《GPS相对定位新》PPT课件

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1、主要内容7．1相对定位概述7．2GPS静态相对定位7．3GPS动态相对定位7．4整周跳变及其修复7．5整周未知数的确定第七章GPS相对定位GPS相对定位概念：在不同观测点上安置GPS接收机，同步观测相同GPS星座，用以测定各观测站在WGS-84坐标系中的相对位置（即三维坐标增量或称为基线向量）的定位方法GPS相对定位也称为差分GPS定位7．1概述主要内容：1相对定位概念和特点2相对定位分类相对定位特点特点：多个测站同步观测相同GPS卫星，卫星轨道误差、卫星钟差、电离层和对流层折射误差等，对不同测站GPS观测量的影响具有较强相关性，可通过观测量间不同组

2、合来消除或削弱上述误差对定位结果的影响，以提高测定基线的精度精度：载波相位测量的相对定位，连续观测几十分钟，测定几十公里长的基线向量，精度可达厘米级（使用广播星历），或者毫米级（精密星历）应用：大地测量、精密工程测量、航空摄影测量、地球动力学研究和精密导航等领域GPS相对定位分类根据GPS接收机所处状态不同，可分为静态相对定位动态相对定位基于载波相位测量的相对定位存在两个难题整周未知数整周跳变7．2．1GPS静态相对定位原理方法及应用7．2．2静态相对定位观测方程7.2GPS静态相对定位GPS静态相对定位：将一台GPS接收机安置在已知坐标的地面点（已

3、知点或基站）上，另一台安置在未知坐标的地面点（待定点）上，并保持各接收机固定不动，同步连续观测相同的GPS卫星星座，用以求得未知点上相对于已知点的三维坐标增量（或称为基线矢量），由已知点推求各未知点坐标的方法7．2．1GPS静态相对定位的原理方法及应用GPS相对定位进行连续观测，取得了充分多的多余观测量，因而静态相对定位可获得非常高的定位精度GPS静态相对定位的应用广泛应用于大地测量各种工程控制测量精密工程测量地球自转参数测定板块运动和断层相对运动7．2．2静态相对定位观测方程1基本观测量及其差分形式2单差观测方程3双差观测方程4三差观测方程1静态相

4、对定位基本观测量及其差分形式设安置在一基线两端的接收机、，在观测历元、分别对两颗卫星k、j进行同步观测，可得到八个独立的载波相位观测量（基本观测量）：静态相对定位基本观测量对j卫星的观测量对K卫星的观测量基本观测量的差分形式设、和分别表示不同接收机、不同卫星和不同观测历元之间的观测量之差，即：载波相位测量观测方程的一般形式为：（7-1）（7-2）在不同观测量之间求差或线性组合，称为差分常用的三种差分相对定位中，常用三种差分，即单差、双差、三差单差（SD）：在同一观测历元下，不同测站、同步观测相同卫星的观测量之间求差双差（DD）：在同一观测历元下，不同

5、测站、同步观测一组卫星的单差之差。三差（TD）：不同历元、不同测站、同步观测一组卫星求得的双差之差（7-3）（7-4）（7-5）2单差观测方程将载波相位测量观测方程用于测站1、2，并代入式（7-3）得到单差观测方程：式中，（7-6）由单差观测方程知，经测站间求差后：1）卫星钟差影响被消除；2）两测站接收机的相对钟差，在同一观测历元，与其它被测卫星组成的单差观测方程都相同；3）卫星轨道误差和大气折射误差，对同步观测的两测站具有一定相关性，在测站间求单差后，其影响明显减弱，对于短基线效果更明显单差观测方程的简化及特点如果对观测量事先用模型进行大气折射改正

6、，则相位观测方程（7-2）中的相应项仅代表改正后的残差，组成单差后，其影响进一步削弱，因此单差观测方程（7-6）又可简化为：（7-7）由此，单差观测模型具如下特点：消除了卫星钟差影响，并明显削弱了卫星轨道误差和大气折射误差的影响单差观测方程的个数比独立观测方程减少一半、、3双差观测方程在单差分基础上，再对不同卫星Sj、Sk的单差分求差，便可得双差观测方程式中，（7-8）求双差之后，接收机钟差影响被消除，使法方程中未知数个数大为减少，方便的解决了GPS数据处理中一个棘手问题。因此，几乎所有GPS基线解算软件都使用双差观测模型双差观测模型的方程个数比单差

7、模型减少，对解算精度可能产生不利影响三差：在双差观测基础上，再对两个不同观测历元t1、t2双差观测方程求差与观测历元t无关，可求得如下三差观测方程：4三差观测方程求三差后，消除了整周未知数和，三差观测方程个数比双差模型更少，且求差后，增大了计算过程的凑整误差，对未知参数解算产生不良影响三差模型求得的基线结果精度不高，在数据处理中，只作为初解，用于协助求解整周未知数和周跳等问题（7-9）7．3GPS动态相对定位7．3．1GPS动态相对定位方法及其应用7．3．2测码伪距动态相对定位原理及观测方程7．3．3测相伪距动态相对定位基本原理及观测方程7．3．1G

8、PS动态相对定位方法及其应用动态相对定位：将一台GPS接收机安置于已知坐标的固定观测站（基准站或参考站）上，