GPS伪距测量定位.ppt

第四章第四章 GPS伪伪距距测测量定位量定位主讲人主讲人:张海涛张海涛4.1 观测量观测量几何距离几何距离星站间的真实距离。星站间的真实距离。伪距伪距由接收机观测的带有钟差的星站距离。由接收机观测的带有钟差的星站距离。码相位观测，得码相位观测，得测码伪距测码伪距；载波相位观测，得测相伪距。载波相位观测，得测相伪距。观测量：伪距。观测量：伪距。1 测距方法测距方法双程测距双程测距用于电磁波用于电磁波测距仪测距仪单程测距单程测距用于用于GPS2测距码测距码C/A码（测距时有模糊度）码（测距时有模糊度）P码码信号传播时间3测距码测距测距码测距距离测定的基本思路距离测定的基本思路信号（测距码）传播时间的测定信号（测距码）传播时间的测定信号传播时间的测定信号传播时间的测定4 伪伪距距l由于由于GPS采用单程测距原理，实际观测的站采用单程测距原理，实际观测的站星距离均含有星距离均含有卫星钟和接收机钟同步差卫星钟和接收机钟同步差的影的影响（伪距），卫星钟差可根据导航电文中给响（伪距），卫星钟差可根据导航电文中给出的有关钟差参数加以修正，而接收机的钟出的有关钟差参数加以修正，而接收机的钟差一般难以预料。差一般难以预料。符号约定：符号约定：ltj(GPS)为卫星为卫星sj发射信号时的理想发射信号时的理想GPS时刻；时刻；lti(GPS)为接收机为接收机Ti收到该卫星信号时的理想收到该卫星信号时的理想GPS时刻；时刻；ltj为卫星为卫星sj发射信号时的卫星钟时刻；发射信号时的卫星钟时刻；lti为接收机为接收机Ti收到该卫星信号时的接收机钟时刻；收到该卫星信号时的接收机钟时刻；l tij为卫星信号到达观测站的传播时间；为卫星信号到达观测站的传播时间；l tj为卫星钟相对理想为卫星钟相对理想GPS时的钟差；时的钟差；l ti为接收机钟相对理想为接收机钟相对理想GPS时的钟差。时的钟差。则有则有 tj=tj(GPS)+tj，ti=ti(GPS)+ti 信号从卫星传播到观测站的时间为信号从卫星传播到观测站的时间为 tij=ti-tj=ti(GPS)-tj(GPS)+ti-tj 假设卫星至观测站的几何距离为假设卫星至观测站的几何距离为 i ij j，在忽略大气影响，在忽略大气影响的情况下可得相应的伪距：的情况下可得相应的伪距：当卫星钟与接收机钟严格同步时，上式所确定的伪距当卫星钟与接收机钟严格同步时，上式所确定的伪距即为站星几何距离。即为站星几何距离。通常通常GPSGPS卫星的钟差卫星的钟差可从卫星发播的导航电文中获可从卫星发播的导航电文中获得，经钟差改正后，各卫星之间的时间同步差可保持得，经钟差改正后，各卫星之间的时间同步差可保持在在20ns20ns以内。如果忽略卫星钟差影响，并考虑电离层、以内。如果忽略卫星钟差影响，并考虑电离层、对流层折射影响，可得测码伪距观测方程的常用形式对流层折射影响，可得测码伪距观测方程的常用形式4.2 定位方法定位方法根据观测量的性质，根据观测量的性质，测码定位测码定位和和测相定位测相定位根据天线所处的状态分为根据天线所处的状态分为静态定位静态定位和和动态定位动态定位动态定位动态定位认为接收机相对于地面是运动的。认为接收机相对于地面是运动的。静态定位静态定位认为接收机相对于地面静止不动。认为接收机相对于地面静止不动。根据测量的方式，分为根据测量的方式，分为绝对定位绝对定位和和相对定位相对定位绝对定位绝对定位求测站点相对于地心的坐标；求测站点相对于地心的坐标；相对定位相对定位求测站点相对于某已知点的坐标增量求测站点相对于某已知点的坐标增量差分定位：差分定位：在基准点上观测求得大气折射等改正，并及时发送给流在基准点上观测求得大气折射等改正，并及时发送给流动站，流动站用收到的改正数对观测数据进行改正，得动站，流动站用收到的改正数对观测数据进行改正，得精确点位。精确点位。基于测码的静态绝对定位方法基于测码的静态绝对定位方法1 绝对定位绝对定位绝对定位绝对定位也称单点定位，是指在协议地球坐标系中，也称单点定位，是指在协议地球坐标系中，直接确定观测站相对于坐标原点（地球质心）直接确定观测站相对于坐标原点（地球质心）绝对绝对坐标坐标的一种方法的一种方法。1 绝对定位绝对定位基本原理：基本原理：以以GPS卫星和用户接收机天线之间的距离（或距卫星和用户接收机天线之间的距离（或距离差）离差）观测量观测量为基础，根据已知的卫星为基础，根据已知的卫星瞬时坐标瞬时坐标，来确定接收机天线所对应的点位，即来确定接收机天线所对应的点位，即观测站的位置观测站的位置。1 绝对定位绝对定位基本原理：基本原理：GPS绝对定位方法的实质是测量学中的空间距离绝对定位方法的实质是测量学中的空间距离后方交会后方交会。原则上观测站位于以。原则上观测站位于以3颗卫星为球心，颗卫星为球心，相应距离为半径的球与观测站所在平面交线的交点相应距离为半径的球与观测站所在平面交线的交点上。上。回顾回顾