《GPS动态定位原理》PPT课件

《《GPS动态定位原理》PPT课件》由会员上传分享，免费在线阅读，更多相关内容在教育资源-天天文库。

1、GPS动态定位原理一、GPS定位方法分类•GPS测量定位的类型根据定位模式：•单点定位（绝对定位）•相对定位•差分定位根据定位时接收机天线的运动状态：•静态定位•动态定位根据定位时效：•实时定位•事后定位根据观测值类型：•伪距测量•载波相位测量GPS动态定位二、GPS动态定位?GPS动态定位概述?GPS动态定位的应用?GPS动态定位的特点?动态定位的类型（方法）?GPS动态定位的基本原理?整周未知数的动态求解?RTK（RealTimeKinematic）GPS技术——载波相位实时动态差分技术GPS动态定位1、概述?什么是GPS动态定位?GPS动态定位（测量），是利用GPS

2、信号，测定相对于地球运动的用户天线的状态参数，这些状态参数包括三维坐标、三维速度和时间七个参数。?导航，是测得运动载体的状态参数，并导引运动载体准确地运动到预定的后续位置。GPS动态定位?GPS动态定位的应用?导航–探险、车辆、船舶、航空器等?跟踪、监控与调度–车辆、船舶、航空器等?制导–武器制导、自动驾驶等?定轨–卫星、航天器等?姿态确定–卫星、航天器、航空器等?测量–测图、放样、监测等GPS动态定位2、GPS动态定位的特点?用户多样性?速度多异性?定位实时性?数据短时性?精度要求多变性GPS动态定位3、GPS动态定位的类型（1）单点动态定位（动态绝对定位）（2）实时差

3、分动态定位法：①位置差分②伪距差分③相位平滑伪距差分：载波多普勒计数平滑伪距、载波相位平滑伪距④载波相位差分：修正法、求差法GPS动态定位4、GPS动态定位的基本原理?单点伪距动态定位（动态绝对定位）GPS绝对定位主要是以GPS卫星和用户接收机天线之间的距离为基本观测量，并利用已知的卫星瞬时坐标来确定接收机天线对应的点位在协议地球坐标系中的位置。动态绝对定位是确定处于运动载体上的接收机在运动的每一瞬间的位置。由于接收机天线处于运动状态，故天线点位的坐标是一个变化的量，因此确定每一瞬间坐标的观测方程只有较少的多余观测(甚至没有多余观测)，且一般常利用测距码伪距进行动态绝对定

4、位。因此，其精度较低，一般仅有几十米的精度，在SA政策影响下，其精度甚至低于百米。通常这种定位方法只用于精度要求不高的飞机、船舶以及陆地车辆等运动载体的导航。位置差分?位置差分原理位置差分GPS是一种最简单的差分方法。安置在已知点基准站上的GPS接收机，经过对4颗及4颗以上的卫星观测，便可实现定位。先求出基准站的坐标(X′，Y′，Z′)，由于存在着卫星星历、时钟误差、大气折射等误差的影响，该坐标与已知基准站坐标(X，Y，Z)不一样，存在误差。即：式中：ΔX、ΔY、ΔZ为坐标改正数，基准站利用数据链将坐标改正数发送给用户站。位置差分位置差分原理用户站用接收到的坐标改正数对其

5、坐标进行改正：经过坐标改正后的用户坐标已消去了基准站与用户站的共同误差，如卫星星历误差、大气折射误差、卫星钟差、SA政策影响等，提高了定位的精度。位置差分位置差分的优点是需要传输的差分改正数较少，计算方法较简单，任何一种GPS接收机均可改装成这种差分系统。其缺点主要为：（1)要求基准站与用户站必须保持观测同一组卫星，由于基准站与用户站接收机配备的不完全相同，且两站观测环境也不完全相同，因此难以保证两站观测同一组卫星，并会导致定位所产生的误差可能会不很匹配，从而影响定位精度。（2)位置差分定位效果不如伪距差分好伪距差分伪距差分原理伪距差分是目前应用最广泛的一种差分定位技术之

6、一。该定位技术通过在基准站上利用已知坐标求出测站至卫星的距离，并将其与含有误差的测量距离比较，然后利用一个α-β滤波器将此差值滤波并求出其偏差，并将所有卫星的测距误差传输给用户，用户利用此测距误差来改正测量的伪距。最后，用户利用改正后的伪距求出自身的坐标。如果基准站、用户站均观测了相同的4颗或4颗以上的卫星，即可实现用户站的定位。伪距差分伪距差分原理其定位基本公式如下：伪距差分由于伪距差分可提供单颗卫星的距离改正数δDi，因此用户站可选其中任意4颗相同卫星的伪距改正数进行改正，而不必要求两站观测的卫星完全相同，且伪距改正数是直接在WGS-84坐标系上进行的，是一种直接改正

7、数，不必先变换为当地坐标，定位精度更高，且使用更方便。伪距差分由于伪距差分定位依赖于两站公共误差的抵消来提高定位精度，误差抵消的程度决定了精度的高低。而误差的公共性在很大程度依赖于两站距离，随着两站距离的增加，其误差公共性逐渐减弱，例如对流层、电离层误差。因此用户和基准站之间的距离对精度有着决定性的影响，用户站离基准站的距离越大，伪距差分后的剩余误差越大，定位精度越低。相位平滑伪距差分相位平滑伪距差分原理伪距差分实际上是在测站之间求伪距观测值的一次差，因而消除了两伪距观测值中所含有的共同的系统误差，但是却无法消除伪距观测值中所