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文档简介
卫星定位理论与方法测量与导航工程系导航与定位教研室陈明剑第14次课精度评定上次课内容取接收机某一初值(X0、Y0、Z0),有:其中
e为方向余弦XρSPXj-X当观测有4颗卫星时,j=1~4,有:
当卫星多于4颗时,可以有最小二乘解算采用迭代法求解,一般二次解得误差方程法方程未知参数解未知参数的权逆阵m为伪距观测精度,qii是QX的第i行i列元素其中未知参数精度(中误差)参数精度mX取决于观测精度m和系数阵A,而A只与卫星和接收机几何位置有关,同一类接收机m是不变的,不同地区、不同时间、不同卫星的导航解精度也不同,需有一技术指标衡量导航解的精度观测值等权:协方差矩阵:估值精度有两部分构成:1、观测值等效误差(UERE:userequivalentrangeerror)UERE=URE(UserRangeError)+UEE(UserEquipmentError)SPS:SAon:URER25米SAoff:URER5米2、卫星几何结构有关(GDOP:geometricdilutionofprecision)GPSexhibitsstatisticalaccuracydistributionsbecauseUEREandGDOParecontinuouslyvariable.UERE(UserEquivalentRangeError)isameasureoftheerrorintherangemeasurementtoeachsatelliteasseenbythereceiver.GDOPisameasureoftheerrorcontributedbythegeometricrelationshipofthesatellitesasseenbythereceiver.PositionAccuracyUERE=URE+UEEURE(UserRangeError)istheportionoftheUEREallocatedtotheSpaceandControlsegment.UEE(UserEquipmentError)istheportionoftheUEREallocatedtotheuserequipment.Therefore,receiverpositionaccuracymustbespecifiedforconditionsofDOPandURE.Dynamicpositioningaccuracyrequirementsmusttakeintoaccounttheeffectofvehiclemotionaswell.GeneralDOPconditionsPDOP<6,HDOP<4,VDOP<4.5,andTDOP<2.解的误差协方差阵为:在导航中,经常用到精度衰减因子DOP(DilutionofPrecision)来表示卫星空间图形的贡献。空间精度衰减因子GDOP(GeometricalDOP):
位置精度衰减因子PDOP(PositionDOP):平面精度衰减因子HDOP(HorizontalDOP):垂直精度衰减因子VDOP(VerticalDOP):时间精度衰减因子TDOP(TimeDOP):定义及协方差阵和误差间的关系,有下列关系式:由上面的可知:定位精度若要越高,定位误差越小,DOP值就要越小,即定位精度和DOP值成正比,一般规定GDOP值应小于6。-
Wanttetrahedronaslargeaspossible- WantindexaslowaspossiblePDOP
PositionDilutionofPrecisionGarminsViewofMappingTypicalMappingGradeGPSSettings-PDOP=99-SNR=2-MaskAngle=5ºPDOP=6SNR=6MaskAngle=15ºPDOPof6orLess-GoodDOPof3orLess-GoodPDOP/DOP
PositionDilutionofPrecisionGarminonlyShowsDOPThat’s1/2ofPDOPDilutionofPrecision(DOP)
DOPisafunctionexpressingthemathematicalqualityofsolutionsbasedonthegeometryofthesatellites.Ithasabestcasevalueof1,highernumbersbeingworse.DilutionofPrecision(DOP)3.GPS导航精度评定指标HDOP:水平精度衰减因子VDOP:垂直精度衰减因子PDOP:位置精度衰减因子TDOP:时间精度衰减因子GDOP:几何精度衰减因子六面体的体积越大,所测卫星的空间分布范围也越大,反之越小,GDOP值越大。
DilutionOfPrecision(3)PDOP=PositionDilutionOfPrecision(MostCommonlyUsed)VDOP=VerticalDilutionOfPrecisionGDOP=GeometricDilutionOfPrecisionHDOP=HorizontalDilutionOfPrecisionTDOP=TimeDilutionOfPrecisionQUALITY DOPVeryGood 1-3Good 4-5Fair 6Suspect >6MissionPlanningIsCriticaltoObtainGoodDOPIntuitiveConceptsofXDOP3.GPS导航精度评定指标DilutionOfPrecision(DOP)AMeasureofTheGeometryOfTheVisibleGPSConstellationGoodDOPPoorDOPPoorGDOPResultswhenanglesfromreceivertothesetofSVsusedaresimilarGoodGDOPAnglesfromreceivertoSVsaredifferentGDOP作用:1、衡量卫星几何结构对精度的影响GDOP变化比URER快2、最佳选星GeneralDOPconditionsPDOP<6,HDOP<4,VDOP<4.5,andTDOP<2.Howdoessatellitegeometryinfluenceaccuracy?Atelemetryexample(2D):90oShapeofareawhichmaycontaintransmitter30oShapeofareawhichmaycontaintransmitterReceiverWithoutcorrectingfortheseerrors,wecanachieveabouta5maccuracywithparalleltrackingunits(goodones),or10mwithserialtrackingunits(cheapones).Severalsourcesoferrorareverydifficulttocorrectfor.Fortunately,thelargesterrorsourcescanbecorrectedforusingdifferentialprocessing.Withdifferentialprocessing,wecanachieveaccuraciesof<1m,andevencentimeteraccuracywiththerightreceiver.GPSAccuracyRelationshipPOSITIONERROR=PDOPXUERE-DependsonGeometry-Dependsonsatellitepositionerrors,propagationerrors,andinstrumentationerrorsCodeRangeResultsAutonomousPosition+/-10m(30ft)error(horizontal)+/-15m(45ft)error(vertical)CarrierPhaseResultsMeasuredReducedBaselineorVector(cmprecision)Azimuth=212o42’49.8244”Distance=557.05307mDeltaEle
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