《GPS测量原理》课件.pptx

$number01GPS测量原理PPT课件目目录录GPS概述GPS测量原理GPS测量误差来源GPS测量应用GPS测量技术的发展趋势01GPS概述0102GPS定义GPS通过接收来自至少四个卫星的信号，并利用这些信号来计算接收机的三维位置和时间。全球定位系统（GPS）是一种基于空间的无线电导航系统，它利用一系列卫星来提供全球范围内的位置、速度和时间信息。1973年1964年1958年GPS发展历程美国海军开始研发卫星导航系统，这是GPS的前身。GPS计划开始实施。子午卫星系统（Transit）投入使用，这是第一个实际运行的卫星导航系统。123GPS系统组成用户部分由GPS接收机组成，用于接收卫星信号并进行定位计算。空间部分由24颗卫星组成，其中21颗为工作卫星，3颗为备用卫星。地面控制部分由一个主控站、三个注入站和五个监测站组成。02GPS测量原理定位精度定位原理概述定位方式定位原理GPS定位精度受到多种因素的影响，包括卫星轨道误差、信号传播误差、接收机误差等。通过差分定位和精密单点定位等技术，可以提高定位精度。GPS通过接收来自多颗卫星的信号，利用信号传播时间差和已知的卫星位置信息，计算出接收机的位置。GPS定位分为绝对定位和相对定位两种方式。绝对定位是利用至少4颗卫星的信号来确定接收机的位置，相对定位则利用至少两台接收机同时接收信号，通过差分算法计算出接收机之间的相对位置。伪距定义伪距是指卫星信号传播到接收机所经历的时间与卫星发射信号的时间之差，由于卫星钟和接收机钟的误差，这个时间差并不等于卫星到接收机的真实距离，因此称为伪距。伪距测量原理伪距测量是通过测量卫星信号的传播时间，然后根据已知的卫星轨道参数和信号传播速度计算出卫星到接收机的距离。由于卫星轨道参数和信号传播速度都是已知的，因此可以通过多颗卫星的信号来解算出接收机的位置。伪距测量误差伪距测量误差主要包括信号传播延迟误差、电离层折射误差和地球曲率修正误差等。为了减小这些误差，需要进行相应的修正和补偿。伪距测量VS载波相位是指卫星信号的载波波形在传播过程中所经过的时间长度。载波相位测量是通过比较接收机接收到的卫星信号的载波相位与已知的卫星信号的载波相位之差，来计算卫星到接收机的距离。由于载波相位的精度较高，因此载波相位测量是高精度GPS定位的主要方法之一。载波相位测量误差载波相位测量误差主要包括整周跳变误差、多路径效应误差和卫星钟差误差等。为了减小这些误差，需要进行相应的修正和补偿，例如采用整周模糊度解算算法、抗多路径效应技术等。载波相位测量原理载波相位测量差分定位是利用两台或多台接收机同时接收卫星信号，通过比较各台接收机所得到的观测量之差来计算出每台接收机的位置。由于卫星信号传播过程中存在的误差对各台接收机是相同的，因此通过差分算法可以消除这些公共误差，提高定位精度。差分定位方法可以分为站间差分、实时差分和广域差分等。站间差分是通过两台接收机分别安置在已知坐标的基准站和未知坐标的流动站上来进行差分定位；实时差分是将基准站接收机的观测数据实时传输给流动站接收机来进行差分定位；广域差分是通过多台基准站接收机组成网络来进行差分定位。差分定位精度取决于基准站接收机的观测精度、流动站接收机相对于基准站的相对位置以及观测时间的长短等因素。通过采用精密星历、高精度测时技术和实时数据传输技术等手段，可以提高差分定位精度。差分定位原理差分定位方法差分定位精度差分定位03GPS测量误差来源卫星时钟误差是由于卫星原子钟的准确度有限和钟的漂移所引起的。这种误差通常表现为整个卫星星座的偏移，影响GPS定位精度。解决办法是通过地面监测站对卫星时钟进行校准，或者采用更为精确的原子钟作为参考。010203卫星时钟误差卫星轨道误差是由于卫星轨道参数的不准确所引起的。这些参数包括卫星的经度、纬度、高度和地球引力常数等，它们的误差会影响卫星的位置和速度。解决办法是通过地面监测站对卫星轨道进行监测和校准，以确保卫星轨道的准确性。卫星轨道误差0302大气传播延迟是由于电波在大气中传播时受到电离层、对流层等因素的影响所引起的。01大气传播延迟解决办法是通过模型修正和差分定位技术来减小大气传播延迟对定位精度的影响。这种误差会影响GPS信号的传播速度和方向，从而导致定位误差。接收机噪声是由于接收机内部元件的热噪声和人为干扰所引起的。010203接收机噪声解决办法是采用高性能的抗干扰技术和低噪声元件来减小接收机噪声对定位精度的影响。这种误差会影响接收机对GPS信号的接收和处理，从而导致定位误差。04GPS测量应用总结词陆地测量是GPS测量应用中最为广泛的一种，涉及到地形测量、工程测量、地籍测量等多个领域。详细描述利用GPS技术进行陆地测量，可以实现高精度、快速、实时的定位和测量，为地形图测绘、土地资源调查、建筑工程施工等领域提供重要的技术支持。陆地测量海洋测量是GPS测量在海洋领域的应用，主要用于海洋地理信息系统的建立、海洋资源开发和海洋环境保护等方面。总结词通过GPS技术，可以实现对海洋水深、海底地形地貌、海洋气象等方面的测量，为海洋科学研究、海洋资源开发、海洋灾害预警等领域提供数据支持。详细描述海洋测量总结词航空测量是利用GPS技术进行航空遥感测量的应用，可以实现大范围、高分辨率的地理信息获取。详细描述通过GPS技术，可以精确控制航空遥感器的位置和姿态，获取高清晰度的航空影像，为城市规划、土地利用监测、环境监测等领域提供重要的数据支持。航空测量05GPS测量技术的发展趋势随着卫星导航定位技术的不断发展，高精度定位技术已成为当前的研究热点。高精度定位技术利用差分定位、相位平滑伪距等技术手段，提高了定位精度和可靠性，广泛应用于大地测量、工程测量、航空摄影测量等领域。高精度定位技术详细描述总结词实时动态差分定位技术总结词实时动态差分定位技术是近年来发展迅速的一种技术，它能够实时提供高精度的位置信息。详细描述实时动态差分定位技术通过实时接收卫星信号，快速计算出位置和时间误差，并进行修正，提高了定位精度和实时性，广泛应用于车辆导航、智能交通等领域。广域差分技术是一种广泛应用的差分定位技术，它能够提供大范围的差分改正服务。总结词广域差分技术通过建立差分基准站网，对卫星轨道误差、电离层误差等进行修正，提高了定位精度和可靠性，广泛应用于航空、航海、公路等领域。详细描述广域差分技术THANKS