广州GPS沃天与您分享GPS卫星定位技术所隐藏的秘密.doc

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1、广州GPS沃天与您分享GPS卫星定位技术所隐藏的秘密测量学中有测距交会确定点位的方法。与其相似，无线电导航定位系统、卫星激光测距定位系统，其定位原理也是利用测距交会的原理确定点位。就无线电导航定位来说，设想在地面上有三个无线电信号发射台，其坐标为已知，用户接收机在某一时刻采用无线电测距的方法分别测得了接收机至三个发射台的距离。只需以三个发射台为球心，以为半径作出三个定位球面，即可交会出用户接收机的空间位置。如果只有两个无线电发射台，则可根据用户接收机的概略位置交会出接收机的平面位置。这种无线电导航定位是迄今为止仍在使用的飞机、轮船的一种导航定位方法。近代卫星大地测量中的卫

2、星激光测距定位也是应用了测距交会定位的原理和方法。虽然用于激光测距的卫星（表面上安装有激光反射镜）是在不停地运动中，但总可以利用固定于地面上三个已知点上的卫星激光测距仪同时测定某一时刻至卫星的空间距离，应用测距交会的原理便可确定该时刻卫星的空间位置。如此，可以确定三颗以上卫星的空间位置。如果在第四个地面点上（坐标未知）也有一台卫星激光测距仪同时参与测定了该点至三颗卫星点的空间距离，则利用所测定的三个空间距离可以交会出该地面点的位置。将无线电信号发射台从地面点搬到卫星上，组成一颗卫星导航定位系统，应用无线电测距交会的原理，便可由三个以上地面已知点（控制站）交会出卫星的位置，

3、反之利用三颗以上卫星的已知空间位置又可交会出地面未知点（用户接收机）的位置。这便是卫星定位的基本原理。卫星发射测距信号和导航电文，导航电文中含有卫星的位置信息。用户用接收机在某一时刻同时接收三颗以上的卫星信号，测量出测站点（接收机天线中心）至三颗以上卫星的距离并解算出该时刻卫星的空间坐标，据此利用距离交会法解算出测站的位置。如图7-1，设在时刻在测站点用接收机同时测得点至三颗卫星的距离内通过电文解译出该时刻三颗卫星的三维坐标分别为，用距离交会的方法求解点的三维坐标的观测方程为’在定位中，卫星是高速运动的卫星，其坐标值随时间在快速变化着。需要实时地由卫星信号测量出测站至卫星

4、之间的距离，实时地由卫星的导航电文解算出卫星的坐标值，并进行测站点的定位。依据测距的原理，其定位原理与方法主要有伪距法定位，载波相位测量定位以及差分定位等。对于待定点来说，根据其运动状态可以将定位分为静态定位和动态定位。静态定位指的是对于固定不动的待定点，将接收机安置于其上，观测数分钟乃至更长的时间，以确定该点的三维坐标，又叫绝对定位。若以两台接收机分别置于两个固定不变的待定点上，则通过一定时间的观测，可以确定两个待定点之间的相对位置，又叫相对定位。而动态定位则至少有一台接收机处于运动状态，测定的是各观测时刻（观测历元）运动中的接收机的点位（绝对点位或相对点位）。利用接收

5、到的卫星信号（测距码）或载波相位，均可进行静态定位。实际应用中，为了减弱卫星的轨道误差、卫星钟差、接收机钟差以及电高层和对流层的折射误差的影响，常采用载波相位观测值的各种线性组合（即差分值）作为观测值，获得两点之间高精度的基线向量（即坐标差）。本章首先论述利用测距码进行伪距测量定位的原理，然后讨论载波相位测量观测值的数学模型，着重讨论静态相对定位的原理和方法，最后简述动态定位的原理和差分定位技术。