1、第5章 距離測(cè)量與GPS定位,劉智敏 山東科技大學(xué),第5章 距離測(cè)量與GPS定位,5.1 利用測(cè)距碼測(cè)定衛(wèi)地距 5.2 載波相位測(cè)量 5.3 單差、雙差、三差觀測(cè)值 5.4 其他一些常用的線性組合觀測(cè)值 5.5 周跳的探測(cè)及修復(fù) 5.6 整周模糊度的確定 5.7 單點(diǎn)定位 5.8 相對(duì)定位 5.9 網(wǎng)絡(luò)RTK及CORS 5.10 差分GPS,概 述,當(dāng)今的衛(wèi)星定位GNSS(Global Navigation Satellites System)技術(shù)正向著實(shí)時(shí)、高精度、高可靠性的方向發(fā)展，網(wǎng)絡(luò)化、集中式的數(shù)據(jù)服務(wù)（Data Service）是這些技術(shù)的典型特征。 定位技術(shù)的領(lǐng)域界限逐漸變得模糊，

2、隨著理論的不斷完善，各種定位方法相互融合，趨向統(tǒng)一。 定位技術(shù)的發(fā)展越來越多地依賴于計(jì)算機(jī)、無線通信、網(wǎng)絡(luò)等的技術(shù)發(fā)展，它的技術(shù)發(fā)展呈現(xiàn)出多元化和學(xué)科交叉的特點(diǎn)。,衛(wèi)星定位技術(shù)的發(fā)展,非差相位精密單點(diǎn)定位 （PPP）,網(wǎng)絡(luò)RTK技術(shù),偽距單點(diǎn)定位,偽距差分定位,載波靜態(tài)定位,絕對(duì)定位,相對(duì)定位,常規(guī)RTK,廣域差分定位,定位技術(shù) -X,第一代,第二代,第三代,第四代,GPS定位平面精度譜,絕對(duì),差分,相位觀測(cè)值,碼觀測(cè)值,SPS標(biāo)準(zhǔn)定位服務(wù) PPS精密定位服務(wù) SA 選擇可用性,測(cè)量（靜態(tài)）,（+1ppm）,載波相位 RTK導(dǎo)航,偽距/載波相位浮動(dòng)解,相位平滑偽距DGPS,偽距DGPS,PPS

3、,SPS（無SA）,SPS（有SA）,GPS觀測(cè)精度分布譜,定位方法,什么是差分GPS（DGPS Differential GPS） 基本思路：利用設(shè)于坐標(biāo)已知的參考站，計(jì)算各類改正數(shù) 影響GPS測(cè)量定位的誤差,什么是差分GPS（DGPS Differential GPS） 誤差的特性 衛(wèi)星軌道誤差：影響大小與測(cè)站位置有關(guān)，距離較近時(shí)，影響大小相近（誤差的空間位置相關(guān)性） 衛(wèi)星鐘差：影響大小與測(cè)站無關(guān) 大氣折射（電離層、對(duì)流層折射）：影響具有空間位置相關(guān)性 SA：Epsilon可以歸于衛(wèi)星軌道誤差，Dither可歸于衛(wèi)星鐘差 多路徑：于測(cè)站有關(guān)，測(cè)站間無關(guān) 差分GPS 基準(zhǔn)站（Referenc

4、e/Base Station）與流動(dòng)站（Mobile/Rover Station） 差分改正數(shù),什么是差分GPS（DGPS Differential GPS）,差分GPS系統(tǒng)的構(gòu)成,差分GPS的類型 位置（坐標(biāo)）差分與距離（偽距）差分 位置改正數(shù) 位置改正數(shù)的確定 缺陷 要求參考站和流動(dòng)站所觀測(cè)的衛(wèi)星完全相同 距離改正數(shù) 距離改正數(shù)的確定：計(jì)算距離 觀測(cè)距離,差分GPS的類型 局域差分與廣域差分 局域差分GPS（LADGPS Local Area DGPS） 基準(zhǔn)站作用距離：數(shù)百公里 特點(diǎn)：計(jì)算出 廣域差分GPS（WADGPS Wide Area DGPS） 基準(zhǔn)站作用距離：數(shù)千公里 特點(diǎn)：將

5、各項(xiàng)誤差分離出來，建立誤差與位置的關(guān)系 分離出的誤差：衛(wèi)星軌道、衛(wèi)星鐘差 建立誤差與位置的關(guān)系模型：大氣折射,差分GPS的類型 增強(qiáng)型的差分GPS系統(tǒng) 偽衛(wèi)星（Pseudolites） LAAS 局域增強(qiáng)系統(tǒng) Local Area Augmentation System 應(yīng)用領(lǐng)域：機(jī)場(chǎng)，著陸系統(tǒng) WAAS 廣域增強(qiáng)系統(tǒng) Wide Area Augmentation System 連續(xù)運(yùn)行參考站（CORS）,RTK Real Time Kinametic（實(shí)時(shí)動(dòng)態(tài)差分） 系統(tǒng)構(gòu)成 參考站 流動(dòng)站 數(shù)據(jù)鏈 應(yīng)用,15,國(guó)內(nèi)、外應(yīng)用范例,1、香港GPS永久參考站網(wǎng)絡(luò),16,2、新加坡VRS參考站網(wǎng)絡(luò)

6、,17,3、一個(gè)典型的基準(zhǔn)站網(wǎng)絡(luò) 瑞士,瑞士全境及建站選點(diǎn)：,網(wǎng)絡(luò)RTK的關(guān)鍵技術(shù),利用多個(gè)基準(zhǔn)站觀測(cè)數(shù)據(jù)對(duì)電離層、對(duì)流層、觀測(cè)誤差的誤差模型進(jìn)行優(yōu)化 利用多個(gè)基準(zhǔn)站已知坐標(biāo)和觀測(cè)數(shù)據(jù)快速確定某類整周模糊度值，然后進(jìn)一步確定誤差模型的精細(xì)結(jié)構(gòu) 利用上述誤差模型和整周模糊度尋找確定流動(dòng)站的誤差修正的算法 利用修正后的流動(dòng)站觀測(cè)值和基準(zhǔn)站坐標(biāo)固定流動(dòng)站整周模糊度 快速、實(shí)時(shí)性解算技術(shù)，結(jié)果精度和可靠性的檢驗(yàn),相對(duì)定位的方式,相對(duì)定位的方式,廣域差分GPS系統(tǒng),工作原理 對(duì)GPS觀測(cè)量的誤差源加以區(qū)分，并對(duì)每一個(gè)誤差源分別加以“模型化”，然后將計(jì)算出來的每一個(gè)誤差源的誤差修正值（差分改正值），通過數(shù)據(jù)通訊鏈傳輸給用戶，對(duì)用戶GPS接收機(jī)的觀測(cè)值誤差加以改正，以達(dá)到削弱這些誤差源影響，改善用戶GPS定位精度的目的。 增強(qiáng)廣域差分系統(tǒng) WAAS Wide Area Augment Sy