遥感-第5章 GNSS静态定位原理课件.ppt

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1、第5章GNSS静态定位原理刘智敏山东科技大学5.1GNSS静态定位方法5.2GNSS导航定位误差来源及影响卫星有关的误差与信号传播有关的误差与接收机有关的误差5.3GNSS静态绝对定位原理5.4GNSS静态相对定位原理5.5不同频率观测值的线性组合5.6整周未知数的确定与周跳分析按参考点的不同位置绝对定位（单点定位）在地球协议坐标系中，确定观测站相对地球质心的位置。相对定位在地球协议坐标系中，确定观测站与地面某一参考点之间的相对位置。按用户接收机作业时所处的状态划分：静态定位在定位过程中，接收机位置静止不动，是固定的。静止状态只是相对的，在卫星大地测量中的静止状态通常是指待定点的位置相对其

2、周围点位没有发生变化，或变化极其缓慢，以致在观测期内可以忽略。动态定位在定位过程中，接收机天线处于运动状态。§5.1GNSS静态定位方法静态绝对定位待定点的位置固定不动，利用GNSS确定用户接收机在协议地球坐标系中的相对于坐标原点的位置。静态相对定位待定点的位置固定不动，利用GNSS确定用户接收机在协议地球坐标系中的相对于地面上一固定点的相对位置。§5.1GNSS静态定位方法根据天线所处的状态分为动态绝对定位静态绝对定位观测量都是站星伪距根据观测量的性质，伪距有测码伪距测相伪距绝对定位分为测码伪距绝对定位测相伪距绝对定位伪距：含误差影响的站星距离通过码相位观测或载波相位观测确定的不可避免地

3、含有：卫星钟与接收机钟非同步误差电离层、对流层大气折射等误差绝对定位和相对定位在观测方式、数据处理、定位精度以及应用范围等方面均有原则区别在两个观测站同步观测相同卫星，各种误差对观测量的影响具有一定的相关性，利用这些观测量的不同线性组合，便可有效地消除或减弱各种误差影响，从而提高相对定位的精度绝对定位的精度，与被观测卫星的几何分布密切相关PPP(PrecisePointPositioning)§5.1GNSS静态定位方法目前广泛应用的基本观测量:码相位观测是测量GPS卫星发射的测距码信号（C/A码或P码）到达用户接收机天线（观测站）的传播时间，也称时间延迟测量由码相位观测所确定的伪距简称测

4、码伪距载波相位观测测量接收机接收到的具有多普勒频移的载波信号，与接收机产生的参考载波信号之间的相位差，也称相位延迟测量由载波相位观测所确定的伪距简称为测相伪距C/A码码元宽度293m；P码码元宽度29.3mL1载波波长为19.03cm；L2载波波长为24.42cm载波相位观测是目前最精确的观测方法误差的分类GPS定位中，影响观测量精度的主要误差源与卫星有关的误差与信号传播有关的误差与接收设备有关的误差为了便于理解，通常均把各种误差的影响投影到站星距离上，以相应的距离误差表示，称为等效距离误差§5.2GNSS导航定位误差来源及影响测码伪距的等效距离误差/m误差来源P码C/A码卫星星历与模型误

5、差钟差与稳定度卫星摄动相位不确定性其它合计4.23.01.00.50.95.44.23.01.00.50.95.4信号传播电离层折射对流层折射多路径效应其它合计2.32.01.20.53.35.0-10.02.01.20.55.5-10.3接收机接收机噪声其它合计1.00.51.17.50.57.5总计6.410.8-13.6根据误差的性质可分为：（1）系统误差：主要包括卫星的轨道误差、卫星钟差、接收机钟差、以及大气折射的误差等。为了减弱和修正系统误差对观测量的影响，一般根据系统误差产生的原因而采取不同的措施，包括：•引入相应的未知参数，在数据处理中联同其它未知参数一并求解。•建立系统误差

6、模型，对观测量加以修正。•将不同观测站，对相同卫星的同步观测值求差，以减弱和消除系统误差的影响。•简单地忽略某些系统误差的影响。（2）偶然误差：包括多路径效应误差和观测误差等。选用较好的硬件和观测条件延长观测时间1.与卫星有关的误差（1）卫星钟差GPS观测量均以精密测时为依据。GPS定位中，无论码相位观测还是载波相位观测，都要求卫星钟与接收机钟保持严格同步。实际上，尽管卫星上设有高精度的原子钟，仍不可避免地存在钟差和漂移，偏差总量约在1ms内，引起的等效距离误差可达300km。1.与卫星有关的误差（1）卫星钟差通过对卫星运行状态的连续监测精确地确定，参数由主控站测定，通过卫星的导航电文提供

7、给用户,并用二阶多项式表示：tj=a0+a1(t-t0c)+a2(t-t0c)2经钟差模型改正后，各卫星钟之间的同步差保持在5~10ns以内，引起的等效距离偏差不超过3m。通过精密星历获得精确的卫星钟差值e.g.PPP应用，IGS给出0.1ns卫星钟经过改正的残差，在相对定位中，可通过观测量求差（差分）方法消除。（2）卫星轨道偏差（星历误差）：由于卫星在运动中受多种摄动力的复杂影响，而通过地面监测站又难以可靠地测定这些