GNSS基础课件011相对定位

单点(绝对)定位/相对定位GPS测量定位方法分类定位模式绝对定位（单点定位）相对定位差分定位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事后定位实时定位观测值类型伪距测量载波相位测量单点定位简介定义单独利用一台接收机确定待定点在地固坐标系中绝对位置的方法定位结果－与所用星历同属一坐标系的绝对坐标采用广播星历时属WGS-84采用IGS–InternationalGPSService精密星历时为ITRF–InternationalTerrestrialReferenceFrames特点优点：一台接收机单独定位，观测简单，可瞬时定位缺点：精度主要受系统性偏差的影响，定位精度低应用领域低精度导航、资源普查、军事、...伪距单点定位的误差方程①对于卫星i，在某一个历元的误差方程为单点定位有4个待定参数，因而至少需要同时观测4颗以上的卫星，才能同时确定出所有的待定参数。伪距单点定位的误差方程②对在某历元同时观测的n颗卫星，其误差方程及位置解为DOP值①DOP（DilutionofPrecision）GDOP–GeometryDilutionofPrecisionPDOP–PositionDilutionofPrecisionTDOP–TimeDilutionofPrecisionHDOP–HorizontalDilutionofPrecisionVDOP–VerticalDilutionofPrecisionDOP值的定义DOP值②DOP值与定位精度DOP值的性质DOP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DOP值越小，定位的几何条件越好GPS相对定位概述①定义确定进行同步观测的接收机之间相对位置的定位方法，称为相对定位。定位结果与所用星历同属一坐标系的基线向量（坐标差）及其精度信息采用广播星历时属WGS-84采用IGS–InternationalGPSService精密星历时为ITRF–InternationalTerrestrialReferenceFrame基线向量中含有：2个方位基准（一个水平方法，一个垂直方位）和1个尺度基准，不含有位置基准特点优点：定位精度高缺点：多台接收共同作业，作业复杂数据处理复杂不能直接获取绝对坐标应用高精度测量定位及导航相对定位概述定义确定进行同步观测的接收机之间相对位置的定位方法，称为相对定位。定位结果与所用星历同属一坐标系的基线向量（坐标差）及其精度信息采用广播星历时属WGS-84采用IGS–InternationalGPSService精密星历时为ITRF–InternationalTerrestrialReferenceFrameA

jA

jkA

jk载波相位测距载波相位观测量载波相位观测值观测值整周计数整周未知数（整周模糊度）载波相位观测值载波相位测量的特点优点精度高，测距精度可达0.1mm量级难点整周未知数问题整周跳变问题长边时的大气残差处理载波相位测量的观测方程相位观测方程：载波相位测量的观测方程原始形式：线性化后：误差方程为：单点载波相位定位的误差方程若在k个历元里每历元均观测了n颗相同的卫星，则误差方程单点载波相位定位的误差方程单点载波相位定位的误差方程假定在k个历元中连续对n颗卫星进行了观测，则通常有3+k+n个待定参数（3个位置参数、k个整周模糊度参数和n个接收机钟差参数），因而，仅采用载波相位观测值无法实现瞬时单点定位。单点载波相位定位的讨论：误差因素的处理卫星数量变化问题解的精度实时、非实时问题（快速精密星历可得？？）浮点解与实数解L1，L2或多频组合PPP（PrecisePointPositioning）的导出误差因素的处理:硬件延迟误差大气模型改正残差轨道误差原始周跳识别与修复卫星与接收机钟差问题多路径误差影响随机模型问题地球潮汐问题卫星数量变化问题卫星健康状况识别与选取升起与落下的未知数处理高度角变化大时的定权轨道统一模拟问题解的精度:目前国际水平0.3米-0.4米，单频机、快速精密星历，近乎单历元（假定20秒左右启动后）《=0.1米，双频机，无电离层组合，快速精密星历，30分钟左右（即PPP近况），以后讲非上述处理方法，即普通广播轨道，单频，依时间从十几米到接近亚米。实时、非实时解算问题延迟允许？星历获取问题两种解算的精度区别浮点解（实数解）与整数解实数解的收敛否？收敛速度问题解算的时间段与收敛分析L1，L2或多频组合两个不同频率的载波(L1,L2)相位观测值间线性组合的一般形式 n,mPPP（PrecisePointPositioning）的导出

若干需要解决的影响因素：单基线相对定位模型SOMECOMMENTS:各形式解的分析：观测方程非差观测方程单差观测方程（站间差）双差观测方程（星间差）由此可以看出利用相位的相对定位需要两台或多台接收机的数据共同处理，即多台作业相对定位典型其它的N解算方法：CHOLESKY分解法AROF法交换天线法P码双频法LAMDA法各种误差对相对定位结果的影响讨论卫星轨道误差–削弱卫星钟差–消除大气折射误差–削弱接收机钟差–消除接收机天线相位中心偏差和变化–消除相对定位的类型静态定位普通静态定位快速静态定位GoandStop快速确定整周未知数动