GPS相对定位与绝对定位

1、海洋海洋111 111 戴德鑫戴德鑫 2011122769 2011122769 什么是相对定位？什么是相对定位？ 相对定位相对定位是利用两台是利用两台GPSGPS接收机，分别安置在接收机，分别安置在基线的两端，同步观测相同的基线的两端，同步观测相同的GPSGPS卫星，以确定基卫星，以确定基线在协议地球坐标系中的相对位置和基线向量。相线在协议地球坐标系中的相对位置和基线向量。相对定位方法一般可推广到多台接收机安置在若干条对定位方法一般可推广到多台接收机安置在若干条基线的端点，通过同步观测基线的端点，通过同步观测GPSGPS卫星，以确定多条卫星，以确定多条基线向量。基线向量。T1T2s1s2s3

2、s4相对定位的分类相对定位的分类静态相对定位静态相对定位 1.定义定义 用两台接接收机分别安置在基线的两个端点，用两台接接收机分别安置在基线的两个端点，其位置静止不动，同步观测相同的其位置静止不动，同步观测相同的4颗以上卫星，确颗以上卫星，确定两个端点在协议地球坐标系中的相对位置，这就定两个端点在协议地球坐标系中的相对位置，这就叫做静态相对定位。叫做静态相对定位。 2.定位原理定位原理 在一个范围不大的区域内，同步观测相同的卫在一个范围不大的区域内，同步观测相同的卫星，卫星的轨道误差、卫星钟钟差、接收机钟差以星，卫星的轨道误差、卫星钟钟差、接收机钟差以及电离层和对流层的折射误差等，对观测量的影

3、响及电离层和对流层的折射误差等，对观测量的影响具有一定的相关性，利用观测量的不同线性组合，具有一定的相关性，利用观测量的不同线性组合，进行相对定位，就可以有效地减弱上述误差对定位进行相对定位，就可以有效地减弱上述误差对定位的影响。的影响。3.定位精度定位精度 5mm+1ppmD 广播星历广播星历 10-6-10-7 精密星历精密星历 10-8-10-94.定位特点定位特点 在观测过程中，接收机固定不动，这样可以通过连续观在观测过程中，接收机固定不动，这样可以通过连续观测取得足够多的多余观测数据，提高定位精度。测取得足够多的多余观测数据，提高定位精度。 一般采用载波相位观测值作为基本观测量。载波

4、频率大、一般采用载波相位观测值作为基本观测量。载波频率大、波长短，测量精度远高于测码伪距测量。波长短，测量精度远高于测码伪距测量。 为提高精度，一般将观测值进行求差，形成新的观测值为提高精度，一般将观测值进行求差，形成新的观测值（虚拟观测值），以此消除卫星的轨道误差、卫星钟钟差、（虚拟观测值），以此消除卫星的轨道误差、卫星钟钟差、接收机钟差以及电离层和对流层的折射误差等的影响。接收机钟差以及电离层和对流层的折射误差等的影响。5.优点优点消除或减弱一些具有系统性误差的影响，消除或减弱一些具有系统性误差的影响，如卫星轨道误差、钟差和大气折射误差等。如卫星轨道误差、钟差和大气折射误差等。减少平差计算

5、中未知数的个数。减少平差计算中未知数的个数。6.缺点缺点 静态相对定位的观测每个点需要静态相对定位的观测每个点需要30分分钟以上，而且数据需要测后处理，因此无钟以上，而且数据需要测后处理，因此无法进行导航。法进行导航。1、定义：用一台接收机安置在基准站上固定不动，另一台接收机安置在运、定义：用一台接收机安置在基准站上固定不动，另一台接收机安置在运 动载体上，两台接收机同时观测相同卫星，以确定运动点相对与动载体上，两台接收机同时观测相同卫星，以确定运动点相对与基基 准站的实时位置。准站的实时位置。2、分类：动态相对定位根据观测量的不同，分为以、分类：动态相对定位根据观测量的不同，分为以测码伪距测

6、码伪距为观测量的动为观测量的动 态相对定位，以态相对定位，以测相伪距测相伪距为观测量的动态相对定位为观测量的动态相对定位。测码伪距动态相对定位：测码伪距动态相对定位：目前实时定位精度为米级。以相对定位原理为基础目前实时定位精度为米级。以相对定位原理为基础的实时差分的实时差分GPS可有效减弱卫星误差、钟差、大气折射误差以及可有效减弱卫星误差、钟差、大气折射误差以及SA政策影政策影响，定位精度远远高于测码伪距动态绝对定位。响，定位精度远远高于测码伪距动态绝对定位。测相伪距动态相对定位：测相伪距动态相对定位：是预先初始化或动态解算载波相位郑整周未知数为是预先初始化或动态解算载波相位郑整周未知数为基础

7、的一种高精度动态相对定位法，目前较小范围内（小于基础的一种高精度动态相对定位法，目前较小范围内（小于20km）,定位定位精度达精度达1-2cm。动态相对定位动态相对定位3、定位原理、定位原理1）设置基准站设置基准站-在测区内部设在测区内部设置基准站，安置接收机连续跟置基准站，安置接收机连续跟踪观测踪观测 4 颗卫星；颗卫星；2) 设置流动站设置流动站-在运动平台上在运动平台上设置接收机；设置接收机；目前普遍采用的差分组合目前普遍采用的差分组合单差（单差（Single-DifferenceSD）:在不同观测站，同步在不同观测站，同步观测相同卫星所得观测量之差。表示为观测相同卫星所得观测量之差。表

8、示为：)()()(12tttjjj单差单差双差（双差（Double-DifferenceDD）：在不同观测站）：在不同观测站，同同步观测同一组卫星，所得单差之差。符号表示为步观测同一组卫星，所得单差之差。符号表示为：)()()()()()()(1212tttttttjjkkjkk双差双差三差（三差（Triple-DifferenceTD）：于不同历元，同步）：于不同历元，同步观测同一组卫星，所得观测量的双差之差。表达式为：观测同一组卫星，所得观测量的双差之差。表达式为：)()()()()()()()()()()(111211122122212212tttttttttttjjkkjjkkkkk三

9、差三差所以，上述式子主要是为了消除以下影响：所以，上述式子主要是为了消除以下影响：单差方程式单差方程式：消除卫星钟差的影响消除卫星钟差的影响双差方程式：双差方程式：消除了接收机钟差的影响消除了接收机钟差的影响三差方程式：三差方程式：方程右端的未知数只有观测站方程右端的未知数只有观测站T2 的的坐标坐标，消除了整周未知数的影响消除了整周未知数的影响绝对定位简介绝对定位简介GPS绝对定位原理：绝对定位原理： GPS绝对定位也叫单点定位，即利用绝对定位也叫单点定位，即利用GPS卫星和用卫星和用户接收机之间的距离观测值直接确定用户接收机天线在户接收机之间的距离观测值直接确定用户接收机天线在WGS-84

10、坐标系中相对于坐标原点坐标系中相对于坐标原点地球质心的绝对地球质心的绝对位置。绝对定位又分为静态绝对定位和动态绝对定位。位置。绝对定位又分为静态绝对定位和动态绝对定位。绝对定位的特点：绝对定位的特点：1、定位精度受卫星轨道误差、钟差和信号传播误差等、定位精度受卫星轨道误差、钟差和信号传播误差等因素的影响。尽管可以通过一定的模型进行削弱，但是因素的影响。尽管可以通过一定的模型进行削弱，但是残差仍不可忽视，因此精度低，远不能满足精密大地测残差仍不可忽视，因此精度低，远不能满足精密大地测量的求；量的求；2、只需一台接收机观测卫星进行定位，定位原理、设、只需一台接收机观测卫星进行定位，定位原理、设备和操作过程简单、方便。常用于精度要求不高的运动备和操作过程简单、方便。常用于精度要求不高的运动载体的导航。载体的导航。 相对定位可以消除或减弱一些具有系统性误差相对定位可以消除或减弱一些具有系统性误差的影响，如卫星轨道误差、钟差和大气折射误差等，的影响，如卫星轨道误差、钟差和大气折射误差等，而绝对而绝对定位受卫星轨道误差，钟同步误差及信号传定位受卫星轨道误差，钟同步误差及信号传播误差等因素的影响，精度只能达到米级