gps快速静态定位原理及其应用

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1、维普资讯http://www.cqvip.com多事秘慰’乒／搿足佐厚1992年第3期测绘通报一7GPs快速静态定位原理及其应用谢世杰≯≯前言加拿大新不伦瑞克大学，瑞士伯尔尼大学，德1983年初，GPS全球定位系统首次用于国国防大学和汉诺威大学⋯⋯)从1987年即开布设地面控制网八年多来发展迅速，取得了始研究快速解算模糊值技术。JPL首先研制出较大成就，积累了丰富经验。目前，GPS定扩渡技术。其后，LandauH．，FreiE．，Be-位技术巳广泛用于大地测量和工程测量的各个utlerG．等先后提出平行滤波技术，使在一领域，也成功地用于航空摄影测量。随着新型点上的观测时间缩短到2—5

2、分钟，达到的精接收机的出现，即将用于地形测图和地籍测度，短距离(小于20kin)为mm级，长距离量。因此，在一些发达国家已将GPS定位技(~10O0km)的相对精度为3．5·10～。术作为标准测量方法。德国巳在细则中规定t1991年问世的威特GPS200测量系统的布设三维控制网必须采用GPS方法。SKI软件中已采用快速定位技术下面阐述的GPS定位技术的上述应用都是采用以相两种快速解算技术，预计不久将在其他型号的位观测值为基础的静态相对定位法(航测动态GPS接收机中出现。应用除外)，在一点上的观测时间，根据各种=、快速勰算模糊值技术-”情况(要求精度，点间距离，单双频数据，卫2．1．扩

3、波技术星数，卫星几何图形，大气条件等等)需要观扩波技术的基本思路是t利用双频接收机测I-3小时。这主要是为了解算模糊值和周获职的数据和尸码，人为地进行差分组合，使跳。为了能做到快速解算模糊值，早在GPS之产生更大的波长(～86cm，称为宽波)和带系统第一期工程(1967~1973年)预研阶段进观测噪声(～±60era)的尸码。在此条件下，行总体方案论证时，就有一种方案；在卫星上借助下列关系式可求出宽波的模糊值t发射三种频率，以便快速解算模糊值。但由于N=l—L3一(l·，jGPS系统主要是为导航目的而研制的，为了ff实时导航采用的伪距法是单值解，不存在模糊+。·／2)．{，lT，=(

4、1)值同题，故未被军方采纳。式中tⅣ——宽波模糊值(，≈1985年以来，Remondl，B．W．和Hofm—86cm)，aⅡⅡWellenhof提出了动态法(含半动态法)。t，：——L1和L±的载波相位，在一点的观测时间缩短到几分钟，精度到cmt，。——L和L的传播时间，级，使GPS的效率大大提高。但动态法对观测环境要求较严，受卫星及其图形的影响较，，，z一载波频率。大，而且只能在小测区内进行，应用范围也受在短基线上略去电离层影响时，可按下式直接求出各个频率的ⅣLz和Ⅳ厶的模糊值t到限制。有鉴于此，国际上从事GPS定位测量研N一号·究的主要单位(如美国喷气推进实验室JPL，维普资讯h

5、ttp://www.cqvip.com6测绘通报1992年第3期一．㈩萼美用脚濠的／i+／z一．V她。：一％卜¨务㈩+丘㈩式中t=，一，t(4)式中Iv=+V(6)在(2)、(3)式中，只有电离层影响及其比如果模糊值差数vN=V(Ⅳ一例常数对确定模糊值Ⅳ和Ⅳ有影响。但N)已经利用(1)式确定，则(5)式第一项即是，如果上式中的概略相位用双差相位V为已知，剩下的唯一未知数为vⅣ。=V代替，则可得出结论t对于两台接收机之间的(Ⅳ+N)，此值在处理成果时可一并确定。短距离而言，组成差数后，可消去电离层影所需要的观测值对vⅣ的偏响。导数为t对于更短的基线而言，用单频接收机的数里!一=O(vz

6、／N．)一2(，1+，2)(7)据也不难算出模糊值。这时，可充分利用(2)、(3)式所要求的整数性确定各个频率的双差模相位和Vz／~具有10．7cm的波长，这糊值vⅣ和vⅣ。当确定地确定v是确定v,dN。就需要的高精度，以便能有足Ⅳ和略去电离层影响时，在理想情况下，V够的可靠性确定凑整到整数的v,dN．的宾Ⅳ和vⅣ。应为整数。假设确定vⅣ值。为了凑整可充分利用下述情况tv,dN时有一个波长的误差，则vz／N．即有4．5个和vvN。或者两个都是整数，或者两个都不波长的误差，vⅣ。即有3．5个波长的误差。是整数。这就破坏了所求值的整数性。实际应用时，充扩波技木已成功地用于从几公里到上千公

7、分利用这种特性即可求定短基线的模糊值。因里的GPS网的资料处理。为在这种情况下，vⅣ只有±2波长的精2．2．平行滤波技术度，即1．72m的精度。采用平行滤波时通常分几步解算相位模糊对于更长的基线而言，电离层影响妨碍了值。在求出特定值的概略值后，可建立Ⅳ个平借助单个频率数据精密测定各分量。在单个频行滤波，此处Ⅳ为可能的模糊值数。Ⅳ值取决率数据中，不能按(2)、(3)式求定模糊值，只于接收机的通遭数和搜索范围的大小。然后，能探讨其他方法。得出滤波概率密度p(a