单点定位与相对定位

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1、GPS原理及其应用原理及其应用 ( (十一十一) )GPS原理及其应用原理及其应用第四章第四章 距离测量与距离测量与GPS定位定位4.6单点定位单点定位4.7相对定位相对定位GPS原理及其应用原理及其应用4.6 单点定位单点定位GPS原理及其应用原理及其应用GPS测量定位方法分类测量定位方法分类 定位模式定位模式 绝对定位（单点定位）绝对定位（单点定位） 相对定位相对定位 差分定位差分定位 定位时接收机天线的运动状态定位时接收机天线的运动状态 静态定位天线相对于地固坐标系静止静态定位天线相对于地固坐标系静止 动态定位天线相对于地固坐标系运动动态定位天线相对于地固坐标系运动 获得定位结果的时效获

2、得定位结果的时效 事后定位事后定位 实时定位实时定位 观测值类型观测值类型 伪距测量伪距测量 载波相位测量载波相位测量距离测量与距离测量与GPS定位定位 单点定位单点定位 GPS测量定位方法分类测量定位方法分类GPS原理及其应用原理及其应用定位技术名称精度(m)作用距离(km)响应时间单点定位10 20m全球实时局域差分1.05.0150实时广域差分/WAAS1.05.01500/全球实时RTK0.010.2015实时VRS0.010.20 单点定位单点定位 单点定位简介单点定位简介GPS原理及其应用原理及其应用伪距单点定位的误差方程伪距单点定位的误差方程 对于卫星对于卫星i，在某一个历元的误

3、差方程为，在某一个历元的误差方程为itropiionitiitiiiiVVVcVcdZndYmdXlVSR)()()(0距离测量与距离测量与GPS定位定位 单点定位单点定位 伪距单点定位的误差方程伪距单点定位的误差方程GPS原理及其应用原理及其应用单点定位有单点定位有4个待定参数，个待定参数，因而至少需因而至少需要同时观测要同时观测4颗以上的卫颗以上的卫星，才能同星，才能同时确定出所时确定出所有的待定参有的待定参数。数。伪距单点定位的误差方程伪距单点定位的误差方程 对在某历元同时观测的对在某历元同时观测的n颗卫星，其误差方颗卫星，其误差方程及位置解为程及位置解为4)()()()()(.)()(

4、)()()()(1.11.)()()(.)()()()()()(2011020222210111122211121022222022221111101111nVVVcVVVcVVVccVdZdYdXnmlnmlnmlVVVVVVcVcdZndYmdXlVVVVcVcdZndYmdXlVVVVcVcdZndYmdXlVnntropnionntntropionttropionttnnnnntropnionntnntnnnntropiontttropionttSSSRSRSRSRVVQDBBQlBBBxlxBVlBxVT0TTT；用矩阵形式表示：距离测量与距离测量与GPS定位定位 单点定位单点定位

5、伪距单点定位的误差方程伪距单点定位的误差方程GPS原理及其应用原理及其应用DOP值值 DOP（Dilution of Precision） GDOP Geometry Dilution of Precision PDOP Position Dilution of Precision TDOP Time Dilution of Precision HDOP Horizontal Dilution of Precision VDOP Vertical Dilution of Precision,XXXYXZXtYXYYYZYtZXZYZZZttXtYtZttXXYYZZttXXYYZZttNNEE

6、UUqqqqqqqqqqqqqqqqGDOPqqqqPDOPqqqTDOPqHDOPqqVDOPqN E UQ其中：为站心地平坐标系下的坐标分量。DOP值的定义值的定义距离测量与距离测量与GPS定位定位 单点定位单点定位 DOP值值GPS原理及其应用原理及其应用DOP值值 DOP值与定位精度值与定位精度 DOP值的性质值的性质 DOP值与单点定位时，所观测卫星的数量与分值与单点定位时，所观测卫星的数量与分布有关，它所表示的是定位的几何条件布有关，它所表示的是定位的几何条件 DOP值越小，定位的几何条件越好值越小，定位的几何条件越好距离测量与距离测量与GPS定位定位 单点定位单点定位 DOP值值

7、posposmURA PDOPmURA其中：为位置中误差，为用户等效距离误差。GPS原理及其应用原理及其应用DOP值值距离测量与距离测量与GPS定位定位 单点定位单点定位 DOP值值1-sigma 误差，单位 m 误差来源 偏差 随机误差 总误差 星历数据 2 .1 0.0 2.1 卫星钟 2.0 0.7 2.1 电离层 4.0 0.5 4.0 对流层 0.5 0.5 0.7 多路径 1.0 1.0 1.4 接收机观测 0.5 0.2 0.5 用户等效距离误差(UERE), rms 5.1 1.4 5.3 滤波后的 UERE，rms 5.1 0.4 5.1 1-sigma 垂直误差VDOP =

8、 2.5 12.8 1-sigma 水平误差HDOP = 2.0 10.2 SPS 误差模型 无 SA GPS原理及其应用原理及其应用DOP值值距离测量与距离测量与GPS定位定位 单点定位单点定位 DOP值值1-sigma 误差，单位 m 误差来源 偏差 随机误差 总误差 星历数据 2 .1 0.0 2.1 卫星钟 2.0 0.7 2.1 电离层 1.0 0.7 1.2 对流层 0.5 0.5 0.7 多路径 1.0 1.0 1.4 接收机观测 0.5 0.2 0.5 用户等效距离误差(UERE), rms 3.3 1.5 3.6 滤波后的 UERE，rms 3.3 0.4 3.3 1-sig

9、ma 垂直误差VDOP = 2.5 8.3 1-sigma 水平误差HDOP = 2.0 6.6 PPS 误差模型，双频，P/Y 码 GPS原理及其应用原理及其应用载波相位单点定位的误差方程载波相位单点定位的误差方程 对于卫星对于卫星i，误差方程为，误差方程为0()()()RSiiiitiiiiionitropitVl dXmdYndZc VNc VVV 距离测量与距离测量与GPS定位定位 单点定位单点定位 载波相位单点定位的误差方程载波相位单点定位的误差方程GPS原理及其应用原理及其应用载波相位单点定位的误差方程载波相位单点定位的误差方程 若在若在k个历元里每历元均观测了个历元里每历元均观测

10、了n颗相同的卫颗相同的卫星，则误差方程星，则误差方程kntropknionkntnknnktknknknknntropnionntnnntnnnnntropnionntnntnnnnntropnionntnnntnnnntropionttVVVcNVcdZndYmdXlVVVVcNVcdZndYmdXlVVVVcNVcdZndYmdXlVVVVcNVcdZndYmdXlVVVVcNVcdZndYmdXlVSRSRSRSRSR)()()(.)()()(.)()()()()()(.)()()(202222202222211111012111101111110111111距离测量与距离测量与GPS定

11、位定位 单点定位单点定位 载波相位单点定位的误差方程载波相位单点定位的误差方程GPS原理及其应用原理及其应用载波相位单点定位的误差方程载波相位单点定位的误差方程；用矩阵形式表示：TnktttknknknnnnnnnnnnknNNNVcVcVcdZdYdXnmlnmlnmlnmlnmlnmlVVVRRR.001.00.000.10.0.00.10.000.01.0.00.010.00.01.212122211122211121xBVlBxV距离测量与距离测量与GPS定位定位 单点定位单点定位 载波相位单点定位的误差方程载波相位单点定位的误差方程GPS原理及其应用原理及其应用载波相位单点定位的误差