四川拓圖偉業(yè)測繪科技有限公司
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閱讀：2453發(fā)布時間：2021-9-23
GPS動態(tài)定位概述
什么是GPS動態(tài)定位
GPS動態(tài)定位的應(yīng)用
GPS動態(tài)定位的特點
GPS動態(tài)定位的類型
（1）單點動態(tài)定位（動態(tài)定位）
（2）實時差分動態(tài)定位法：
①位置差分
②偽距差分
③相位平滑偽距差分：載波多普勒計數(shù)平滑偽距、載波相位平滑偽距
④載波相位差分：修正法、求差法
GPS動態(tài)定位的基本原理
單點偽距動態(tài)定位（動態(tài)定位）
GPS定位主要是以GPS衛(wèi)星和用戶接收機天線之間的距離為基本觀測量，并利用已知的衛(wèi)星瞬時坐標來確定接收機天線對應(yīng)的點位在協(xié)議地球坐標系中的位置。
動態(tài)定位是確定處于運動載體上的接收機在運動的每一瞬間的位置。由于接收機天線處于運動狀態(tài)，故天線點位的坐標是一個變化的量，因此確定每一瞬間坐標的觀測方程只有較少的多余觀測(甚至沒有多余觀測)，且一般常利用測距碼偽距進行動態(tài)定位。因此，其精度較低，一般僅有幾十米的精度，在SA政策影響下，其精度甚至低于百米。通常這種定位方法只用于精度要求不高的飛機、船舶以及陸地車輛等運動載體的導(dǎo)航。
位置差分原理
位置差分GPS是一種的差分方法。安置在已知點基準站上的GPS接收機，經(jīng)過對4顆及4顆以上的衛(wèi)星觀測，便可實現(xiàn)定位。先求出基準站的坐標(X′，Y′，Z′)，由于存在著衛(wèi)星星歷、時鐘誤差、大氣折射等誤差的影響，該坐標與已知基準站坐標(X，Y，Z)不一樣，存在誤差。即：
式中：ΔX、ΔY、ΔZ為坐標改正數(shù)，基準站利用數(shù)據(jù)鏈將坐標改正數(shù)發(fā)送給用戶站。
用戶站用接收到的坐標改正數(shù)對其坐標進行改正：
經(jīng)過坐標改正后的用戶坐標已消去了基準站與用戶站的共同誤差，如衛(wèi)星星歷誤差、大氣折射誤差、衛(wèi)星鐘差、SA政策影響等，提高了定位的精度。
位置差分的優(yōu)點是需要傳輸?shù)牟罘指恼龜?shù)較少，計算方法較簡單，任何一種GPS接收機均可改裝成這種差分系統(tǒng)。其缺點主要為：
（1）要求基準站與用戶站必須保持觀測同一組衛(wèi)星，由于基準站與用戶站接收機配備的不*相同，且兩站觀測環(huán)境也不*相同，因此難以保證兩站觀測同一組衛(wèi)星，并會導(dǎo)致定位所產(chǎn)生的誤差可能會不很匹配，從而影響定位精度。
（2）位置差分定位效果不如偽距差分好。
偽距差分原理
偽距差分是目前應(yīng)用泛的一種差分定位技術(shù)之一。該定位技術(shù)通過在基準站上利用已知坐標求出測站至衛(wèi)星的距離，并將其與含有誤差的測量距離比較，然后利用一個α-β濾波器將此差值濾波并求出其偏差，并將所有衛(wèi)星的測距誤差傳輸給用戶，用戶利用此測距誤差來改正測量的偽距。最后，用戶利用改正后的偽距求出自身的坐標。如果基準站、用戶站均觀測了相同的4顆或4顆以上的衛(wèi)星，即可實現(xiàn)用戶站的定位。
其定位基本公式如下：
由于偽距差分可提供單顆衛(wèi)星的距離改正數(shù)δDi，因此用戶站可選其中任意4顆相同衛(wèi)星的偽距改正數(shù)進行改正，而不必要求兩站觀測的衛(wèi)星*相同，且偽距改正數(shù)是直接在WGS-84坐標系上進行的，是一種直接改正數(shù)，不必先變換為當?shù)刈鴺?，定位精度更高，且使用更方便?/p>
由于偽距差分定位依賴于兩站公共誤差的抵消來提高定位精度，誤差抵消的程度決定了精度的高低。而誤差的公共性在很大程度依賴于兩站距離，隨著兩站距離的增加，其誤差公共性逐漸減弱，例如對流層、電離層誤差。因此用戶和基準站之間的距離對精度有著決定性的影響，用戶站離基準站的距離越大，偽距差分后的剩余誤差越大，定位精度越低。
相位平滑偽距差分原理
偽距差分實際上是在測站之間求偽距觀測值的一次差，因而消除了兩偽距觀測值中所含有的共同的系統(tǒng)誤差，但是卻無法消除偽距觀測值中所含有的隨機誤差，從而限制了偽距差分定位的精度。
載波相位測量的精度較測距碼偽距測量的精度高2個數(shù)量級，如果能用載波相位觀測值對偽距觀測值進行修正，就可提高偽距定位的精度，但是載波相位整周數(shù)無法直接測得，因而難以直接利用載波觀測值。
相位平滑偽距差分原理
雖然整周數(shù)無法獲得，但可由多普勒頻率計數(shù)獲得載波相位的變化信息，即可獲得偽距變化率的信息，可利用這一信息來輔助偽距差分定位，稱為載波多普勒計數(shù)平滑偽距差分；
另外，在同一顆衛(wèi)星的兩歷元間求差，可消除整周未知數(shù)，可利用歷元間的相位差觀測值對偽距進行修正，即所謂的相位平滑偽距差分。
載波相位差分原理
載波相位差分GPS定位與偽距差分GPS原理相類似，其基本思想是：在基準站上安置一臺GPS接收機，對衛(wèi)星進行連續(xù)觀測，并通過無線電傳輸設(shè)備實時地將觀測數(shù)據(jù)及站坐標信息傳送給用戶站；用戶站一方面通過接收機接收GPS衛(wèi)星信號，同時還通過無線電接收設(shè)備接收基準站傳送的觀測數(shù)據(jù)，然后根據(jù)相對定位原理，實時地處理數(shù)據(jù)，并能實時地以厘米級的精度給出用戶站的三維坐標。
載波相位差分GPS有兩種定位方法，一種與偽距差分相同，基準站將載波相位的修正量發(fā)送給用戶站，以對用戶站的載波相位進行改正實現(xiàn)定位，該方法稱為修正法。
另一種是將基準站的載波相位發(fā)送給用戶站，并由用戶站將觀測值求差進行坐標解算，這種方法稱為求差法。
整周未知數(shù)的動態(tài)求解
載波相位實時動態(tài)差分技術(shù)
RTK（Real Time Kinematic）GPS技術(shù)實時差分動態(tài)（Real Time Kinematic——RTK）測量系統(tǒng)，是GPS測量技術(shù)與數(shù)據(jù)傳輸技術(shù)相結(jié)合而構(gòu)成的組合系統(tǒng)。它是GPS測量技術(shù)發(fā)展中的一個新的突破。RTK 測量技術(shù)，是以載波相位觀測量為根據(jù)的實時差分GPS測量技術(shù)。RTK 測量技術(shù)是準動態(tài)測量技術(shù)與AROTF算法和數(shù)據(jù)傳輸技術(shù)相結(jié)合而產(chǎn)生的，它*可以達到“精度、速度、實時、可用”等各方面的要求。
RTK – Real Time Kinametic（實時動態(tài)差分）
廣域差分GPS技術(shù)
什么是差分GPS（DGPS – Differential GPS）
基本思路：利用設(shè)于坐標已知的參考站，計算各類改正數(shù)。
影響GPS測量定位的誤差。
誤差的特性
DGPS
差分GPS系統(tǒng)的構(gòu)成
局域差分與廣域差分差分
局域差分
局域差分GPS（LADGPS – Local Area DGPS）
基準站作用距離：數(shù)百公里。
特點：用戶根據(jù)多個基準站所提供的改正信息經(jīng)平差計算后求的用戶站定位改正數(shù)。
廣域差分GPS（WADGPS –Wide Area DGPS）
基準站作用距離：數(shù)千公里。
特點：
增強型的差分GPS系統(tǒng)
信息標題：GPS動態(tài)定位
/zhichi-2225.html
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