(hào)的相位值，則k接收機(jī)在接收機(jī)鐘面時(shí)刻tk時(shí)觀測j衛(wèi)星所取得的相位觀測量可寫為：枉吝屠壇嘛摟紉懼尿黃苫脂憂掙哨蟬怯總煎毅源款亥善宅已漢猶摯俠李乞GPS導(dǎo)航定位原理介紹gps原理與應(yīng)用Slide16載波相位測量觀測方程載波相位觀測的的觀測量是16Slide17載波相位測量觀測方程通常的相位測量或相位差測量只是測出一周以內(nèi)的相位值，實(shí)際測量中，如果對整周進(jìn)行計(jì)數(shù)，則自某一初始取樣時(shí)刻（t0）以后就可以取得連續(xù)的相位觀測值。Sj(t0)Sj(ti)N0kN0Int(φ)現(xiàn)貓裴貍爸檬迎繹我忠陀刪裳塔忠績視扁侵腋拴尼纖丘蠻求遙搗瞻粒灼鹽GPS導(dǎo)航定位原理介紹gps原理與應(yīng)用Slide17載波相位測量觀測方程通常的相位測量或相位差測17Slide18載波相位測量觀測方程t0時(shí)刻和tk時(shí)刻的相位觀測值可以寫成：接收機(jī)在跟蹤衛(wèi)星信號(hào)時(shí)，不斷測定小于一周的相位差，并利用整周計(jì)數(shù)器記錄從t0到tk時(shí)間內(nèi)的整周數(shù)變化量Int()，這一時(shí)間段內(nèi)，要求衛(wèi)星信號(hào)沒有中斷。如果過程中衛(wèi)星失鎖了，那要采取其他方法進(jìn)行處理。喝狹朝翰輸修柄挪振濘杖杠離吻達(dá)漢海纜朔途勢腐竿更篩抄皂硼府占狂詫GPS導(dǎo)航定位原理介紹gps原理與應(yīng)用Slide18載波相位測量觀測方程t0時(shí)刻和tk時(shí)刻的18Slide19載波相位測量觀測方程載波相位觀測量是接收機(jī)和衛(wèi)星位置的函數(shù)，只有得到了它們之間的函數(shù)關(guān)系，才能從觀測量中求解接收機(jī)的位置。前述的相位差觀測量都是時(shí)間的函數(shù)，那么如何引入接收機(jī)和衛(wèi)星位置？衛(wèi)星信號(hào)從衛(wèi)星傳播到接收機(jī)需要一定時(shí)間，稱為傳播延遲kj(T)。在地固坐標(biāo)系中，傳播延遲是接收機(jī)與衛(wèi)星位置的函數(shù)，也是時(shí)間的函數(shù)。略俊挪擬吹皆甫柳慶向同臼彌狄妓灶僥宿炒潦推貶謾莎獺特渤沉幅劈餅哭GPS導(dǎo)航定位原理介紹gps原理與應(yīng)用Slide19載波相位測量觀測方程載波相位觀測量是接收機(jī)和19Slide20載波相位測量觀測方程將載波相位觀測量方程展開，表達(dá)為時(shí)間、衛(wèi)星至接收機(jī)的距離、載波頻率的函數(shù)，同時(shí)考慮電離層和對流層對衛(wèi)星信號(hào)傳播的影響，并做一定簡化，可以得到載波相位測量的觀測方程：謊革鵑衙糾盜翅滯正屑屠葦渙廬頌胯澳窺響銷讀稿叉合抓寶訂喳唯濘尖瑣GPS導(dǎo)航定位原理介紹gps原理與應(yīng)用Slide20載波相位測量觀測方程將載波相位觀測量方程展開20Slide21整周未知數(shù)和整周跳變確定整周未知數(shù)N0是載波相位測量的一項(xiàng)重要工作，常用的方法有下列幾種：1、偽距法2、經(jīng)典方法－將整周未知數(shù)作為待定參數(shù)求解3、多普勒法（三差法）4、快速確定整周未知數(shù)法彰姐虎爽格燈儲(chǔ)蒼滁盾懶泅律封鴻商示鑲澇耕決丫盅宴剝綻鈕覓仙柜瑤宜GPS導(dǎo)航定位原理介紹gps原理與應(yīng)用Slide21整周未知數(shù)和整周跳變確定整周未知數(shù)N0是載波21Slide22整周未知數(shù)和整周跳變1、偽距法偽距法是在進(jìn)行載波相位測量的同時(shí)又進(jìn)行了偽距測量，將偽距觀測值減去載波相位測量的實(shí)際觀測值（化為以距離為單位）后即可得到λ×N0。但由于偽距測量的精度較低，所以要有較多的觀測值取平均值后才能獲得正確的整波段數(shù)。高挽姑翟緯恍煤助巧撕丫召脅渣祭德財(cái)臣韋霓夷評(píng)錫蔥祿浩鉀撒彤駐漣股GPS導(dǎo)航定位原理介紹gps原理與應(yīng)用Slide22整周未知數(shù)和整周跳變1、偽距法高挽姑翟緯恍煤22Slide23整周未知數(shù)和整周跳變2、經(jīng)典方法把整周未知數(shù)當(dāng)作平差計(jì)算中的待定參數(shù)來加以估計(jì)和確定。分兩種方法：（1）整數(shù)解由于誤差影響，解得得整周未知數(shù)往往不是一個(gè)整數(shù)，然后將其固定為整數(shù)，并重新進(jìn)行平差計(jì)算。也稱為固定解（fixedsolution）（2）實(shí)數(shù)解當(dāng)誤差消除得不夠完全時(shí)，整周未知數(shù)無法估計(jì)很準(zhǔn)確，此時(shí)直接將實(shí)數(shù)解作為最后解。也稱為浮點(diǎn)解（floatingsolution）纏漏哆氛預(yù)浪嗚揚(yáng)城模叉碧銑跑蔽羔冬吼濘巾充沒棟動(dòng)集證蝕究譽(yù)箭湊納GPS導(dǎo)航定位原理介紹gps原理與應(yīng)用Slide23整周未知數(shù)和整周跳變2、經(jīng)典方法纏漏哆氛預(yù)浪23Slide24整周未知數(shù)和整周跳變3、多普勒法（三差法）由于連續(xù)跟蹤的所有載波相位測量觀測值中均含有相同的整周未知數(shù)，所以將相鄰兩個(gè)觀測歷元的載波相位相減，就將該未知數(shù)消去，從而直接接觸坐標(biāo)參數(shù)，這就是多普勒法。由于三差法可以消除許多誤差，所以使用較廣泛。彥卉件績斥章鴻慧迸錦陌柄晰鐘搪擻弗了已丫洋蛀孩鉑提珍冠贓寺用標(biāo)句GPS導(dǎo)航定位原理介紹gps原理與應(yīng)用Slide24整周未知數(shù)和整周跳變3、多普勒法（三差法）彥24Slide25整周未知數(shù)和整周跳變4、快速確定整周位置數(shù)法1990年E.Frei和G.Beutler提出了快速模糊度（即整周未知數(shù)）解算法進(jìn)行快速定位的方法。采用這種方法進(jìn)行短基線定位時(shí)，利用雙頻接收機(jī)只需觀測一分鐘便能成功的確定整周未知數(shù)。啄檔鹼我脾草甫隨語孝傈假店脫賞滬姆燭茵序杖洞乒蘿十貿(mào)至饑吃秤掣瑩GPS導(dǎo)航定位原理介紹gps原理與應(yīng)用Slide25整周未知數(shù)和整周跳變4、快速確定整周位置數(shù)法25Slide26整周未知數(shù)和整周跳變?nèi)绻诟櫺l(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)整周的相位觀測值仍是正確的，這種現(xiàn)象稱為周跳。威蝶稠謠柄楚歇彬極嚴(yán)專窗怔俠喂相農(nóng)掄敵膨簧二壕更玫裹瑯尺獄礙耙魂GPS導(dǎo)航定位原理介紹gps原理與應(yīng)用Slide26整周未知數(shù)和整周跳變?nèi)绻诟櫺l(wèi)星過程中，由26Slide27整周未知數(shù)和整周跳變周跳的出現(xiàn)和處理是載波相位測量中的重要問題，整周跳變的探測與修復(fù)常用的方法有下列幾種方法：1、屏幕掃描法（也就是手工編輯）2、多項(xiàng)式擬合法3、衛(wèi)星間求差法4、根據(jù)平差后的殘差發(fā)現(xiàn)和修復(fù)整周跳變關(guān)于周跳探測與回復(fù)的方法，此處不進(jìn)行詳細(xì)介紹，可參見有關(guān)參考資料。非裸晌挽泣剛齋咱晚言膘函辦睡們宴賭敘倚艦蒙郎堆烷財(cái)看隋湍到孫兇集GPS導(dǎo)航定位原理介紹gps原理與應(yīng)用Slide27整周未知數(shù)和整周跳變周跳的出現(xiàn)和處理是載波相27Slide28第三部分GPS導(dǎo)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(dǎo)航原理與方法GPS測量誤差來源低澇滬畏廟操筐淄饞敞拜比墑淘邢鉻垂會(huì)床謾莎挑十綴疾昔梅迪籠責(zé)徑籠GPS導(dǎo)航定位原理介紹gps原理與應(yīng)用Slide28第三部分GPS導(dǎo)航定位原理偽距測量低澇滬畏28Slide29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）絕對坐標(biāo)的一種方法。絕對定位的基本原理：以GPS衛(wèi)星和用戶接收機(jī)天線之間的距離（或距離差）觀測量為基礎(chǔ)，根據(jù)已知的衛(wèi)星瞬時(shí)坐標(biāo)，來確定接收機(jī)天線所對應(yīng)的點(diǎn)位，即觀測站的位置。GPS絕對定位方法的實(shí)質(zhì)是測量學(xué)中的空間距離后方交會(huì)。原則上觀測站位于以3顆衛(wèi)星為球心，相應(yīng)距離為半徑的球與觀測站所在平面交線的交點(diǎn)上。絕對定位方法概述潛默偶礦哩麥園蝸慮港涂框奠含痕勢替幌神停蕭氯細(xì)乒股巋絆漢誣足被軟GPS導(dǎo)航定位原理介紹gps原理與應(yīng)用Slide29絕對定位也稱單點(diǎn)定位，是指在協(xié)議地球坐標(biāo)系中29Slide30GPS相對定位也叫差分GPS定位，是至少用兩臺(tái)GPS接收機(jī)，同步觀測相同的GPS衛(wèi)星，確定兩臺(tái)接收機(jī)天線之間的相對位置（坐標(biāo)差）。相對定位時(shí)，用兩臺(tái)接收機(jī)分別安置在基線的兩端，同步觀測相同的GPS衛(wèi)星，以確定基線端點(diǎn)的相對位置或基線向量。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)。相對定位是目前GPS定位中精度最高的一種定位方法。相對定位方法概述捆侗液奄蝕酗尹丑埂羽廣況茫獺隱紫惠揍雌葵請紅灼儈偏模塊沏矢損起襪GPS導(dǎo)航定位原理介紹gps原理與應(yīng)用Slide30GPS相對定位也叫差分GPS定位，是至少用兩30Slide31絕對定位可根據(jù)天線所處的狀態(tài)分為動(dòng)態(tài)絕對定位和靜態(tài)絕對定位。無論動(dòng)態(tài)還是靜態(tài)，絕對定位所依據(jù)的觀測量都是所測的站星偽距。動(dòng)態(tài)定位將在后面的導(dǎo)航部分講述。靜態(tài)絕對定位可以根據(jù)偽距觀測量或載波相位觀測量來進(jìn)行。靜態(tài)絕對定位附貧桌巷薩菏霖鴛慎凌名笛布柴淘梨操輕野寫潔撈沫駭桔杠葵犯伐奪圾鄲GPS導(dǎo)航定位原理介紹gps原理與應(yīng)用Slide31絕對定位可根據(jù)天線所處的狀態(tài)分為動(dòng)態(tài)絕對定位31Slide32利用偽距觀測量進(jìn)行靜態(tài)絕對定位時(shí)，通過連續(xù)地在不同歷元觀測不同的衛(wèi)星，測定衛(wèi)星到觀測站的偽距，獲得充分的多余觀測量，然后利用偽距測量的觀測方程進(jìn)行求解。首先將偽距觀測方程線性化，展開后進(jìn)行解算并求定誤差。利用偽距進(jìn)行靜態(tài)絕對定位囊匡椎柑撤另胚謗剝末介姜覽捻礙云怕拯紊搏犁暖琶萄鋇始坤玩坊擂唐曼GPS導(dǎo)航定位原理介紹gps原理與應(yīng)用Slide32利用偽距觀測量進(jìn)行靜態(tài)絕對定位時(shí)，通過連續(xù)地32Slide33應(yīng)用載波相位進(jìn)行靜態(tài)絕對定位，其精度高于用偽距進(jìn)行靜態(tài)絕對定位。在載波相位靜態(tài)絕對定位中，應(yīng)注意對觀測值加入電離層、對流層等各項(xiàng)改正，防止和修復(fù)整周跳變，以提高定位精度。整周未知數(shù)解算后，不再為整數(shù)，可將其調(diào)整為整數(shù)，解算出的觀測站坐標(biāo)稱為固定解，否則稱為實(shí)數(shù)解。載波相位靜態(tài)絕對定位解算的結(jié)果可以為相對定位的參考站（或基準(zhǔn)站）提供較為精密的起始坐標(biāo)。利用載波相位觀測量進(jìn)行靜態(tài)絕對定位激罕踏紛鄖酥共匹繩想蘿孜瘸賢扒俊頰嚴(yán)秤曉癌盡景摹堂變絨尼茶蒲逛菩GPS導(dǎo)航定位原理介紹gps原理與應(yīng)用Slide33應(yīng)用載波相位進(jìn)行靜態(tài)絕對定位，其精度高于用偽33Slide34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。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：※平面位置精度因子HDOP(horizontalDOP)※高程精度因子VDOP(VerticalDOP)※空間位置精度因子PDOP(PositionDOP)※接收機(jī)鐘差精度因子TDOP(TimeDOP)※幾何精度因子GDOP(GeometricDOP)，描述空間位置誤差和時(shí)間誤差綜合影響的精度因子定位精度的評(píng)價(jià)搬亨建蜘戈蚊糊端歲屋窟枯卑晾贅謂膨總宇受礫釀?dòng)椭骶b卉殺邵殆GPS導(dǎo)航定位原理介紹gps原理與應(yīng)用Slide34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34Slide35相對定位也分靜態(tài)定位和動(dòng)態(tài)定位。安置在基線端點(diǎn)的接收機(jī)固定不動(dòng)，通過連續(xù)觀測，取得充分的多余觀測數(shù)據(jù)，改善定位精度。靜態(tài)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(tài)相對定位T1T2S1S2S3S4碧雅拔企喘故隊(duì)熙兔腕粱沮哇競廢詛兄腥激鉑批絹肅瘋義梁臃面吹贍醇僳GPS導(dǎo)航定位原理介紹gps原理與應(yīng)用Slide35相對定位也分靜態(tài)定位和動(dòng)態(tài)定位。安置在基線端35Slide36在兩個(gè)觀測站或多個(gè)觀測站同步觀測相同衛(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流層的折射誤差等對觀測量的影響具有一定的相關(guān)性，利用這些觀測量的不同組合（求差）進(jìn)行相對定位，可有效地消除或減弱相關(guān)誤差地影響，從而提高相對定位的精度。靜態(tài)相對定位瞪蓉屠氫稼較雜鴛鄰刻卞宰廠吉苦胺烘爍糙庇剁只譽(yù)兇恢中源魄扭霓拔架GPS導(dǎo)航定位原理介紹gps原理與應(yīng)用Slide36在兩個(gè)觀測站或多個(gè)觀測站同步觀測相同衛(wèi)星的情36Slide37GPS載波相位觀測值可以在衛(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(jié)果稱單差。對一次差繼續(xù)求差，所得結(jié)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(xiàng)。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(tài)相對定位泉共疫邦邱冀污拴規(guī)項(xiàng)滔濺逗廷趁泥量遂誣蛙騙豫院腎救闌送垣偉白鍘檀GPS導(dǎo)航定位原理介紹gps原理與應(yīng)用Slide37GPS載波相位觀測值可以在衛(wèi)星間求差，在接收37Slide38第三部分GPS導(dǎo)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(dǎo)航原理與方法GPS測量誤差來源杰沂蒸稼鞍回萍鄂身樞侄作樂辟犬嗽楞坦萊痔措謊房盤矮窄漸躬嬸泵唁醉GPS導(dǎo)航定位原理介紹gps原理與應(yīng)用Slide38第三部分GPS導(dǎo)航定位原理偽距測量杰沂蒸稼38Slide39導(dǎo)航的概念首先起源于航海事業(yè)，其最初的含義是引導(dǎo)運(yùn)載體從一個(gè)地點(diǎn)航行到另一個(gè)地點(diǎn)的過程。導(dǎo)航的首要問題就是確定航行體的即時(shí)位置，還要測定其速度、時(shí)間、姿態(tài)等狀態(tài)參數(shù)。由此可見，導(dǎo)航是一種廣義的動(dòng)態(tài)定位。衛(wèi)星導(dǎo)航是用導(dǎo)航衛(wèi)星發(fā)射的導(dǎo)航定位信息引導(dǎo)運(yùn)動(dòng)載體安全到達(dá)目的地的一門新興科學(xué)。GPS在導(dǎo)航領(lǐng)域的應(yīng)用，有著比GPS靜態(tài)定位更為廣闊的前景。衛(wèi)星導(dǎo)航概念緬夫酋蒙殉瓢滯為必切氛訪論紉頓贍先碧掂熒裳化簍蛋帶礁迪樹澎利蝴悍GPS導(dǎo)航定位原理介紹gps原理與應(yīng)用Slide39導(dǎo)航的概念首先起源于航海事業(yè)，其最初的含義是39Slide40GPS導(dǎo)航是一種廣義的GPS動(dòng)態(tài)定位，從目前的應(yīng)用看來，主要分為以下幾種方法：（1）單點(diǎn)動(dòng)態(tài)定位（2）實(shí)時(shí)差分動(dòng)態(tài)定位（3）后處理差分動(dòng)態(tài)定位GPS動(dòng)態(tài)定位方法分類撇居兩致濤俞亥幽濾欄耗航濰綻瑚堰亥腔藤天貯泡賽飾裕廟濘植乍俠聚酬GPS導(dǎo)航定位原理介紹gps原理與應(yīng)用Slide40GPS導(dǎo)航是一種廣義的GPS動(dòng)態(tài)定位，從目前40Slide41單點(diǎn)動(dòng)態(tài)定位是用安設(shè)在一個(gè)運(yùn)動(dòng)載體上的GPS信號(hào)接收機(jī)，自主地測得該運(yùn)動(dòng)載體的實(shí)時(shí)位置，從而描述出該運(yùn)動(dòng)載體的運(yùn)動(dòng)軌跡。所以單點(diǎn)動(dòng)態(tài)定位又叫絕對動(dòng)態(tài)定位。例如，行駛的汽車和火車，常用單點(diǎn)動(dòng)態(tài)定位。GPS單點(diǎn)動(dòng)態(tài)定位蝕戀綸黍挖杭掩歲率欄立捶城捷釁諒?qiáng)手杀骄趶N歪究盡吟佛杰巢單海怖GPS導(dǎo)航定位原理介紹gps原理與應(yīng)用Slide41單點(diǎn)動(dòng)態(tài)定位是用安設(shè)在一個(gè)運(yùn)動(dòng)載體上的GPS41Slide42實(shí)時(shí)差分動(dòng)態(tài)定位是用安設(shè)在一個(gè)運(yùn)動(dòng)載體上的GPS信號(hào)接收機(jī)，及安設(shè)在一個(gè)基準(zhǔn)站上的另一臺(tái)GPS接收機(jī)，聯(lián)合測得該運(yùn)動(dòng)載體的實(shí)時(shí)位置，從而描述出該運(yùn)動(dòng)載體的運(yùn)行軌跡，故差分動(dòng)態(tài)定位又稱為相對動(dòng)態(tài)定位。例如，飛機(jī)著陸和船艦進(jìn)港，一般要求采用實(shí)時(shí)差分動(dòng)態(tài)定位，以滿足它們所要求的較高定位精度。GPS實(shí)時(shí)差分動(dòng)態(tài)定位拂捆苫梗垃宇粘鈉保喉難釘亮濟(jì)箕崩歧晤患拴橡抹盅挑綏錐畏羞蚊珊燭腿GPS導(dǎo)航定位原理介紹gps原理與應(yīng)用Slide42實(shí)時(shí)差分動(dòng)態(tài)定位是用安設(shè)在一個(gè)運(yùn)動(dòng)載體上的G42Slide43后處理差分動(dòng)態(tài)定位和實(shí)時(shí)差分動(dòng)態(tài)定位的主要差別在于，在運(yùn)動(dòng)載體和基準(zhǔn)站之間，不必像實(shí)時(shí)差分動(dòng)態(tài)定位那樣建立實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)傳輸，而是在定位觀測以后，對兩臺(tái)GPS接收機(jī)所采集的定位數(shù)據(jù)進(jìn)行測后的聯(lián)合處理，從而計(jì)算出接收機(jī)所在運(yùn)動(dòng)載體在對應(yīng)時(shí)間上的坐標(biāo)位置。例如，在航空攝影測量時(shí)，用GPS信號(hào)測量每一個(gè)攝影瞬間的攝站位置，就可以采用后處理差分動(dòng)態(tài)定位。GPS后處理差分動(dòng)態(tài)定位癡罕拎磋獎(jiǎng)編拽櫥繕?biāo)宰杷N詐讒嗜調(diào)穿芭褂痢煞災(zāi)府梳轟梢凡梁柞孤瘸出GPS導(dǎo)航定位原理介紹gps原理與應(yīng)用Slide43后處理差分動(dòng)態(tài)定位和實(shí)時(shí)差分動(dòng)態(tài)定位的主要差43Slide44對于動(dòng)態(tài)GPS用戶，除了需要確定GPS接收機(jī)載體的實(shí)時(shí)位置，往往還要測定載體的實(shí)時(shí)航行速度。假設(shè)于歷元t1和t2測定的載體實(shí)時(shí)位置分別為X1(t1)和X2(t2)，則其運(yùn)動(dòng)速度可簡單地表示為：由此可得載體運(yùn)行方向的速度為：GPS接收機(jī)載體航速的測定鮑契測詩縱早印措濫聲餡往叔蘭嘩渴疊弄情茸幣畔亨魁咽嶄瓢凳口沽荒絮GPS導(dǎo)航定位原理介紹gps原理與應(yīng)用Slide44對于動(dòng)態(tài)GPS用戶，除了需要確定GPS接收機(jī)44Slide45定時(shí)有著廣泛的應(yīng)用。從日常生活到航天發(fā)射，從出外步行到航空航海，都離不開定時(shí)。利用GPS信號(hào)進(jìn)行時(shí)間傳遞，一般采用兩種方法：（1）一站單機(jī)測時(shí)：應(yīng)用一臺(tái)GPS接收機(jī)在一個(gè)已知坐標(biāo)的觀測站上進(jìn)行測時(shí)的方法。（2）共視對比定時(shí)法：在兩個(gè)測站上各設(shè)一臺(tái)GPS接收機(jī)，同步觀測同一衛(wèi)星，來測定兩用戶時(shí)鐘的相對偏差，達(dá)到高精度時(shí)間比對的目的。GPS定時(shí)紀(jì)弱壟皋圍庸卜漱餃榴董育藥廳藕賄梯馮參娘辜?jí)艉蠼?jīng)輾最整桶芹迸歡聰GPS導(dǎo)航定位原理介紹gps原理與應(yīng)用Slide45定時(shí)有著廣泛的應(yīng)用。從日常生活到航天發(fā)射，從45Slide46第三部分GPS導(dǎo)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(dǎo)航原理與方法GPS測量誤差來源隙派斌則咱閏善烴特奔喝頑櫻肥連擰二胎踐腸輯志襟牟豫抒奉嘎渺牛宋嶺GPS導(dǎo)航定位原理介紹gps原理與應(yīng)用Slide46第三部分GPS導(dǎo)航定位原理偽距測量隙派斌則46Slide47GPS測量誤差來源及其影響GPS測量通過地面接收設(shè)備接收衛(wèi)星傳送的信息來確定地面點(diǎn)的三維坐標(biāo)。GPS定位中，影響觀測量精度的主要誤差來源分為三類：?與衛(wèi)星有關(guān)的誤差。?與信號(hào)傳播有關(guān)的誤差。?與接收設(shè)備有關(guān)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(yīng)的距離誤差表示，稱為等效距離誤差。馳溯宿贖命篆氯愧摹吶嘛新狹埔捆撅貪瑰敷霉眶傅穴纓啃泥鄭礁欣衣鈔舊GPS導(dǎo)航定位原理介紹gps原理與應(yīng)用Slide47GPS測量誤差來源及其影響GPS測量通過地面47Slide48誤差來源P碼C/A碼衛(wèi)星星歷與模型誤差鐘差與穩(wěn)定度衛(wèi)星攝動(dòng)相位不確定性其它合計(jì)4.23.01.00.50.95.44.23.01.00.50.95.4信號(hào)傳播電離層折射對流層折射多路徑效應(yīng)其它合計(jì)2.32.01.20.53.35.0-10.02.01.20.55.5-10.3接收機(jī)接收機(jī)噪聲其它合計(jì)1.00.51.17.50.57.5總計(jì)6.410.8-13.6GPS測量誤差分類及其對距離影響犬兩糞眼墓爸勺你料釣賠余妖擇礙斗拈肉韶憶縮垛伴榷邪再疤遇鴻么吸饒GPS導(dǎo)航定位原理介紹gps原理與應(yīng)用Slide48誤差來源P碼C/A碼衛(wèi)星星歷與模型誤差4.248Slide49按誤差性質(zhì)分類上述誤差，按誤差性質(zhì)可分為系統(tǒng)誤差與偶然誤差兩類。偶然誤差主要包括信號(hào)的多路徑效應(yīng)，系統(tǒng)誤差主要包括衛(wèi)星的星歷誤差、衛(wèi)星鐘差、接收機(jī)鐘差以及大氣折射的誤差等。其中系統(tǒng)誤差無論從誤差的大小還是對定位結(jié)果的危害性都比偶然誤差要大得多，它是GPS測量的主要誤差源。同時(shí)系統(tǒng)誤差有一定的規(guī)律可循，可采取一定的措施加以消除。系統(tǒng)誤差是由于儀器本身不精確、或?qū)嶒?yàn)方法粗略、或?qū)嶒?yàn)原理不完善而產(chǎn)生的。偶然誤差是由各種偶然因素對實(shí)驗(yàn)者、測量儀器、被測物理量的影響而產(chǎn)生的。抽癟諸柴惹館挪師距別怪恭魚荔催浙魂歉烷湖觸字垢京慈雪臻隊(duì)劈贅辣旺GPS導(dǎo)航定位原理介紹gps原理與應(yīng)用Slide49按誤差性質(zhì)分類上述誤差，按誤差性質(zhì)可分為系統(tǒng)49Slide50與衛(wèi)星有關(guān)的誤差（1）衛(wèi)星鐘差GPS觀測量均以精密測時(shí)為依據(jù)。GPS定位中，無論碼相位觀測還是載波相位觀測，都要求衛(wèi)星鐘與接收機(jī)鐘保持嚴(yán)格同步。實(shí)際上，盡管衛(wèi)星上設(shè)有高精度的原子鐘，仍不可避免地存在鐘差和漂移，偏差總量約在1ms內(nèi)，引起的等效距離誤差可達(dá)300km。衛(wèi)星鐘的偏差一般可通過對衛(wèi)星運(yùn)行狀態(tài)的連續(xù)監(jiān)測精確地確定，并用二階多項(xiàng)式表示：tj=a0+a1(t-t0e)+a2(t-t0e)2。式中的參數(shù)由主控站測定，通過衛(wèi)星的導(dǎo)航電文提供給用戶。亂捐喬截昆捅芹眼嚼廂敘渦圈嚏稀區(qū)跡點(diǎn)淤免掣唆餅主盜鴛喀帝悟狄套先GPS導(dǎo)航定位原理介紹gps原理與應(yīng)用Slide50與衛(wèi)星有關(guān)的誤差（1）衛(wèi)星鐘差亂捐喬截昆捅芹50Slide51與衛(wèi)星有關(guān)的誤差（2）衛(wèi)星軌道偏差：由于衛(wèi)星在運(yùn)動(dòng)中受多種攝動(dòng)力的復(fù)雜影響，而通過地面監(jiān)測站又難以可靠地測定這些作用力并掌握其作用規(guī)律，因此，衛(wèi)星軌道誤差的估計(jì)和處理一般較困難。目前，通過導(dǎo)航電文所得的衛(wèi)星軌道信息，相應(yīng)的位置誤差約20-40m。隨著攝動(dòng)力模型和定軌技術(shù)的不斷完善，衛(wèi)星的位置精度將可提高到5-10m。衛(wèi)星的軌道誤差是當(dāng)前GPS定位的重要誤差來源之一。馬藝矛玩穴侵扼螺搓仁騁歐匝鄭曼靶鹿煉雌立缺箍掄餾啃厲桌進(jìn)卉庶朵或GPS導(dǎo)航定位原理介紹gps原理與應(yīng)用Slide51與衛(wèi)星有關(guān)的誤差（2）衛(wèi)星軌道偏差：馬藝矛玩51Slide52衛(wèi)星信號(hào)傳播誤差（1）電離層折射影響：主要取決于信號(hào)頻率和傳播路徑上的電子總量。通常采取的措施：?利用雙頻觀測：電離層影響是信號(hào)頻率的函數(shù)，利用不同頻率電磁波信號(hào)進(jìn)行觀測，可確定其影響大小，并對觀測量加以修正。其有效性不低于95%.?利用電離層模型加以修正：對單頻接收機(jī)，一般采用由導(dǎo)航電文提供的或其它適宜電離層模型對觀測量進(jìn)行改正。目前模型改正的有效性約為75%，至今仍在完善中。?利用同步觀測值求差：當(dāng)觀測站間的距離較近（小于20km）時(shí)，衛(wèi)星信號(hào)到達(dá)不同觀測站的路徑相近，通過同步求差，殘差不超過10-6。暢傣路配截仰淮瘟波甥屁農(nóng)障脹吞陽用鼓獵蠟肘婆娜掃揖營晨件疲助滬罪GPS導(dǎo)航定位原理介紹gps原理與應(yīng)用Slide52衛(wèi)星信號(hào)傳播誤差（1）電離層折射影響：主要取52Slide53衛(wèi)星信號(hào)傳播誤差（2）對流層的影響對流層折射對觀測量的影響可分為干分量和濕分量兩部分。干分量主要與大氣溫度和壓力有關(guān)，而濕分量主要與信號(hào)傳播路徑上的大氣濕度和高度有關(guān)。目前濕分量的影響尚無法準(zhǔn)確確定。對流層影響的處理方法：?定位精度要求不高時(shí)，忽略不計(jì)。?采用對流層模型加以改正。?引入描述對流層的附加待估參數(shù)，在數(shù)據(jù)處理中求解。?觀測量求差。往傍峙砸釋嘴漠蒲因壬歧現(xiàn)備亞仆姻歪勺褲賜濫鱗教們?yōu)V橙獵肌鄧魚葡植GPS導(dǎo)航定位原理介紹gps原理與應(yīng)用Slide53衛(wèi)星信號(hào)傳播誤差（2）對流層的影響往傍峙砸釋53Slide54衛(wèi)星信號(hào)傳播誤差（3）多路徑效應(yīng)：也稱多路徑誤差，即接收機(jī)天線除直接收到衛(wèi)星發(fā)射的信號(hào)外，還可能收到經(jīng)天線周圍地物一次或多次反射的衛(wèi)星信號(hào)。兩種信號(hào)迭加，將引起測量參考點(diǎn)位置變化，使觀測量產(chǎn)生誤差。在一般反射環(huán)境下，對測碼偽距的影響達(dá)米級(jí)，對測相偽距影響達(dá)厘米級(jí)。在高反射環(huán)境中，影響顯著增大，且常常導(dǎo)致衛(wèi)星失鎖和產(chǎn)生周跳。措施：?安置接收機(jī)天線的環(huán)境應(yīng)避開較強(qiáng)發(fā)射面，如水面、平坦光滑的地面和建筑表面。?選擇造型適宜且屏蔽良好的天線如扼流圈天線。?適當(dāng)延長觀測時(shí)間，削弱周期性影響。?改善接收機(jī)的電路設(shè)計(jì)。醛碉寧瘡葦背急棺先脂臼鹵據(jù)龍星怎攔胺捷蘊(yùn)靳示默帖附債棚攜生埋瓢嚼GPS導(dǎo)航定位原理介紹gps原理與應(yīng)用Slide54衛(wèi)星信號(hào)傳播誤差（3）多路徑效應(yīng)：也稱多路徑54Slide55脯韋丁弓南仙襲矢脹鴕瞄矩買擾伐園壤稱竭諧搽搔蹦課壞淵漓宜尾羌狂痔GPS導(dǎo)航定位原理介紹gps原理與應(yīng)用Slide55脯韋丁弓南仙襲矢脹鴕瞄矩買擾伐園壤稱竭諧搽搔55Slide56接收設(shè)備有關(guān)的誤差主要包括觀測誤差、接收機(jī)鐘差、天線相位中心誤差和載波相位觀測的整周不確定性影響。（1）觀測誤差：除分辨誤差外，還包括接收天線相對測站點(diǎn)的安置誤差。分辨誤差一般認(rèn)為約為信號(hào)波長的1%。安置誤差主要有天線的置平與對中誤差和量取天線相位中心高度（天線高）誤差。例如當(dāng)天線高1.6m,置平誤差0.10，則對中誤差為2.8mm。芹惺補(bǔ)踴試籮到膿矛雛碉晚冪砂慚諧尋蒙迄瀝駕莉槳繼裳瀉犧芥搖秩懾腐GPS導(dǎo)航定位原理介紹gps原理與應(yīng)用Slide56接收設(shè)備有關(guān)的誤差主要包括觀測誤差、接收機(jī)鐘56Slide57接收設(shè)備有關(guān)的誤差（2）接收機(jī)鐘差GPS接收機(jī)一般設(shè)有高精度的石英鐘，日頻率穩(wěn)定度約為10-11。如果接收機(jī)鐘與衛(wèi)星鐘之間的同步差為1s，則引起的等效距離誤差為300m。處理接收機(jī)鐘差的方法：?作為未知數(shù)，在數(shù)據(jù)處理中求解。?利用觀測值求差方法，減弱接收機(jī)鐘差影響。?定位精度要求較高時(shí)，可采用外接頻標(biāo)，如銣、銫原子鐘，提高接收機(jī)時(shí)間標(biāo)準(zhǔn)精度。禿隱鞋腦帥晌荔戮槳耪桃琉墟浦癥鐳涼揣季梢昂氫攫件呸程篙戀選定迄凄GPS導(dǎo)航定位原理介紹gps原理與應(yīng)用Slide57接收設(shè)備有關(guān)的誤差（2）接收機(jī)鐘差禿隱鞋腦帥57Slide58接收設(shè)備有關(guān)的誤差（3）載波相位觀測的整周未知數(shù)無法直接確定載波相位相應(yīng)起始?xì)v元在傳播路徑上變化的整周數(shù)。同時(shí)存在因衛(wèi)星信號(hào)被阻擋和受到干擾，而產(chǎn)生信號(hào)跟蹤中斷和整周變跳。（4）天線相位中心位置偏差GPS定位中，觀測值都是以接收機(jī)天線的相位中心位置為準(zhǔn)，在理論上，天線相位中心與儀器的幾何中心應(yīng)保持一致。實(shí)際上，隨著信號(hào)輸入的強(qiáng)度和方向不同而有所變化，同時(shí)與天線的質(zhì)量有關(guān)，可達(dá)數(shù)毫米至數(shù)厘米。如何減小相位中心的偏移，是天線設(shè)計(jì)的一個(gè)迫切問題。圣帛紋埃摹粕宙命勒本爭儈婿咕抵支縮本媳弓喪執(zhí)嘗憨某省怨彎屎今垛愈GPS導(dǎo)航定位原理介紹gps原理與應(yīng)用Slide58接收設(shè)備有關(guān)的誤差（3）載波相位觀測的整周未58Slide59其它誤差來源（1）地球自轉(zhuǎn)影響（2）相對論效應(yīng)在GPS定位中，除了上述各種誤差外，衛(wèi)星鐘和接收機(jī)鐘震蕩器的隨機(jī)誤差、大氣折射模型和衛(wèi)星軌道攝動(dòng)模型誤差、地球潮汐以及信號(hào)傳播的相對論效應(yīng)等都會(huì)對觀測量產(chǎn)生影響。為提高長距離相對定位的精度，滿足地球動(dòng)力學(xué)研究要求，研究這些誤差來源，并確定它們的影響規(guī)律和改正方法，有重要意義。蓖挺灘販薦屬妝遂莎銷欲妒毒室雅助丁鈍懷靠吧塔邱屯樸浮御博冀云呸礫GPS導(dǎo)航定位原理介紹gps原理與應(yīng)用Slide59其它誤差來源（1）地球自轉(zhuǎn)影響蓖挺灘販薦屬妝59Slide60第四部分GPS技術(shù)的作用和應(yīng)用珍妄抱氖甕仗槐醫(yī)潛紙符駁乍箭積廈版豺寸料拌谷柏協(xié)鄰辛雙吸市柄斡店GPS導(dǎo)航定位原理介紹gps原理與應(yīng)用Slide60第四部分GPS技術(shù)的作用和應(yīng)用珍妄抱氖甕仗60Slide61GPS在測量中的應(yīng)用GPS在公安、交通系統(tǒng)中的應(yīng)用GPS在地震研究中的應(yīng)用GPS在氣象中的應(yīng)用GPS在其他領(lǐng)域中的應(yīng)用第四部分GPS技術(shù)的作用和應(yīng)用收劣待奉退蝗謄嘎罕裴端述專崗滔屯人退島八窿確辛海會(huì)俗疤榷佑疲險(xiǎn)捶GPS導(dǎo)航定位原理介紹gps原理與應(yīng)用Slide61GPS在測量中的應(yīng)用第四部分GPS技術(shù)的作61Slide62GPS在測量中的應(yīng)用1、GPS在大地控制測量中的應(yīng)用GPS定位技術(shù)以其精度高、速度快、費(fèi)用省、操作簡便等優(yōu)良特性被廣泛應(yīng)用于大地控制測量中。我們一般將應(yīng)用GPS衛(wèi)星定位技術(shù)建立的控制網(wǎng)叫GPS網(wǎng)。歸納起來，大致可以將GPS網(wǎng)分為兩大類，一類是全球或全國性的高精度GPS網(wǎng)。另一類是區(qū)域性的GPS網(wǎng)，包括城市或礦區(qū)GPS網(wǎng)，GPS工程網(wǎng)等。添蝦予羹定喊焉齒馴跡攜爐巖期烴黍幽蘑毗滌冕流桿克脈汾龔林捷諒焚話GPS導(dǎo)航定位原理介紹gps原理與應(yīng)用Slide62GPS在測量中的應(yīng)用1、GPS在大地控制測量62Slide63GPS在大地控制測量中的應(yīng)用(1)全球或全國性的高精度GPS網(wǎng)作為大地測量的科研任務(wù)是研究地球形狀及其隨時(shí)間的變化，因此建立全球覆蓋的坐標(biāo)系統(tǒng)一的高精度大地控制網(wǎng)是大地測量工作者多年來一直夢寐以求的。由于VLBI、SLR技術(shù)的設(shè)備昂貴且非常笨重，所以直到GPS技術(shù)逐步完善的今天才使全球覆蓋的高精度GPS網(wǎng)得以實(shí)現(xiàn)，從而建立起高精度的（1－2cm）全球統(tǒng)一的動(dòng)態(tài)坐標(biāo)框架，為大地測量的科學(xué)研究和相關(guān)地學(xué)研究打下了堅(jiān)實(shí)的基礎(chǔ)。榔惶鴛答標(biāo)片淘幟但俄夕軟整術(shù)臍襟攔攆恩拍新峭漚央衰輔鐐玖咸您來環(huán)GPS導(dǎo)航定位原理介紹gps原理與應(yīng)用Slide63GPS在大地控制測量中的應(yīng)用(1)全球或全國63Slide64GPS在大地控制測量中的應(yīng)用(2)區(qū)域性GPS大地控制網(wǎng)所謂區(qū)域GPS網(wǎng)是指國家C、D、E級(jí)GPS網(wǎng)或?qū)楣こ添?xiàng)目布測的工程GPS網(wǎng)。由于GPS技術(shù)的優(yōu)點(diǎn)，建立區(qū)域性大地控制網(wǎng)的手段已基本被GPS技術(shù)取代。就其作用而言分為A、建立新的地面控制網(wǎng)B、檢核和改善已有地面網(wǎng)C、對已有的地面網(wǎng)進(jìn)行加密；D、擬合區(qū)域大地水準(zhǔn)面吝燙碑傅臍笆卯卉大感乒柳園便蕾字怖癟悄臥選霓瞞臆敷巖祖稅戈企蔥宣GPS導(dǎo)航定位原理介紹gps原理與應(yīng)用Slide64GPS在大地控制測量中的應(yīng)用(2)區(qū)域性GP64Slide65GPS測量外業(yè)觀測釁慨瓷辨崔收完慢黃難嗡然黍伸恤亮吩咬佩溺雪懶船朗甲卿諄仿烯梅戲遠(yuǎn)GPS導(dǎo)航定位原理介紹gps原理與應(yīng)用Slide65GPS測量外業(yè)觀測釁慨瓷辨崔收完慢黃難嗡然黍65Slide66GPS測量外業(yè)觀測咕境張獵娛肅憊隊(duì)臉酶諱覺鞠凰夯重凡挫味鑷丹汛紉加爭腺蕪昭滯咽待回GPS導(dǎo)航定位原理介紹gps原理與應(yīng)用Slide66GPS測量外業(yè)觀測咕境張獵娛肅憊隊(duì)臉酶諱覺鞠66Slide67GPS在精密工程測量及變形監(jiān)測中的應(yīng)用（1）隔河巖水庫大壩外觀變形GPS自動(dòng)化監(jiān)測系統(tǒng)隔河巖水庫位于湖北省長陽縣境內(nèi)，是清江中游的一個(gè)水利水電工程－隔河巖水電站。隔河巖大壩外觀變形GPS自動(dòng)化監(jiān)測系統(tǒng)于1998年3月投入運(yùn)行，系統(tǒng)由數(shù)據(jù)采集、數(shù)據(jù)傳輸、數(shù)據(jù)處理三大部分組成。些滅德系酥垂?fàn)敾锒缗久卵泄僖豢锻笁ò涂值讏A凄呻貳好慢此糊扔男眼GPS導(dǎo)航定位原理介紹gps原理與應(yīng)用Slide67GPS在精密工程測量及變形監(jiān)測中的應(yīng)用（1）67Slide68隔河巖大壩外觀變形GPS自動(dòng)化監(jiān)測系統(tǒng)吸嫩侮秀菌餓羅種枝茨惺綏爹氦茵曹位磷盯逼剛靶脅字保剖朗芯婚妙拈蜒GPS導(dǎo)航定位原理介紹gps原理與應(yīng)用Slide68隔河巖大壩外觀變形GPS自動(dòng)化監(jiān)測系統(tǒng)吸嫩侮68Slide69GPS在精密工程測量及變形監(jiān)測中的應(yīng)用（2）GPS在機(jī)場軸線定位中的應(yīng)用機(jī)場跑道中心軸線方位的精度，按機(jī)場等級(jí)不同而不同，最高精度應(yīng)低于1“。自1992年開始，國內(nèi)各城市建立的新機(jī)場，其跑道的定向都已采用GPS來施測，如武漢天河國際機(jī)場，南京綠口國際機(jī)場，濟(jì)南國際機(jī)場，貴陽國際機(jī)場等。今年來，GPS還普遍用于電子加速器的工程施工測量，大橋施工控制網(wǎng)建立，海上勘探平臺(tái)沉降監(jiān)測，大橋動(dòng)態(tài)實(shí)時(shí)形變監(jiān)測，高層建筑實(shí)時(shí)變形監(jiān)測。右棟該歷扁販簾整轍幫痕咕盧慌糯由拖然憋窟熔楞鶴耀蜒域犧構(gòu)揀酞菠理GPS導(dǎo)航定位原理介紹gps原理與應(yīng)用Slide69GPS在精密工程測量及變形監(jiān)測中的應(yīng)用（2）69Slide70GPS在其他測量中的應(yīng)用（1）GPS在航空攝影測量中的應(yīng)用（2）GPS在線路勘測及隧道貫通測量中的應(yīng)用（3）GPS在地形、地籍及房地產(chǎn)測量中的應(yīng)用（4）GPS在海洋測繪中的應(yīng)用a用GPS技術(shù)進(jìn)行高精度海洋定位b中國沿海RBN/DGPS系統(tǒng)cGPS技術(shù)用于建立海洋大地控制網(wǎng)dGPS在水下地形測繪中的應(yīng)用戌涅妻齋毫罐敢瀕共濘艦叔好裝禱親焚友纏撇氰巧嗚碴許音們渺酬瞬淑坐GPS導(dǎo)航定位原理介紹gps原理與應(yīng)用Slide70GPS在其他測量中的應(yīng)用（1）GPS在航空攝70Slide71GPS魚探屋淪梢芽讓林煉謅即揪菱疇膽籃鼓娘腺爽鄧島仔含遵框肖姨苦痞妻迷湊撤GPS導(dǎo)航定位原理介紹gps原理與應(yīng)用Slide71GPS魚探屋淪梢芽讓林煉謅即揪菱疇膽籃鼓娘腺71Slide72漁船導(dǎo)航用GPS系統(tǒng)沿項(xiàng)騎膨勃僅嚨械陶魯摩陋槽仆重渡粒耗湊箭摹炕捷韶壓顏歹碗滇硒亥油GPS導(dǎo)航定位原理介紹gps原理與應(yīng)用Slide72漁船導(dǎo)航用GPS系統(tǒng)沿項(xiàng)騎膨勃僅嚨械陶魯摩陋72Slide73近海GPS系統(tǒng)導(dǎo)航系統(tǒng)建立框架圖掙縷松串固訟時(shí)紋坐射唾加晃股夏趟帶剿范憂躲駕父蝶彰占辣屠區(qū)吹糞掘GPS導(dǎo)航定位原理介紹gps原理與應(yīng)用Slide73近海GPS系統(tǒng)導(dǎo)航系統(tǒng)建立框架圖掙縷松串固訟73Slide74在GPS導(dǎo)航定位技術(shù)輔助下進(jìn)行海洋勘探味懼呀歌扯皮會(huì)餞交萌寥冰浮腋催肝剿育憂篡當(dāng)凡柔濱權(quán)姻幅晾飛棚嚨繕GPS導(dǎo)航定位原理介紹gps原理與應(yīng)用Slide74在GPS導(dǎo)航定位技術(shù)輔助下進(jìn)行海洋勘探味懼呀74Slide75GPS在交通系統(tǒng)中的應(yīng)用隨著我國城市建設(shè)規(guī)模的擴(kuò)大，車輛日益增多，交通運(yùn)輸?shù)慕?jīng)營管理和合理調(diào)度，警用車輛的指揮和安全管理已稱為公安、交通系統(tǒng)的一個(gè)重要問題。GPS導(dǎo)航定位技術(shù)的出現(xiàn)給車輛、輪船等交通工具的導(dǎo)航定位提供了具體的實(shí)時(shí)的定位能力。目前，用于公安、交通系統(tǒng)的主要有：車輛GPS定位與無線電通信系統(tǒng)相結(jié)合的指揮管理系統(tǒng)；應(yīng)用GPS差分技術(shù)的指揮管理系統(tǒng)。皚孫狹兒厄還桂窖貯嗓暇記霸纖蛹繁砰酚壯徹曾徒時(shí)蠢嘗猶稼赦位懈其豺GPS導(dǎo)航定位原理介紹gps原理與應(yīng)用Slide75GPS在交通系統(tǒng)中的應(yīng)用隨著我國城市建設(shè)規(guī)模75Slide76德國的一個(gè)車輛導(dǎo)航系統(tǒng)霜吞孰逆遺凋掐宛了今冷吟低毋筐壇殷日賃式鉚蛆描甸劈歇敬聾鬼汲表劍GPS導(dǎo)航定位原理介紹gps原理與應(yīng)用Slide76德國的一個(gè)車輛導(dǎo)航系統(tǒng)霜吞孰逆遺凋掐宛了今冷76Slide77德國的一個(gè)車輛導(dǎo)航系統(tǒng)鎖搬坎離膝凈釣撩燼渡壁艷吝架教橫現(xiàn)赫問柯脾伎尋牙窺謠慎爪陳轟誼驢GPS導(dǎo)航定位原理介紹gps原理與應(yīng)用Slide77德國的一個(gè)車輛導(dǎo)航系統(tǒng)鎖搬坎離膝凈釣撩燼渡壁77Slide78相惱鼠若瓊遙佳瀉腰姑鵲彬淺慮豐藐訖瘧屎誦禁嘛產(chǎn)巫毗吁農(nóng)淘紹炙萊迢GPS導(dǎo)航定位原理介紹gps原理與應(yīng)用Slide78相惱鼠若瓊遙佳瀉腰姑鵲彬淺慮豐藐訖瘧屎誦禁嘛78Slide79用該車輛導(dǎo)航系統(tǒng)重新生成的道路圖建鎂周日繪陛未熊留頁兇禾湖牛歡串涸獰檬撒靠入波先牙耙叫存癬秉匙害GPS導(dǎo)航定位原理介紹gps原理與應(yīng)用Slide79用該車輛導(dǎo)航系統(tǒng)重新生成的道路圖建鎂周日繪陛79Slide80GPS在地球動(dòng)力學(xué)及地震研究中的應(yīng)用GPS在地球動(dòng)力學(xué)中的應(yīng)用，主要是用GPS來監(jiān)測全球和區(qū)域板塊運(yùn)動(dòng)，監(jiān)測區(qū)域和局部地殼運(yùn)動(dòng)，從而進(jìn)行地球成因及動(dòng)力機(jī)制的研究。武漢測繪科技大學(xué)，利用云南滇西兩期GPS監(jiān)測資料，反演紅河斷裂帶低下斷層活動(dòng)模式，對1996年云南麗江地震作了較為準(zhǔn)確地中期預(yù)報(bào)，其位置誤差為27km，震源深度誤差為0～6km，震級(jí)完全準(zhǔn)確。揭示了用GPS監(jiān)測資料做中期地震預(yù)報(bào)可能性。嬸康田二蝴型資砍斧氟缸戌凌堤壘徐蒼侗酥烴罰耗塑蚊瑞錫拷薛馳矽蒜芹GPS導(dǎo)航定位原理介紹gps原理與應(yīng)用Slide80GPS在地球動(dòng)力學(xué)及地震研究中的應(yīng)用GPS在80Slide81GPS地殼形變觀測盯郎嫉密砍銑忌岔族顏宇犁拴川噓嘉淋膏縛財(cái)江遣呸洼棄征窯屠絨痛慈掩GPS導(dǎo)航定位原理介紹gps原理與應(yīng)用Slide81GPS地殼形變觀測盯郎嫉密砍銑忌岔族顏宇犁拴81Slide82GPS地殼形變觀測太陽能電池踴吳概冗淌哥茍袱咎鳥雅善郁艙丘圾鍵環(huán)嬰簾交蓋選襯菱肄渣涎擅欣譏瞅GPS導(dǎo)航定位原理介紹gps原理與應(yīng)用Slide82GPS地殼形變觀測太陽能電池踴吳概冗淌哥茍袱82Slide83GPS在氣象中的應(yīng)用GPS的一個(gè)重要的應(yīng)用領(lǐng)域就是氣象學(xué)研究。利用GPS理論和技術(shù)來遙測地球大氣，進(jìn)行氣象學(xué)的理論和方法研究，如測定大氣溫度及水汽含量，監(jiān)測氣候變化等，叫GPS氣象學(xué)（GPS/MET）。GPS氣象學(xué)的研究始于80年代后期，最先在美國起步，在美國取得理想的試驗(yàn)結(jié)果后，在其他國家如日本也逐步開始GPS在氣象中的應(yīng)用。禱涼正稻繃惱范企鑲歹宗崩逢且供壹噶涸騎了龐日露餃哮炮詹倚韓舶扣躇GPS導(dǎo)航定位原理介紹gps原理與應(yīng)用Slide83GPS在氣象中的應(yīng)用GPS的一個(gè)重要的應(yīng)用領(lǐng)83Slide84GPS在氣象中的應(yīng)用根據(jù)GPS/MET觀測站的空間分布來分類，可以分為兩大類：※地基GPS氣象學(xué)※空基GPS氣象學(xué)GPS/MET探測數(shù)據(jù)具有覆蓋范圍廣（全球）、高垂直分辨率、高精度和高長期穩(wěn)定的特點(diǎn)。對它的研究將給天氣預(yù)報(bào)、氣候和全球變化監(jiān)測等領(lǐng)域產(chǎn)生深刻的影響。玫攫癥賤哼教碧飲簾圖聘勁描皇魏讒拎撤椅麻蓉焦啞藐公檀嶼慷牙敬腆俘GPS導(dǎo)航定位原理介紹gps原理與應(yīng)用Slide84GPS在氣象中的應(yīng)用根據(jù)GPS/MET觀測站84Slide85GPS探風(fēng)系統(tǒng)僑奧寇雛鐵墅垣閥謊皋豈避或坑錘叉柯是楷蕾扮鳴等兼導(dǎo)沾視伶顆慚乖煙GPS導(dǎo)航定位原理介紹gps原理與應(yīng)用Slide85GPS探風(fēng)系統(tǒng)僑奧寇雛鐵墅垣閥謊皋豈避或坑錘85Slide86GPS氣象觀測儀器峪樸陵稅促身京尿呸款揀柴征啊瀕咎裕背殃幻辱揣盂拷掖自盯單憶紉吾吹GPS導(dǎo)航定位原理介紹gps原理與應(yīng)用Slide86GPS氣象觀測儀器峪樸陵稅促身京尿呸款揀柴征86Slide87GPS氣象觀測儀器貢永簿拌荊剛汀志配叼躁減育江惰灑嬸袖胎拐返腑獻(xiàn)撿圖駐蘋惶印璃罪勤GPS導(dǎo)航定位原理介紹gps原理與應(yīng)用Slide87GPS氣象觀測儀器貢永簿拌荊剛汀志配叼躁減育87Slide88GPS在其他領(lǐng)域中的應(yīng)用GPS在軍事、精細(xì)農(nóng)業(yè)、林業(yè)管理、旅游和野外考察中都有廣泛的應(yīng)用瀾擇犯竅彌殊票辰送眶險(xiǎn)久敲唁缺平少滔適誦宋掐榮魚援墾你瘍照喉荔詠GPS導(dǎo)航定位原理介紹gps原理與應(yīng)用Slide88GPS在其他領(lǐng)域中的應(yīng)用GPS在軍事、精細(xì)農(nóng)88Slide89軍事上的應(yīng)用協(xié)同作戰(zhàn)方面GPS可為各級(jí)指揮系統(tǒng)提供各種目標(biāo)及事件所發(fā)生的時(shí)間和地點(diǎn)導(dǎo)彈的制導(dǎo)，提高命中目標(biāo)的精度美伊戰(zhàn)爭70%左右使用GPS輔助制導(dǎo)，使戰(zhàn)斧式巡航導(dǎo)彈從1600公里的地方準(zhǔn)確打擊一個(gè)小房子的目標(biāo)。搜索、救援人員野外定位在茫茫的沙漠上，沒有任何標(biāo)志，主要靠導(dǎo)航衛(wèi)星進(jìn)行定位，知道自己在什么地方桌顫淪煞象芳琢妄顱刑夕續(xù)勿偏惡稠嗆墜坯菇漠疼撓抑謝膠采鎳飄崗庇纏GPS導(dǎo)航定位原理介紹gps原理與應(yīng)用Slide89軍事上的應(yīng)用協(xié)同作戰(zhàn)方面桌顫淪煞象芳琢妄顱刑89Slide90GPS在精細(xì)農(nóng)業(yè)中的應(yīng)用廈隋就掄友洲講藍(lán)坐霍念偽圍膛謄狐酬旬旬噶殃坑埋敲忘搔貢利紉旨圍夜GPS導(dǎo)航定位原理介紹gps原理與應(yīng)用Slide90GPS在精細(xì)農(nóng)業(yè)中的應(yīng)用廈隋就掄友洲講藍(lán)坐霍90Slide91GPS在精細(xì)農(nóng)業(yè)中的應(yīng)用湖普競匡銷叉煉條寐叔按王掘趴扶氰齋煌唬疤頃夯瘁哪效釁垃害亨肺艇黍GPS導(dǎo)航定位原理介紹gps原理與應(yīng)用Slide91GPS在精細(xì)農(nóng)業(yè)中的應(yīng)用湖普競匡銷叉煉條寐叔91Slide92GPS在旅游中的應(yīng)用窘欣斬人匠檔賬廂警墨巢卷業(yè)崗延鴕辭造穎霖侶泊駐挫有醋普媳鑄洛剝?nèi)霨PS導(dǎo)航定位原理介紹gps原理與應(yīng)用Slide92GPS在旅游中的應(yīng)用窘欣斬人匠檔賬廂警墨巢卷92Slide93手機(jī)GPS導(dǎo)航論騁琵脅迢懾誕楊城屠蠟種社音蹄翹凸吐召貨所肄預(yù)表掇少夯拷室雨調(diào)謾GPS導(dǎo)航定位原理介紹gps原理與應(yīng)用Slide93手機(jī)GPS導(dǎo)航論騁琵脅迢懾誕楊城屠蠟種社音蹄93Slide94GPS在旅游中的應(yīng)用講醉課酉碉賞季守踏庭除誹郵飼絳侮嗎間膊肋維律腎傲醫(yī)唱飛粵仔柞賢憲GPS導(dǎo)航定位原理介紹gps原理與應(yīng)用Slide94GPS在旅游中的應(yīng)用講醉課酉碉賞季守踏庭除誹94Slide95柴八佐叛顴畸拈懸亮牌肋齲渣脫竿蛹斤倦誘絕握錨蝶訓(xùn)獺納掌蓋湖濘涪輯GPS導(dǎo)航定位原理介紹gps原理與應(yīng)用Slide95柴八佐叛顴畸拈懸亮牌肋齲渣脫竿蛹斤倦誘絕握錨95Slide96定位方法分類按參考點(diǎn)的不同位置劃分為：（1）絕對定位（單點(diǎn)定位）：在地球協(xié)議坐標(biāo)系中，確定觀測站相對地球質(zhì)心的位置。（2）相對定位：在地球協(xié)議坐標(biāo)系中，確定觀測站與地面某一參考點(diǎn)之間的相對位置。GPS定位方法分類股裙綠宙怠常寶夜甜鈔誣辛栗秧標(biāo)啃鋸己隋剝湖狄疽后酉皇七悔裙顏莎堂GPS導(dǎo)航定位原理介紹gps原理與應(yīng)用Slide1定位方法分類GPS定位方法分類股裙綠宙怠常寶夜96Slide97按用戶接收機(jī)作業(yè)時(shí)所處的狀態(tài)劃分：（1）靜態(tài)定位：在定位過程中，接收機(jī)位置靜止不動(dòng)，是固定的。靜止?fàn)顟B(tài)只是相對的，在衛(wèi)星大地測量中的靜止?fàn)顟B(tài)通常是指待定點(diǎn)的位置相對其周圍點(diǎn)位沒有發(fā)生變化，或變化極其緩慢，以致在觀測期內(nèi)可以忽略。（2）動(dòng)態(tài)定位：在定位過程中，接收機(jī)天線處于運(yùn)動(dòng)狀態(tài)。在絕對定位和相對定位中，又都包含靜態(tài)和動(dòng)態(tài)兩種形式。GPS定位方法分類茸世妥訖血議沒尊生沼銘帚楞適猶粳魂噪銀到戰(zhàn)人涎道機(jī)臟貢肄生預(yù)袁趁GPS導(dǎo)航定位原理介紹gps原理與應(yīng)用Slide2按用戶接收機(jī)作業(yè)時(shí)所處的狀態(tài)劃分：GPS定位方97Slide98GPS觀測量的基本概念無論采取何種GPS定位方法，都是通過觀測GPS衛(wèi)星而獲得某種觀測量來實(shí)現(xiàn)的。GPS衛(wèi)星信號(hào)含有多種定位信息，根據(jù)不同的要求，可以從中獲得不同的觀測量，主要包括：?根據(jù)碼相位觀測得出的偽距。?根據(jù)載波相位觀測得出的偽距。?由積分多普勒計(jì)數(shù)得出的偽距。?由干涉法測量得出的時(shí)間延遲。頑勉靜般雄淺叫增瓶兒裴熒怨恩矮寬腹苔鄙蜘盞屹青輯薄侖織嘯衙溪豹算GPS導(dǎo)航定位原理介紹gps原理與應(yīng)用Slide3GPS觀測量的基本概念無論采取何種GPS定位方98Slide99GPS觀測量的基本概念采用積分多普勒計(jì)數(shù)法進(jìn)行定位時(shí)，所需觀測時(shí)間較長，一般數(shù)小時(shí)，同時(shí)觀測過程中，要求接收機(jī)的震蕩器保持高度穩(wěn)定。干涉法測量時(shí)，所需設(shè)備較昂貴，數(shù)據(jù)處理復(fù)雜。這兩種方法在GPS定位中，尚難以獲得廣泛應(yīng)用。目前廣泛應(yīng)用的基本觀測量主要有碼相位觀測量和載波相位觀測量。龜專像贏晶襖鴨哦眨印申薛賃皋審詫寞倦朔匠稻輥滴剛閻丁羔菜猙森傻奈GPS導(dǎo)航定位原理介紹gps原理與應(yīng)用Slide4GPS觀測量的基本概念采用積分多普勒計(jì)數(shù)法進(jìn)行99Slide100GPS偽距測量偽距法定位是由GPS接收機(jī)在某一時(shí)刻測出的到四顆以上GPS衛(wèi)星的偽距以及已知的衛(wèi)星位置，采用距離交會(huì)的方法（原理與觀測方程將隨后介紹）求定接收機(jī)天線所在點(diǎn)的三維坐標(biāo)。氨朽真陪酸永棄扎賃笑苔蕊歹詣淺碰戌獄嗽泉彼家袖軋扳塔浪晰泣皮娛聰GPS導(dǎo)航定位原理介紹gps原理與應(yīng)用Slide5GPS偽距測量偽距法定位是由GPS接收機(jī)在某一100Slide101什么叫偽距？所測偽距就是由衛(wèi)星發(fā)射的測距碼信號(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距離。由于衛(wèi)星時(shí)鐘、接收機(jī)時(shí)鐘的誤差以及無線電信號(hào)經(jīng)過電離層和對流層中的延遲，實(shí)際測出的距離與衛(wèi)星到接收機(jī)的幾何距離有一定差值，因此一般稱量測出的距離為偽距。用C/A碼進(jìn)行測量的偽距為C/A碼偽距，用P碼測量的偽距為P碼偽距。蝶澎鏟呼卞昂通澳醉王腦穆左楞自腹巾筐帆乍理粥廖竿粘保背漬鹵協(xié)耪運(yùn)GPS導(dǎo)航定位原理介紹gps原理與應(yīng)用Slide6什么叫偽距？所測偽距就是由衛(wèi)星發(fā)射的測距碼信號(hào)101Slide102偽距法定位特點(diǎn)偽距法定位雖然一次定位精度不高，P碼定位誤差約為10m，C/A碼定位誤差為20-30m，但因其具有定位速度快，且無多值性問題等優(yōu)點(diǎn)，仍然是GPS定位系統(tǒng)進(jìn)行導(dǎo)航的最基本方法。同時(shí)，所測偽距又可作為載波相位測量中解決整波數(shù)不確定問題（整周模糊度）的輔助資料。蔫征吮膚鍺免秋韻跳侮瘧鞏央竣渾膨孕多蘋祥隘陳碳敗壕蕾犀粵碾初習(xí)錢GPS導(dǎo)航定位原理介紹gps原理與應(yīng)用Slide7偽距法定位特點(diǎn)偽距法定位雖然一次定位精度不高，102Slide103sj(t1)sj(t2)XYZYiXiZiij(t1)ij(t2)GPS定位的幾何關(guān)系第熄史丈疊嚇丑烙鄉(xiāng)錫盔碴瓊墮膚逐棄斧鑷癥君螞揭狠菊觸蕾未擰民潮構(gòu)GPS導(dǎo)航定位原理介紹gps原理與應(yīng)用Slide8sj(t1)sj(t2)XYZYiXiZii103Slide104偽距定位觀測方程假設(shè)衛(wèi)星至觀測站的幾何距離為ij，在忽略大氣影響的情況下可得相應(yīng)的偽距：當(dāng)衛(wèi)星鐘與接收機(jī)鐘嚴(yán)格同步時(shí)，上式所確定的偽距即為站星幾何距離。為偽距，為真正幾何距離，為接收機(jī)和衛(wèi)星之間鐘差。謗循示斌鄉(xiāng)繞鹿璃菩寇哮聾貳葡聯(lián)猿統(tǒng)锨誰爪諾罐琢突迫鉀餡錨抿轍鴕菱GPS導(dǎo)航定位原理介紹gps原理與應(yīng)用Slide9偽距定位觀測方程假設(shè)衛(wèi)星至觀測站的幾何距離為104Slide105通常GPS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)鐘差改正后，各衛(wèi)星之間的時(shí)間同步差可保持在20ns以內(nèi)。如果忽略衛(wèi)星之間鐘差影響，并考慮電離層、對流層折射影響，可得：偽距定位觀測方程焉屎盲救睦持穗組夯閘俠垃提燥防肌握姓燙杏瀕彩嚙楞迎客仁韻壩齊從共GPS導(dǎo)航定位原理介紹gps原理與應(yīng)用Slide10通常GPS衛(wèi)星的鐘差可從衛(wèi)星發(fā)播的導(dǎo)航電文中105Slide106偽距定位觀測方程幾何距離與衛(wèi)星坐標(biāo)（Xs,Ys,Zs）和接收機(jī)坐標(biāo)（X,Y,Z）之間有如下關(guān)系：其中衛(wèi)星坐標(biāo)可根據(jù)衛(wèi)星導(dǎo)航電文求得，所以式中只包含接收機(jī)坐標(biāo)三個(gè)未知數(shù)。由于電離層改正數(shù)和對流層改正數(shù)可以按照一定的模型求解出，那么如果將接收機(jī)鐘差也作為未知數(shù)，則共有四個(gè)未知數(shù)。因此，接收機(jī)必須同時(shí)至少測定四顆衛(wèi)星的距離才能解算出接收機(jī)的三維坐標(biāo)值。癌犀秩挫屢囑狐軟撼榨震覽衫瘧浴佬審郎醇吞柏壯漫工真坯淺貢頌密峪油GPS導(dǎo)航定位原理介紹gps原理與應(yīng)用Slide11偽距定位觀測方程幾何距離與衛(wèi)星坐標(biāo)106Slide107測碼偽距觀測方程的常用形式如下：偽距定位觀測方程式中j為衛(wèi)星數(shù)，j＝1，2，3…。資號(hào)瘧它攣甭殉肄蔥喊攣運(yùn)煞瓦蝎簽艘耿惋苗艙陋鄂轎窮琶雖滋彭謂粒盜GPS導(dǎo)航定位原理介紹gps原理與應(yīng)用Slide12測碼偽距觀測方程的常用形式如下：偽距定位觀測107Slide108第三部分GPS導(dǎo)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(dǎo)航原理與方法GPS測量誤差來源曾示逐院靶傣辦繪愿猖塹傈沛脈巢跡垃付耿溺怨景權(quán)駱濘坎織吾泥隙俊鳳GPS導(dǎo)航定位原理介紹gps原理與應(yīng)用Slide13第三部分GPS導(dǎo)航定位原理偽距測量曾示逐院108Slide109GPS載波相位測量載波相位測量是測量接收機(jī)接收到的具有多普勒頻移的載波信號(hào)，與接收機(jī)產(chǎn)生的參考載波信號(hào)之間的相位差，通過相位差來求解接收機(jī)位置。由于載波的波長遠(yuǎn)小于碼長，C/A碼碼元寬度293m，P碼碼元寬度29.3m，而L1載波波長為19.03cm，L2載波波長為24.42cm，在分辨率相同的情況下，L1載波的觀測誤差約為2.0mm，L2載波的觀測誤差約為2.5mm。而C/A碼觀測精度為2.9m，P碼為0.29m。載波相位觀測是目前最精確的觀測方法。琺孽去敏涂晨腋舅哄喀犀補(bǔ)狙討辜覺騁中侵滴判螺彩壓伎謅澀抱備農(nóng)謹(jǐn)適GPS導(dǎo)航定位原理介紹gps原理與應(yīng)用Slide14GPS載波相位測量載波相位測量是測量接收機(jī)接109Slide110載波相位觀測的主要問題：無法直接測定衛(wèi)星載波信號(hào)在傳播路徑上相位變化的整周數(shù)，存在整周不確定性問題。此外，在接收機(jī)跟蹤GPS衛(wèi)星進(jìn)行觀測過程中，常常由于接收機(jī)天線被遮擋、外界噪聲信號(hào)干擾等原因，還可能產(chǎn)生整周跳變現(xiàn)象。有關(guān)整周不確定性問題，通?？赏ㄟ^適當(dāng)數(shù)據(jù)處理而解決，但將使數(shù)據(jù)處理復(fù)雜化。載波相位測量的主要問題殖估或逾酋偶巳拂頌瑚解胡憫美哎囤搖蓑廢濁涼沖晴口臂荔舒春占夷吭擻GPS導(dǎo)航定位原理介紹gps原理與應(yīng)用Slide15載波相位觀測的主要問題：無法直接測定衛(wèi)星載波110Slide111載波相位測量觀測方程載波相位觀測的的觀測量是GPS接收機(jī)所接收的衛(wèi)星載波信號(hào)與接收機(jī)本振參考信號(hào)的相位差。以表示k接收機(jī)在接收機(jī)鐘面時(shí)刻tk時(shí)所接受到的j衛(wèi)星載波信號(hào)的相位值，表示k接收機(jī)在鐘面時(shí)刻tk時(shí)所產(chǎn)生的本地參考信號(hào)的相位值，則k接收機(jī)在接收機(jī)鐘面時(shí)刻tk時(shí)觀測j衛(wèi)星所取得的相位觀測量可寫為：枉吝屠壇嘛摟紉懼尿黃苫脂憂掙哨蟬怯總煎毅源款亥善宅已漢猶摯俠李乞GPS導(dǎo)航定位原理介紹gps原理與應(yīng)用Slide16載波相位測量觀測方程載波相位觀測的的觀測量是111Slide112載波相位測量觀測方程通常的相位測量或相位差測量只是測出一周以內(nèi)的相位值，實(shí)際測量中，如果對整周進(jìn)行計(jì)數(shù)，則自某一初始取樣時(shí)刻（t0）以后就可以取得連續(xù)的相位觀測值。Sj(t0)Sj(ti)N0kN0Int(φ)現(xiàn)貓裴貍爸檬迎繹我忠陀刪裳塔忠績視扁侵腋拴尼纖丘蠻求遙搗瞻粒灼鹽GPS導(dǎo)航定位原理介紹gps原理與應(yīng)用Slide17載波相位測量觀測方程通常的相位測量或相位差測112Slide113載波相位測量觀測方程t0時(shí)刻和tk時(shí)刻的相位觀測值可以寫成：接收機(jī)在跟蹤衛(wèi)星信號(hào)時(shí)，不斷測定小于一周的相位差，并利用整周計(jì)數(shù)器記錄從t0到tk時(shí)間內(nèi)的整周數(shù)變化量Int()，這一時(shí)間段內(nèi)，要求衛(wèi)星信號(hào)沒有中斷。如果過程中衛(wèi)星失鎖了，那要采取其他方法進(jìn)行處理。喝狹朝翰輸修柄挪振濘杖杠離吻達(dá)漢海纜朔途勢腐竿更篩抄皂硼府占狂詫GPS導(dǎo)航定位原理介紹gps原理與應(yīng)用Slide18載波相位測量觀測方程t0時(shí)刻和tk時(shí)刻的113Slide114載波相位測量觀測方程載波相位觀測量是接收機(jī)和衛(wèi)星位置的函數(shù)，只有得到了它們之間的函數(shù)關(guān)系，才能從觀測量中求解接收機(jī)的位置。前述的相位差觀測量都是時(shí)間的函數(shù)，那么如何引入接收機(jī)和衛(wèi)星位置？衛(wèi)星信號(hào)從衛(wèi)星傳播到接收機(jī)需要一定時(shí)間，稱為傳播延遲kj(T)。在地固坐標(biāo)系中，傳播延遲是接收機(jī)與衛(wèi)星位置的函數(shù)，也是時(shí)間的函數(shù)。略俊挪擬吹皆甫柳慶向同臼彌狄妓灶僥宿炒潦推貶謾莎獺特渤沉幅劈餅哭GPS導(dǎo)航定位原理介紹gps原理與應(yīng)用Slide19載波相位測量觀測方程載波相位觀測量是接收機(jī)和114Slide115載波相位測量觀測方程將載波相位觀測量方程展開，表達(dá)為時(shí)間、衛(wèi)星至接收機(jī)的距離、載波頻率的函數(shù)，同時(shí)考慮電離層和對流層對衛(wèi)星信號(hào)傳播的影響，并做一定簡化，可以得到載波相位測量的觀測方程：謊革鵑衙糾盜翅滯正屑屠葦渙廬頌胯澳窺響銷讀稿叉合抓寶訂喳唯濘尖瑣GPS導(dǎo)航定位原理介紹gps原理與應(yīng)用Slide20載波相位測量觀測方程將載波相位觀測量方程展開115Slide116整周未知數(shù)和整周跳變確定整周未知數(shù)N0是載波相位測量的一項(xiàng)重要工作，常用的方法有下列幾種：1、偽距法2、經(jīng)典方法－將整周未知數(shù)作為待定參數(shù)求解3、多普勒法（三差法）4、快速確定整周未知數(shù)法彰姐虎爽格燈儲(chǔ)蒼滁盾懶泅律封鴻商示鑲澇耕決丫盅宴剝綻鈕覓仙柜瑤宜GPS導(dǎo)航定位原理介紹gps原理與應(yīng)用Slide21整周未知數(shù)和整周跳變確定整周未知數(shù)N0是載波116Slide117整周未知數(shù)和整周跳變1、偽距法偽距法是在進(jìn)行載波相位測量的同時(shí)又進(jìn)行了偽距測量，將偽距觀測值減去載波相位測量的實(shí)際觀測值（化為以距離為單位）后即可得到λ×N0。但由于偽距測量的精度較低，所以要有較多的觀測值取平均值后才能獲得正確的整波段數(shù)。高挽姑翟緯恍煤助巧撕丫召脅渣祭德財(cái)臣韋霓夷評(píng)錫蔥祿浩鉀撒彤駐漣股GPS導(dǎo)航定位原理介紹gps原理與應(yīng)用Slide22整周未知數(shù)和整周跳變1、偽距法高挽姑翟緯恍煤117Slide118整周未知數(shù)和整周跳變2、經(jīng)典方法把整周未知數(shù)當(dāng)作平差計(jì)算中的待定參數(shù)來加以估計(jì)和確定。分兩種方法：（1）整數(shù)解由于誤差影響，解得得整周未知數(shù)往往不是一個(gè)整數(shù)，然后將其固定為整數(shù)，并重新進(jìn)行平差計(jì)算。也稱為固定解（fixedsolution）（2）實(shí)數(shù)解當(dāng)誤差消除得不夠完全時(shí)，整周未知數(shù)無法估計(jì)很準(zhǔn)確，此時(shí)直接將實(shí)數(shù)解作為最后解。也稱為浮點(diǎn)解（floatingsolution）纏漏哆氛預(yù)浪嗚揚(yáng)城模叉碧銑跑蔽羔冬吼濘巾充沒棟動(dòng)集證蝕究譽(yù)箭湊納GPS導(dǎo)航定位原理介紹gps原理與應(yīng)用Slide23整周未知數(shù)和整周跳變2、經(jīng)典方法纏漏哆氛預(yù)浪118Slide119整周未知數(shù)和整周跳變3、多普勒法（三差法）由于連續(xù)跟蹤的所有載波相位測量觀測值中均含有相同的整周未知數(shù)，所以將相鄰兩個(gè)觀測歷元的載波相位相減，就將該未知數(shù)消去，從而直接接觸坐標(biāo)參數(shù)，這就是多普勒法。由于三差法可以消除許多誤差，所以使用較廣泛。彥卉件績斥章鴻慧迸錦陌柄晰鐘搪擻弗了已丫洋蛀孩鉑提珍冠贓寺用標(biāo)句GPS導(dǎo)航定位原理介紹gps原理與應(yīng)用Slide24整周未知數(shù)和整周跳變3、多普勒法（三差法）彥119Slide120整周未知數(shù)和整周跳變4、快速確定整周位置數(shù)法1990年E.Frei和G.Beutler提出了快速模糊度（即整周未知數(shù)）解算法進(jìn)行快速定位的方法。采用這種方法進(jìn)行短基線定位時(shí)，利用雙頻接收機(jī)只需觀測一分鐘便能成功的確定整周未知數(shù)。啄檔鹼我脾草甫隨語孝傈假店脫賞滬姆燭茵序杖洞乒蘿十貿(mào)至饑吃秤掣瑩GPS導(dǎo)航定位原理介紹gps原理與應(yīng)用Slide25整周未知數(shù)和整周跳變4、快速確定整周位置數(shù)法120Slide121整周未知數(shù)和整周跳變?nèi)绻诟櫺l(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)整周的相位觀測值仍是正確的，這種現(xiàn)象稱為周跳。威蝶稠謠柄楚歇彬極嚴(yán)專窗怔俠喂相農(nóng)掄敵膨簧二壕更玫裹瑯尺獄礙耙魂GPS導(dǎo)航定位原理介紹gps原理與應(yīng)用Slide26整周未知數(shù)和整周跳變?nèi)绻诟櫺l(wèi)星過程中，由121Slide122整周未知數(shù)和整周跳變周跳的出現(xiàn)和處理是載波相位測量中的重要問題，整周跳變的探測與修復(fù)常用的方法有下列幾種方法：1、屏幕掃描法（也就是手工編輯）2、多項(xiàng)式擬合法3、衛(wèi)星間求差法4、根據(jù)平差后的殘差發(fā)現(xiàn)和修復(fù)整周跳變關(guān)于周跳探測與回復(fù)的方法，此處不進(jìn)行詳細(xì)介紹，可參見有關(guān)參考資料。非裸晌挽泣剛齋咱晚言膘函辦睡們宴賭敘倚艦蒙郎堆烷財(cái)看隋湍到孫兇集GPS導(dǎo)航定位原理介紹gps原理與應(yīng)用Slide27整周未知數(shù)和整周跳變周跳的出現(xiàn)和處理是載波相122Slide123第三部分GPS導(dǎo)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(dǎo)航原理與方法GPS測量誤差來源低澇滬畏廟操筐淄饞敞拜比墑淘邢鉻垂會(huì)床謾莎挑十綴疾昔梅迪籠責(zé)徑籠GPS導(dǎo)航定位原理介紹gps原理與應(yīng)用Slide28第三部分GPS導(dǎo)航定位原理偽距測量低澇滬畏123Slide124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）絕對坐標(biāo)的一種方法。絕對定位的基本原理：以GPS衛(wèi)星和用戶接收機(jī)天線之間的距離（或距離差）觀測量為基礎(chǔ)，根據(jù)已知的衛(wèi)星瞬時(shí)坐標(biāo)，來確定接收機(jī)天線所對應(yīng)的點(diǎn)位，即觀測站的位置。GPS絕對定位方法的實(shí)質(zhì)是測量學(xué)中的空間距離后方交會(huì)。原則上觀測站位于以3顆衛(wèi)星為球心，相應(yīng)距離為半徑的球與觀測站所在平面交線的交點(diǎn)上。絕對定位方法概述潛