动态相对定位原理概要

动态相对定位原理如前所述，动态相对定位是将一台接收机安置在一个固定的观测站(或称基准站)上，而另一台接收机安置在运动的载体上，并保持在运动中与基准站的接收机进行同步观测相同卫星，以确定运动载体相对基准站的瞬时位置。按照所采取的观测量性质的不同，动态相对定位可分为测码伪距动态相对定位和测相伪距动态相对定位。目前测码伪距动态相对定位的实时定位精度可达米级。测相伪距动态相对定位是以预先初始化或动态解算载波相位整周未知数为基础的一种高精度动态相对定位法，目前在较小范围内(如〈20km〉的定位精度可达1〜2cm。按照数据处理的方式不同，动态相对定位通常又可分为实时处理和测后处理。实时处理就是在观测过程中实时地获得定位结果，无需存储观测数据。但是流动站和基准站之间必须实时的传输观测数据。这种处理方式主要用于需要实时获取定位数据的导航、监测等工作。测后处理则是在观测工作结束后，通过数据处理而获得定位的结果。这种处理方法可对观测数据进行详细的分析，易于发现粗差，也不需要实时的传输数据。但需要存储观测数据。这种处理方式主要用于基线较长，不需实时获得定位结果的测量工作。下面分别对测码伪距动态相对定位和测相伪距动态相对定位作简单介绍。一、测码伪距动态相对定位如图1,假设地面观测站―为基准站，安置其上的接收机固定不动。而另一台接收机安置在运动载体上，其位置TC)是时间的函数，这是动态相对定位与静态相对定位的根本区i别。因此，动态相对定位与静态相对定位一样，也可以通过求差有效地消除或减弱卫星轨道误差、钟差、大气折射误差等的影响，从而明显提高定位精度。流动站T(误差、钟差、大气折射误差等的影响，从而明显提高定位精度。流动站T(t)的测码伪距观测方程为p‘jC)=pjC)+cStC)-c&j(t)+spj(t)+spjC)iii 1i 2i将流动站与基准站t的同步测码伪距观测量求差，可得单差模型Apfj(t)=bj(t)-pj(t)^+ (t)-8t(t)]i1「i1+6pj(t)—5pj12若略去大气折射残差影响，则上式可简化为]Aprj(t)=Sj(t)-pj(t)」+cAt(t)式中At(t)=6t(t)-6t(t)i1上述单差模型的线性化形式为11pj(/)-8pj(/J22211)(2)Apr丿0=-「Apr丿0=-「0mj(t)nj

iiiSzi+cAtC)+鼻j(t)—pj(t)]i0 14）误差方程为mjC)injiiiSmjC)injiiiSzi+cAtj(t)-pj(t)-ApjC)]i0 15）若以n和nj表示包括基准站在内的观测站总数和同步观测的卫星数，则有Z 单差方程数=（n.-In；未知参数=4（n—1）。4(4(n-1)i同样，对于双差观测方程，进行类似的分析，其求解的必要条件仍是nj>4由上可见，利用测码伪距观测量的不同组合（单差或双差）进行动态相对定位，与动态绝对定位一样，每个历元必须同步观测至少4颗卫星。二、关于测相伪距动态相对定位由于以测相伪距为观测量的动态相对定位法，存在整周模糊度的解算问题，所以在动态相对定位中，目前均采用以测码伪距为观测量的实时定位法。虽然如此，但是以载波相位为观测量的高精度动态相对定位的研究与开发已得到普遍关注，并取得了重要进展。以载波相位为观测量的动态相对定位的关键仍然是整周模糊度的解算问题。在动态观测之前，采用快速解算整周模糊度的方法，解算出载波相位观测量的整周模糊度，则误差方程的形式、误差方程的个数、未知数的个数均与上述测码伪距动态相对定位中的相同，因此在载体运动过程中，只要保持对至少4颗卫星的连续跟踪，就可利用单差或双差模型精确的确定运动载体相对于基准站的瞬时位置。这一方法目前在较小范围内获得了普遍应用。上述定位方法的主要缺点是在动态观测过程中，要求保持对所测卫星的连续跟踪。这在实践中往往是比较困难的，而一旦发生失锁，