《gps相对定位》word版

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1、第六章GPS相对定位GPS相对定位是利用两台GPS接收机，分别安置在基线的两端，同步观测相同的GPS卫星，以确定基线端点在协议地球坐标系中的相对位置或基线向量。6.1静态相对定位静态相对定位一般均采用载波相位观测值（或测相伪距）为基本观测量，对中等长度的基线（100-500km），相对定位精度可达10-6-10-7甚至更好。观测量的线性组合假设安置在基线端点的接收机Ti(i=1,2)，对GPS卫星sj和sk，于历元t1和t2进行了同步观测，可以得到如下的载波相位观测量：j1j(t1)、j1j(t2)、

2、j1k(t1)、j1k(t2)、j2j(t1)、j2j(t2)、j2k(t1)、j2k(t2)。若取符号Djj(t)、Ñji(t)和djij(t)分别表示不同接收机之间（站间差分）、不同卫星之间（星间差分）和不同观测历元之间（历元间差分）的观测量之差，则有：已知载波相位观测方程为：1、单差（Single-Difference——SD）：在不同观测站，同步观测相同卫星所得观测量之差。观测方程：在上式中，卫星钟差的影响已经消除，这是单差模型的优点。两观测站接收机的相对钟差，对同一历元两站接收机同步观测量所

3、有单差的影响均为常量。而卫星轨道误差和大气折射误差，对两站同步观测结果的影响具有相关性，其对单差的影响明显减弱。如果对流层对独立观测量的影响已经根据实测大气资料利用模型进行了修正；而电离层的影响也利用模型或双频技术进行了修正，则载波相位观测方程中相应项，只是表示修正后的残差对相位观测量的影响。这些残差的影响，在组成单差时会进一步减弱。如果忽略之，若T1为已知点，则单差观测方程线性化为：式中：误差方程为：式中：。若两观测站同步观测卫星数为nj，则误差方程组为：或若同步观测同一组卫星的历元数为nt，同理可

4、列出相应的误差方程组。2、双差（Double-Difference——DD）：在不同观测站，同步观测同一组卫星，所得单差之差。观测方程：双差模型的优点是消除了接收机钟差的影响。如果取观测站T1作为已知参考点，则双差观测方程线性化为：误差方程为：式中：若两观测站同步观测卫星数为nj，则误差方程组为：或若同步观测同一组卫星的历元数为nt，同理可列出相应的误差方程组。3、三差（Triple-Difference——TD）：于不同历元，同步观测同一组卫星，所得观测量的双差之差。三差模型的优点是消除了整周未知数

5、的影响，但使观测方程的数量进一步减少。误差方程为：式中：上述三种模型的优点：1)消除或减弱一些具有系统性误差的影响，如卫星轨道误差、钟差和大气折射误差等；2)减少平差计算中未知数的个数。缺点：1)原始独立观测量通过求差将引起差分量之间的相关性；单差观测量不相关（数学不相关，但物理上相关）；双差、三差观测量相关。2)平差计算中，差分法将使观测方程数明显减少；3)在一个时间段的观测中，为了组成观测量的差分，通常应选择一个参考观测站和一颗参考卫星。如果某一历元，对参考站或参考卫星的观测量无法采用，将使观测量

6、的差分产生困难。参加观测的接收机数量越多，情况越复杂，此时将不可避免地损失一些观测数据。因此，应用原始观测量的非差分模型，进行高精度定位研究，也日益受到重视。6.2动态相对定位（差分GPS）GPS测量误差的空间相关性（除多路径效应），定位结果也有一定的空间相关性。利用基准站（设在坐标精确已知的点上）测定具有空间相关性的误差或其对测量定位结果的影响，供流动站改正其观测值或定位结果，以提高在一定范围内其它GPS接收机（流动站）测量定位精度的方法，即为DGPS。差分GPS可分为：单站GPS的差分、局部区域G

7、PS差分、广域差分。6.2.1单站GPS的差分根据差分GPS基准站发送的信息方式可将差分GPS定位分为三类，即：位置差分、伪距差分和相位差分。这三类差分方式的工作原理是相同的，即都是由基准站发送改正数，由用户站接收并对其测量结果进行改正，以获得精确的定位结果。所不同的是，发送改正数的具体内容不一样，其差分定位精度也不同。1.位置差分原理这是一种最简单的差分方法，任何一种GPS接收机均可改装和组成这种差分系统。　安装在基准站上的GPS接收机观测4颗卫星后便可进行三维定位，解算出基准站的坐标。由于存在着轨

8、道误差、时钟误差、SA影响、大气影响、多径效应以及其他误差，解算出的坐标与基准站的已知坐标是不一样的，存在一个差值。基准站利用数据链将此改正数发送出去，由用户站接收，并且对其解算的用户站坐标进行改正。最后得到的改正后的用户坐标已消去了基准站和用户站的共同误差，例如卫星轨道误差、SA影响、大气影响等，提高了定位精度。以上先决条件是基准站和用户站观测同一组卫星的情况。位置差分法适用于用户与基准站间距离在100km以内的情况。2.伪距差分原理伪距差分是目前用途