实验三 几何精度因子

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1、卫星导航实验小组成员：栾桂林（081041118）葛蕾（081041208）莫明君（081041218）任佳艺（081041220）郑佳星（081041235）10实验三几何精度因子（DOP）的实时计算与分析一、实验目的1、理解几何精度因子在整个GPS接收机导航解算过程中所起的作用及解算几何精度因子的必要性；2、了解GDOP、VDOP、PDOP、HDOP、TDOP等不同几何精度因子的计算过程及所起的作用；3、理解DOP值与卫星几何分布的关系。包括DOP值较小或较大时卫星的几何分布情况；4、了解不同应用场合对DOP门限值的要求。二

2、、实验原理不同的GPS接收机由于采用了不同的定位算法，其输出的位置/时间解的精度是不同的。但是在定位精度已知的情况下，其输出值的可信程度是靠什么来判定的呢？这就涉及到本实验要研究的内容：几何精度因子（DOP）。利用GPS进行绝对定位或单点定位时，位置/时间解的精度主要取决于：（1）所测卫星在空间的几何分布（通常称为卫星分布的几何图形），即几何精度因子；（2）观测量精度，即伪距误差因子。它是由观测中各项误差所决定的。粗略地讲，GPS解的误差用下式来估计：（GPS解的误差）=（几何精度因子）×（伪距误差因子）即其中σX是GPS解的误

3、差，DOP（几何精度因子）是权系数阵主对角线元素的函数，σ0是伪距测量中的误差。权系数阵的定义如下：其中G为由接收机到可视卫星的方向余弦距阵，而元素qij表达了全部解的精度及其相关性信息，是评价定位结果的依据。10•高程几何精度因子VDOP(VerticalDOP):相应的高程精度为：•空间三维位置几何精度因子PDOP(PositionDOP)：相应的三维定位精度为：•二维水平位置几何精度因子HDOP(horizontalDOP)：相应的平面位置精度为：•接收机钟差几何精度因子TDOP(TimeDOP)：钟差精度：•总几何精度因

4、子GDOP(GeometricDOP)：描述空间位置误差和时间误差综合影响的精度因子，总的测量精度为：三、实验内容及步骤1、运行主程序以取得目前可视卫星的实时导航数据（如GPS时间、各颗卫星的星历等）；2、运行本实验程序，步骤1中截取的所有GPS时间就会出现在“选择GPS时刻”列表框的下拉菜单中，任意选择一个GPS时刻；3、由于DOP值的解算需要已知本地接收机位置以及不少于4颗的可视卫星的位置，如果在所选GPS时间天空中的可视卫星数小于4颗，则不能解算出此时刻的DOP值，会弹出“无法计算DOP值”对话框。则需要选择其它时间进行解

5、算。4、若所选GPS时间天空中的可视卫星数在4颗以上，则在程序界面的实时卫星分布图中会出现本时刻所有可视卫星位置，同时在右面的相应位置会出现本时刻的各个DOP值。105、根据表1记录不同时刻的DOP值，比较不同时刻DOP值的变化情况，尤其是可视卫星个数发生变化的时刻，初步总结DOP值与卫星几何分布的关系。6、点击“定量分析”键，进入对DOP值的准确分析阶段。此时，程序界面内的卫星分布图上会出现4颗卫星，同时会出现每颗卫星的方位角和仰角，在右面的相应位置会出现卫星在这种分布情况下的DOP值。7、移动这4颗卫星，可得到卫星在不同几何

6、分布情况下的实时DOP值以及各个卫星准确的方位角和仰角。根据表2记录4颗卫星在不同几何分布情况下，各个卫星的方位角和仰角以及对应的各个DOP值，比较各条记录，总结并验证课本中讲到的DOP值与卫星几何分布的关系。四、数据统计及数据分析数据１１GPS时间可视卫星数目可视卫星序号DOP28167444、10、13、17GDOP5.810PDOP4.699HDOP4.032VDOP2.413TDOP3.417２GPS时间可视卫星数目可视卫星序号DOP28167544、10、13、17GDOP5.811PDOP4.700HDOP4.033

7、VDOP2.414TDOP3.418３GPS时间可视卫星数目可视卫星序号DOP28169944、10、13、17GDOP5.842PDOP4.723HDOP4.04610VDOP2.436TDOP3.439４GPS时间可视卫星数目可视卫星序号DOP28167954、10、13、17、28GDOP4.326PDOP3.533HDOP3.363VDOP1.084TDOP2.495５GPS时间可视卫星数目可视卫星序号DOP28357852、4、10、12、17GDOP5.044PDOP4.206HDOP3.276VDOP2.638TD

8、OP2.783６GPS时间可视卫星数目可视卫星序号DOP28058462、4、10、13、17、28GDOP2.809PDOP2.399HDOP2.148VDOP1.068TDOP1.461７GPS时间可视卫星数目可视卫星序号DOP28329562、4、5、10