伪距定位原理PPT学习教案

1、会计学1伪距定位原理伪距定位原理相关知识的回顾相关知识的回顾ReviewReview伪距定位观测方程伪距定位观测方程The Observation EquationsThe Observation Equations伪距定位观测方程的解伪距定位观测方程的解The Solution of Observation EquationsThe Solution of Observation Equations 第1页/共27页GPSGPS的定位体制：的定位体制：“多星、高轨、测距多星、高轨、测距”利用空间距离后方交会确定接收机的位置利用空间距离后方交会确定接收机的位置111(,)X YZ222(,)X

2、YZ333(,)XYZ444(,)XYZ(, ,)X Y Z1.1 1.1 空间距离后方交会原理空间距离后方交会原理第2页/共27页1.2 1.2 卫星位置计算卫星位置计算GPSGPS广播星历参数广播星历参数第3页/共27页1.3 1.3 伪随机码测距伪随机码测距jjrTTjTrTj第4页/共27页相关知识的回顾相关知识的回顾ReviewReview伪距定位观测方程伪距定位观测方程The Observation EquationsThe Observation Equations伪距定位观测方程的解伪距定位观测方程的解The Solution of Observation EquationsT

3、he Solution of Observation Equations第5页/共27页2.1 2.1 真实的信号传播时延真实的信号传播时延jjrTTjTrT真实的信号传播时延能够直接获取吗？真实的信号传播时延能够直接获取吗？问问题题第6页/共27页rrrttTjjjttT钟差钟差(Clock Bias)(Clock Bias)：012octaaa、 、 、卫星、接收机卫星、接收机钟面时钟面时与与卫星导航系统时卫星导航系统时之差之差第7页/共27页真实的信号传播时延：真实的信号传播时延：jjrTT实测的信号传播时延：实测的信号传播时延：2.3 2.3 信号传播时延信号传播时延()()jjrrj

4、TtTt%jrttj%jjjtTtrrrtTt第8页/共27页jjrjccc tc t%jrc tc tj()jjrjrTTtt%j%伪距伪距jjrtt2.4 2.4 伪距伪距伪距伪距(Pseudo Range)(Pseudo Range)是现代卫星导航系统的主要观测量之一是现代卫星导航系统的主要观测量之一。第9页/共27页2.5 2.5 伪距定位观测方程伪距定位观测方程接收机位置卫星位置伪 距接收机钟差卫星钟差jrjjc tc t%必须必须同时同时观测观测4 4颗卫星颗卫星才能进行定位才能进行定位222()()()jjrjjjXYZXccYttZ第10页/共27页问问题题2.5 2.5 伪距

5、定位观测方程伪距定位观测方程第11页/共27页GPSGPS接收机于接收机于4 4个不同时刻观测同一颗卫星所测的伪距个不同时刻观测同一颗卫星所测的伪距2.5 2.5 伪距定位观测方程伪距定位观测方程222()()()(rjjjjjXYZtXYZtcc t第12页/共27页GPSGPS接收机于接收机于4 4个不同时刻观测同一颗卫星所测的伪距个不同时刻观测同一颗卫星所测的伪距2.5 2.5 伪距定位观测方程伪距定位观测方程结论：必须结论：必须同时同时观测观测4 4颗颗卫星才能进行定位卫星才能进行定位。第13页/共27页111(,)X YZ222(,)XYZ333(,)XYZ444(,)XYZ1212

6、1212222222323232342424212344()()() ()()()()()()()()()rrrrXYZcc tXYZcc tXYZcc tXXYZtXYZtXYYZcZtXYZc tt第14页/共27页相关知识的回顾相关知识的回顾ReviewReview伪距定位观测方程伪距定位观测方程The Observation EquationsThe Observation Equations伪距定位观测方程的解伪距定位观测方程的解The Solution of Observation EquationsThe Solution of Observation Equations 第15

7、页/共27页0jjjjrjjXYZmnc ttlc3.1 3.1 伪距定位观测方程的线性化伪距定位观测方程的线性化2220000()()()jjjjXXYYZZ其中其中设接收机概略位置为设接收机概略位置为000,XYZ0jjjrjjjXYcXYtc tZZ222()()()jjrjjjXYZXccYttZjjjlmn000000jjjjjjjjjXXXYYYZZZ第16页/共27页0jjjjjjrlmnXYZcc tt当观测当观测4 4颗卫星时，颗卫星时，j=14，1111110222222033333304444440 rrrrlXm YnZc tc tlXmYnZc tc tlXmYnZc

8、 tc tlXmYnZc tc t3.2 3.2 伪距定位观测方程的解伪距定位观测方程的解第17页/共27页0jjjjjjrlmnXYZcc tt当观测当观测4 4颗卫星时，颗卫星时，j=14，3.2 3.2 伪距定位观测方程的解伪距定位观测方程的解AXL1112223334441111lmnlmnAlmnlmnrXYXZc t1110222033304440c tc tLc tc t1XA L解此线性方程组，即得：解此线性方程组，即得：第18页/共27页0jjjjjjrlmnXYZcc tt3.2 3.2 伪距定位观测方程的解伪距定位观测方程的解当观测卫星数大于当观测卫星数大于4 4时，时，

9、 误差方程：误差方程：VAXL 法方程：法方程：NXU,TTNA AUA L11()()TTXN UA AA L其中其中按照最小二乘原理求解。按照最小二乘原理求解。第19页/共27页3.3 3.3 接收机位置的计算接收机位置的计算000XXYYZZXYZ0jjjjjjrlmnXYZcc tt11()()TTXN UA AA L第20页/共27页3.4 3.4 几个有关的问题几个有关的问题(1) (1) 接收机概略位置的选取接收机概略位置的选取由其他测量手段提供由其他测量手段提供; ;所有可见卫星星下点位置的平均值所有可见卫星星下点位置的平均值; ; (2) (2) 观测值不等权的情况观测值不等

10、权的情况11()()TTXN UA PAA PL(3) (3) 观测值受误差影响的情况观测值受误差影响的情况0jjjjjrjjjXYZtlmncc tIT大气层大气层第21页/共27页 伪距定位原理是伪距定位原理是GPSGPS原理与应用原理与应用的核心内容，主要介的核心内容，主要介绍了伪距定位观测方程的建立和伪距定位观测方程的解，得到了绍了伪距定位观测方程的建立和伪距定位观测方程的解，得到了必须同时观测必须同时观测4 4颗卫星才能进行定位的结论。颗卫星才能进行定位的结论。作业题作业题1.1.利用利用GPSGPS进行伪距定位，为什么必须至少同时观测进行伪距定位，为什么必须至少同时观测4 4颗卫星

11、？颗卫星？2.2.如何利用如何利用GPSGPS伪距定位观测方程解算用户位置？伪距定位观测方程解算用户位置？ 预习预习1 1、GPSGPS伪距定位解的精度评定。伪距定位解的精度评定。第22页/共27页本节课到此结束本节课到此结束 第23页/共27页(4) (4) 伪距定位的几何解释伪距定位的几何解释3.3 3.3 几个有关的问题几个有关的问题三三 球球 定定 位位 原原 理理第24页/共27页 伪距定位原理是伪距定位原理是GPSGPS原理与应用原理与应用的核心内容，主要介的核心内容，主要介绍了伪距定位观测方程的建立和伪距定位观测方程的解，得到了绍了伪距定位观测方程的建立和伪距定位观测方程的解，得到了必须同时观测必须同时观测4 4颗卫星才能进行定位的结论。颗卫星才能进行定位的结论。作业题作业题1.1