GNSS基礎知識-PPT精選文檔

GNSS基礎知識簡介趙新峰集思事業(yè)部華東分公司GNSS基礎知識簡介趙新峰集思事業(yè)部華東分公司GPS定位技術概述英文全稱是NAVigationSatelliteTimingAndRangingGlobalPositionSystem（導航星測時與測距全球定位系統(tǒng)），簡稱GPS，有時也被稱作NAVSTARGPS。美國國防部負責開發(fā)空基全天侯導航定位系統(tǒng)用以滿足軍方在地面或近地空間內獲取目標或載體的位置、速度和時間信息的要求同時也可為民間用戶提供類似但受限的免費服務GPS定位技術概述英文全稱是NAVigationSate2GPS的組成部分GPS系統(tǒng)由三部分組成1、空間部分（SpaceSegment）2、地面控制部分（GroundSegment）3、用戶設備部分（UserSegment）GPS的組成部分GPS系統(tǒng)由三部分組成3空間部分：

提供星歷和時間信息

發(fā)射偽距和載波信號

提供其它輔助信息用戶部分：

接收并測定衛(wèi)星信號

記錄原始數(shù)據(jù)

得到導航定位信息地面控制部分：

解算中心控制參數(shù)

實現(xiàn)時間同步

跟蹤衛(wèi)星并進行定規(guī)GPS的組成部分空間部分：

提供星歷和時間信息

發(fā)射偽距和載波信號

提供其它4GPS的系統(tǒng)組成：空間部分GPS衛(wèi)星星座

設計星座：21+321顆正式的工作衛(wèi)星+3顆活動的備用衛(wèi)星

6個軌道面，平均軌道高度20200km，軌道傾角55，周期11h58min（顧及地球自轉，地球-衛(wèi)星的幾何關系每天提前4min重復一次）保證在每天24小時的任何時刻，在高度角15以上，能夠同時觀測到4顆以上衛(wèi)星GPS的系統(tǒng)組成：空間部分GPS衛(wèi)星星座5GPS的系統(tǒng)組成：地面控制部分GPS的地面控制部分組成：主控站（1個）監(jiān)測站（5個）注入站（3個）作用：監(jiān)測和控制衛(wèi)星運行編算衛(wèi)星星歷（導航電文）保持系統(tǒng)時間。GPS的系統(tǒng)組成：地面控制部分GPS的地面控制部分6GPS的系統(tǒng)組成：用戶部分組成GPS信號接收機及輔助設備作用跟蹤、捕獲衛(wèi)星信號進行信號處理測定位置、速度和時間GPS信號接收機的構成天線單元接收單元GPS的系統(tǒng)組成：用戶部分組成7GPS信號

載波（CarrierPhase）測距碼（RangingCode）導航電文（NavigationMessage/DataMessage）GPS信號的基本組成部分（信號分量）GPS信號GPS信號的基本組成部分（信號分量）8GPS信號結構：載波載波作用：搭載其它信號，也可用于測量（測距）。類型目前L1：頻率：1575.43MHz，波長：19cmL2：頻率：1227.60MHz，波長：24cm現(xiàn)代化后增加L5：頻率：1176.45MHz，波長：26cmGPS信號結構：載波載波9GPS信號結構：測距碼測距碼屬于偽隨機噪聲碼–PRN碼（PseudoRandomNoise）類型（目前）C/A（C1）碼速：1.023MHz碼元長度：293mP(Y)1、P(Y)2碼速：10.23MHz碼元長度：29.3m現(xiàn)代化后增加C2M1、M2(軍用碼)GPS信號結構：測距碼測距碼10GPS信號結構：導航電文導航電文碼速：50bps內容：廣播星歷（導航信息）衛(wèi)星鐘改正歷書（概略星歷）電離層信息衛(wèi)星健康狀況GPS信號結構：導航電文導航電文11?小知識你知道嗎？

?GPS衛(wèi)星信號由兩萬公里以500W傳送，到達地面僅剩10-13W

?除了大家熟知的L1、L2、L5外，GPS衛(wèi)星還擁有L3、L4信號：L3(1381.05MHz)–美國國防部用來探測導彈發(fā)射、核爆炸以及其他高能量紅外線事件。L4(1841.40MHz)–正被研究提供更多的電離層改正。?小知識你知道嗎？

?GPS衛(wèi)星信號由兩萬公里以5012在同一平面上，通過測量到兩個已知點的精確距離，可以精密地確定出平面位置。..PQ我的位置應該在P點或Q點GPS定位原理在同一平面上，通過測量到兩個已知點的精確距離，可以精密地確定13如何在三維空間中得到位置坐標？如果能夠精確測定出觀測者到三個參考點（參考點的坐標已知）的距離D，那么觀測者必然處在以這三個參考點為圓心，以觀測距離（D1、D2、D3）為半徑的三個球體的交點上。

也就是說，只要知道三個已知點的坐標，知道一個未知點分別到這三個已知點的距離，就能把這個未知點的位置（即空間坐標）確定下來。這種定位方法稱為距離交會法GPS定位原理如何在三維空間中得到位置坐標？如果能夠精確測定出觀測者到三個14GPS定位原理GPS定位本質：距離后方交會理論上，三顆衛(wèi)星就能夠確定地面衛(wèi)星接收機的位置。三顆衛(wèi)星在三維空間中其實有兩個交點，但一個在太空，一個在大氣層內。GPS定位原理GPS定位本質：距離后方交會理論15GPS定位是通過GPS接收機同時接收4顆以上的GPS衛(wèi)星發(fā)出的信號來測定接收機在地球上的位置。四顆衛(wèi)星可以確定一個點坐標。為什么必須是4顆星才能定位？難道3顆不可以嗎？備注：定位原理其實就是距離后方交會，簡單地講，就是天上衛(wèi)星的位置已知，GPS接收機把它到這些衛(wèi)星的距離測出來，然后通過距離公式把坐標反算出來，但是具體的實現(xiàn)方式不同類型的GPS都不同，比如有偽距定位和載波相位定位等等。GPS定位原理GPS定位是通過GPS接收機同時接收4顆以上的GPS衛(wèi)16GPS定位原理解算方程：：衛(wèi)星位置坐標，已知量：接收機位置坐標，未知數(shù)：衛(wèi)星到接收機的距離，待觀測量測距方法：偽距測量、載波相位測量+：接收機鐘差，未知數(shù)四個未知數(shù)，至少需要四組方程，即需要四顆觀測衛(wèi)星GPS定位原理解算方程：：衛(wèi)星位置坐標，已知量：接收機位置坐17偽距測量偽距測距是根據(jù)接收到得C/A碼和電文內容，通過信號的發(fā)射和接收時間差的計算，從而算出衛(wèi)星和接收機的距離，但由于衛(wèi)星時鐘和接收機存在的鐘差，因此計算出來的距離并不是真實的值，所以稱為偽距。偽距測量偽距測距是根據(jù)接收到得C/A碼和電文內容，通過信號的18載波相位測量itjjtjitjijttRjjl-=ti是首次觀測時刻，其相位為FI(ti)（范圍在0-360之間）,Fi(tj)是tj秒觀測的相位值（范圍任意），則ti和tj之間的距離可以表達為兩個相位差與波長的乘積。載波測距原理載波相位測量itjjtjitjijttRjjl-=19GPS定位的特點作業(yè)范圍：全球地面覆蓋，無須通視作業(yè)時間：實時，全天候成果精度：精度高勞動強度：自動化程度高三維坐標：真三維坐標GPS定位的特點作業(yè)范圍：全球地面覆蓋，無須通視20GPS定位模式定位模式絕對定位（單機定位）相對定位（差分定位）定位時接收機天線的運動狀態(tài)靜態(tài)定位動態(tài)定位獲得定位結果的時效事后定位實時定位觀測值類型偽距測量載波相位測量GPS定位模式定位模式21絕對定位（單機定位）絕對定位（單機定位）22相對定位（差分定位）已知：衛(wèi)星坐標觀測：至少8個距離、相位。待求：基線AB的(X,Y,Z)、(B,L,H)精度：偽距1m,相位1cm甚至mm相對定位（差分定位）已知：衛(wèi)星坐標23衛(wèi)星定位技術的發(fā)展非差相位精密單點定位（PPP）網(wǎng)絡RTK技術偽距單點定位偽距差分定位載波靜態(tài)定位絕對定位相對定位常規(guī)RTK廣域差分定位定位技術-X第一代第二代第三代第四代衛(wèi)星定位技術的發(fā)展非差相位精密單點定位網(wǎng)絡RTK技術偽距單點24目前熱點技術非差相位精密單點定位技術結合廣域差分技術和單點定位技術。要求：精密衛(wèi)星軌道、衛(wèi)星鐘參數(shù)。定位精度：0.1-0.5m網(wǎng)絡RTK定位技術結合RTK和基準站技術要求：在區(qū)域內架設多個基準站定位精度：0.01-0.05m（水平實時）目前熱點技術非差相位精密單點定位技術25GPS觀測精度分布譜GPS定位平面精度譜圖例5%50%95%分布絕對差分相位觀測值碼觀測值1mm2mm5mm1cm2cm5cm10cm20cm50cm1m2m5m10m20m50m100mSPS——標準定位服務PPS——精密定位服務SA——選擇可用性測量（靜態(tài)）（+1ppm）載波相位RTK導航偽距/載波相位浮動解相位平滑偽距DGPS偽距DGPSPPSSPS（無SA）SPS（有SA）定位方法GPS觀測精度分布譜GPS定位平面精度譜圖例5%50%95%26GPS測量定位的主要誤差來源與衛(wèi)星有關的誤差衛(wèi)星軌道誤差衛(wèi)星鐘差相對論效應與傳播途徑有關的誤差電離層延遲和折射對流層延遲和折射多路徑效應與接收設備有關的誤差接收機天線相位中心的偏差和變化接收機鐘差接收機內部噪聲GPS測量定位的主要誤差源GPS測量定位的主要誤差來源與衛(wèi)星有關的誤差GPS測量定位的27GPS差分技術概述差分GPS產生的誘因：絕對定位精度不能滿足要求GPS絕對定位的精度受多種誤差因素的影響，完全滿足某些特殊應用的要求美國的GPS政策對GPS絕對定位精度的影響（選擇可用性SA）差分GPS（DGPS–DifferentialGPS）利用設置在坐標已知的點（基準站）上的GPS接收機測定GPS測量定位誤差，用以提高在一定范圍內其它GPS接收機（流動站）測量定位精度的方法GPS差分技術概述差分GPS產生的誘因：絕對定位精度不能滿足28差分GPS的基本原理誤差的空間相關性以上各類誤差中除多路徑效應均具有較強的空間相關性，從而定位結果也有一定的空間相關性。差分GPS的基本原理利用基準站（設在坐標精確已知的點上）測定具有空間相關性的誤差或其對測量定位結果的影響，供流動站改正其觀測值或定位結果差分改正數(shù)的類型距離改正數(shù)：利用基準站坐標和衛(wèi)星星歷可計算出站星間的計算距離，計算距離減去觀測距離即為距離改正數(shù)。位置（坐標）改正數(shù)：基準站上的接收機對GPS衛(wèi)星進行觀測，確定出測站的觀測坐標，測站的已知坐標與觀測坐標之差即為位置的改正數(shù)。差分GPS的基本原理誤差的空間相關性29差分GPS的分類位置差分距離差分距離改正坐標改正根據(jù)時效性實時差分事后差分根據(jù)觀測值類型偽距差分載波相位差分根據(jù)差分改正數(shù)位置差分（坐標差分）距離差分根據(jù)工作原理和差分模型局域差分（LADGPS–LocalAreaDGPS）單基準站差分多基準站差分廣域差分（WADGPS–WideAreaDGPS）差分GPS的分類位置差分距離差分距離改正坐標改正根據(jù)時效性30位置差分和距離差分的特點距離差分差分改正計算的數(shù)學模型簡單差分數(shù)據(jù)的數(shù)據(jù)量少基準站與流動站要求觀測完全相同的一組衛(wèi)星位置差分差分改正計算的數(shù)學模型較復雜差分數(shù)據(jù)的數(shù)據(jù)量較多基準站與流動站不要求觀測完全相同的一組衛(wèi)星位置差分和距離差分的特點距離差分31主要GPS差分技術局域差分單站局域差分：DGPS，RTK多站局域差分：MultiBaseRTK網(wǎng)絡局域差分：MAC，VRS，F(xiàn)KP，CBI廣域差分應用熱點主要GPS差分技術局域差分32主要差分方法-單基準站局域差分基準站數(shù)據(jù)通訊鏈流動站（用戶）結構基準站（一個）、數(shù)據(jù)通訊鏈和用戶數(shù)學模型（差分改正數(shù)的計算方法）提供距離改正和距離改正的變率特點優(yōu)點：結構、模型簡單缺點：差分范圍小，精度隨距基準站距離的增加而下降，可靠性低主要差分方法-單基準站局域差分基準站數(shù)據(jù)通訊鏈流動站（用戶）33主要差分方法-多基準站局域差分結構基準站（多個）、數(shù)據(jù)通訊鏈和用戶數(shù)學模型（差分改正數(shù)的計算方法）加權平均偏導數(shù)法最小方差法特點優(yōu)點：差分精度高、可靠性高，差分范圍增大缺點：差分范圍仍然有限，模型不完善主要差分方法-多基準站局域差分結構34主要差分方法-廣域差分結構基準站（多個）、數(shù)據(jù)通訊鏈和用戶數(shù)學模型（差分改正數(shù)的計算方法）與普通差分不相同普通差分是考慮的是誤差的綜合影響廣域差分對各項誤差加以分離，建立各自的改正模型用戶根據(jù)自身的位置，對觀測值進行改正特點優(yōu)點：差分精度高、差分精度與距離無關、差分范圍大缺點：系統(tǒng)結構復雜、建設費用高主要差分方法-廣域差分結構35應用熱點①增強型系統(tǒng)特點偽衛(wèi)星技術衛(wèi)星通訊技術類型LAAS–LocalAreaAugmentationSystem采用地基偽衛(wèi)星WAAS–WideAreaAugmentationSystem采用空基偽衛(wèi)星采用通訊衛(wèi)星發(fā)送差分改正數(shù)應用熱點①增強型系統(tǒng)36應用熱點②VRS–VirtualReferenceStation作業(yè)模型類似RTK原理利用基準站網(wǎng)計算出用戶附近某點（虛擬參考站）各項誤差改正，再將它們加到利用虛擬參考站坐標和衛(wèi)星坐標所計算出的距離之上，得出虛擬參考站上的虛擬觀測值，將其發(fā)送給用戶，進行實時相對定位。特點精度和可靠性高屬網(wǎng)絡RTK應用熱點②VRS–VirtualReferenceS37RTK技術RTK技術：RTK（RealTimeKinematics）：利用載波相位進行實時定位，屬于距離差分。RTK算法本質上是靜態(tài)相對處理：單差，雙差。RTK技術的關鍵是動態(tài)雙差整周模糊度搜索和定位可靠性。FARA技術LAMDA技術雙頻P碼技術OTF技術……RTK技術RTK技術：38RTK類型類型：載波相位差分基準站發(fā)送未改正的觀測值RTCMSC-104數(shù)據(jù)報文18，19精度：厘米級準載波相位差分基準站發(fā)送載波相位改正值RTCMSC-104數(shù)據(jù)報文20，21精度：分米級RTK類型類型：39RTK系統(tǒng)RTK系統(tǒng)基準站單元，數(shù)據(jù)鏈單元，流動站單元RTK系統(tǒng)RTK系統(tǒng)40RTK系統(tǒng)-基準站基準站要求：雙頻，具有RTK差分基準站數(shù)據(jù)輸出功能，帶有可抑制多路徑效應的天線。觀測值：P1，P2，L1，L2采樣率：根據(jù)實際要求，一般要求1S或以上。輸出：自定義格式、RTCMSC104標準格式或CMR+。結構：GPS接收機、天線、數(shù)據(jù)發(fā)播設備RTK系統(tǒng)-基準站基準站41RTK系統(tǒng)-流動站流動站要求：雙頻，具備RTK差分功能觀測值：P1、P2、L1、L2采樣率：根據(jù)實際要求，一般要求1S或以上。輸入：自定義格式、RTCMSC-104或CMR組成：天線、接收機、數(shù)據(jù)接收設備、手簿RTK系統(tǒng)-流動站流動站42RTK系統(tǒng)-數(shù)據(jù)鏈路類型UHF/VHF速度一般在200到4800bps，非連接優(yōu)點：面狀廣播式，可以同時供多個用戶使用，通信接入方式透明（RS-232接口）缺點：易受干擾，繞射能力差；陸地作用距離有限公眾網(wǎng)絡：GSM，CDMA，GPRS速度一般在4800到150kbps，面向連接的方式優(yōu)點：可靠性好，距離不受限制缺點：受到公眾網(wǎng)絡的通信條件影響。RTK系統(tǒng)-數(shù)據(jù)鏈路類型43謝謝！謝謝！44GNSS基礎知識簡介趙新峰集思事業(yè)部華東分公司GNSS基礎知識簡介趙新峰集思事業(yè)部華東分公司GPS定位技術概述英文全稱是NAVigationSatelliteTimingAndRangingGlobalPositionSystem（導航星測時與測距全球定位系統(tǒng)），簡稱GPS，有時也被稱作NAVSTARGPS。美國國防部負責開發(fā)空基全天侯導航定位系統(tǒng)用以滿足軍方在地面或近地空間內獲取目標或載體的位置、速度和時間信息的要求同時也可為民間用戶提供類似但受限的免費服務GPS定位技術概述英文全稱是NAVigationSate46GPS的組成部分GPS系統(tǒng)由三部分組成1、空間部分（SpaceSegment）2、地面控制部分（GroundSegment）3、用戶設備部分（UserSegment）GPS的組成部分GPS系統(tǒng)由三部分組成47空間部分：

提供星歷和時間信息

發(fā)射偽距和載波信號

提供其它輔助信息用戶部分：

接收并測定衛(wèi)星信號

記錄原始數(shù)據(jù)

得到導航定位信息地面控制部分：

解算中心控制參數(shù)

實現(xiàn)時間同步

跟蹤衛(wèi)星并進行定規(guī)GPS的組成部分空間部分：

提供星歷和時間信息

發(fā)射偽距和載波信號

提供其它48GPS的系統(tǒng)組成：空間部分GPS衛(wèi)星星座

設計星座：21+321顆正式的工作衛(wèi)星+3顆活動的備用衛(wèi)星

6個軌道面，平均軌道高度20200km，軌道傾角55，周期11h58min（顧及地球自轉，地球-衛(wèi)星的幾何關系每天提前4min重復一次）保證在每天24小時的任何時刻，在高度角15以上，能夠同時觀測到4顆以上衛(wèi)星GPS的系統(tǒng)組成：空間部分GPS衛(wèi)星星座49GPS的系統(tǒng)組成：地面控制部分GPS的地面控制部分組成：主控站（1個）監(jiān)測站（5個）注入站（3個）作用：監(jiān)測和控制衛(wèi)星運行編算衛(wèi)星星歷（導航電文）保持系統(tǒng)時間。GPS的系統(tǒng)組成：地面控制部分GPS的地面控制部分50GPS的系統(tǒng)組成：用戶部分組成GPS信號接收機及輔助設備作用跟蹤、捕獲衛(wèi)星信號進行信號處理測定位置、速度和時間GPS信號接收機的構成天線單元接收單元GPS的系統(tǒng)組成：用戶部分組成51GPS信號

載波（CarrierPhase）測距碼（RangingCode）導航電文（NavigationMessage/DataMessage）GPS信號的基本組成部分（信號分量）GPS信號GPS信號的基本組成部分（信號分量）52GPS信號結構：載波載波作用：搭載其它信號，也可用于測量（測距）。類型目前L1：頻率：1575.43MHz，波長：19cmL2：頻率：1227.60MHz，波長：24cm現(xiàn)代化后增加L5：頻率：1176.45MHz，波長：26cmGPS信號結構：載波載波53GPS信號結構：測距碼測距碼屬于偽隨機噪聲碼–PRN碼（PseudoRandomNoise）類型（目前）C/A（C1）碼速：1.023MHz碼元長度：293mP(Y)1、P(Y)2碼速：10.23MHz碼元長度：29.3m現(xiàn)代化后增加C2M1、M2(軍用碼)GPS信號結構：測距碼測距碼54GPS信號結構：導航電文導航電文碼速：50bps內容：廣播星歷（導航信息）衛(wèi)星鐘改正歷書（概略星歷）電離層信息衛(wèi)星健康狀況GPS信號結構：導航電文導航電文55?小知識你知道嗎？

?GPS衛(wèi)星信號由兩萬公里以500W傳送，到達地面僅剩10-13W

?除了大家熟知的L1、L2、L5外，GPS衛(wèi)星還擁有L3、L4信號：L3(1381.05MHz)–美國國防部用來探測導彈發(fā)射、核爆炸以及其他高能量紅外線事件。L4(1841.40MHz)–正被研究提供更多的電離層改正。?小知識你知道嗎？

?GPS衛(wèi)星信號由兩萬公里以5056在同一平面上，通過測量到兩個已知點的精確距離，可以精密地確定出平面位置。..PQ我的位置應該在P點或Q點GPS定位原理在同一平面上，通過測量到兩個已知點的精確距離，可以精密地確定57如何在三維空間中得到位置坐標？如果能夠精確測定出觀測者到三個參考點（參考點的坐標已知）的距離D，那么觀測者必然處在以這三個參考點為圓心，以觀測距離（D1、D2、D3）為半徑的三個球體的交點上。

也就是說，只要知道三個已知點的坐標，知道一個未知點分別到這三個已知點的距離，就能把這個未知點的位置（即空間坐標）確定下來。這種定位方法稱為距離交會法GPS定位原理如何在三維空間中得到位置坐標？如果能夠精確測定出觀測者到三個58GPS定位原理GPS定位本質：距離后方交會理論上，三顆衛(wèi)星就能夠確定地面衛(wèi)星接收機的位置。三顆衛(wèi)星在三維空間中其實有兩個交點，但一個在太空，一個在大氣層內。GPS定位原理GPS定位本質：距離后方交會理論59GPS定位是通過GPS接收機同時接收4顆以上的GPS衛(wèi)星發(fā)出的信號來測定接收機在地球上的位置。四顆衛(wèi)星可以確定一個點坐標。為什么必須是4顆星才能定位？難道3顆不可以嗎？備注：定位原理其實就是距離后方交會，簡單地講，就是天上衛(wèi)星的位置已知，GPS接收機把它到這些衛(wèi)星的距離測出來，然后通過距離公式把坐標反算出來，但是具體的實現(xiàn)方式不同類型的GPS都不同，比如有偽距定位和載波相位定位等等。GPS定位原理GPS定位是通過GPS接收機同時接收4顆以上的GPS衛(wèi)60GPS定位原理解算方程：：衛(wèi)星位置坐標，已知量：接收機位置坐標，未知數(shù)：衛(wèi)星到接收機的距離，待觀測量測距方法：偽距測量、載波相位測量+：接收機鐘差，未知數(shù)四個未知數(shù)，至少需要四組方程，即需要四顆觀測衛(wèi)星GPS定位原理解算方程：：衛(wèi)星位置坐標，已知量：接收機位置坐61偽距測量偽距測距是根據(jù)接收到得C/A碼和電文內容，通過信號的發(fā)射和接收時間差的計算，從而算出衛(wèi)星和接收機的距離，但由于衛(wèi)星時鐘和接收機存在的鐘差，因此計算出來的距離并不是真實的值，所以稱為偽距。偽距測量偽距測距是根據(jù)接收到得C/A碼和電文內容，通過信號的62載波相位測量itjjtjitjijttRjjl-=ti是首次觀測時刻，其相位為FI(ti)（范圍在0-360之間）,Fi(tj)是tj秒觀測的相位值（范圍任意），則ti和tj之間的距離可以表達為兩個相位差與波長的乘積。載波測距原理載波相位測量itjjtjitjijttRjjl-=63GPS定位的特點作業(yè)范圍：全球地面覆蓋，無須通視作業(yè)時間：實時，全天候成果精度：精度高勞動強度：自動化程度高三維坐標：真三維坐標GPS定位的特點作業(yè)范圍：全球地面覆蓋，無須通視64GPS定位模式定位模式絕對定位（單機定位）相對定位（差分定位）定位時接收機天線的運動狀態(tài)靜態(tài)定位動態(tài)定位獲得定位結果的時效事后定位實時定位觀測值類型偽距測量載波相位測量GPS定位模式定位模式65絕對定位（單機定位）絕對定位（單機定位）66相對定位（差分定位）已知：衛(wèi)星坐標觀測：至少8個距離、相位。待求：基線AB的(X,Y,Z)、(B,L,H)精度：偽距1m,相位1cm甚至mm相對定位（差分定位）已知：衛(wèi)星坐標67衛(wèi)星定位技術的發(fā)展非差相位精密單點定位（PPP）網(wǎng)絡RTK技術偽距單點定位偽距差分定位載波靜態(tài)定位絕對定位相對定位常規(guī)RTK廣域差分定位定位技術-X第一代第二代第三代第四代衛(wèi)星定位技術的發(fā)展非差相位精密單點定位網(wǎng)絡RTK技術偽距單點68目前熱點技術非差相位精密單點定位技術結合廣域差分技術和單點定位技術。要求：精密衛(wèi)星軌道、衛(wèi)星鐘參數(shù)。定位精度：0.1-0.5m網(wǎng)絡RTK定位技術結合RTK和基準站技術要求：在區(qū)域內架設多個基準站定位精度：0.01-0.05m（水平實時）目前熱點技術非差相位精密單點定位技術69GPS觀測精度分布譜GPS定位平面精度譜圖例5%50%95%分布絕對差分相位觀測值碼觀測值1mm2mm5mm1cm2cm5cm10cm20cm50cm1m2m5m10m20m50m100mSPS——標準定位服務PPS——精密定位服務SA——選擇可用性測量（靜態(tài)）（+1ppm）載波相位RTK導航偽距/載波相位浮動解相位平滑偽距DGPS偽距DGPSPPSSPS（無SA）SPS（有SA）定位方法GPS觀測精度分布譜GPS定位平面精度譜圖例5%50%95%70GPS測量定位的主要誤差來源與衛(wèi)星有關的誤差衛(wèi)星軌道誤差衛(wèi)星鐘差相對論效應與傳播途徑有關的誤差電離層延遲和折射對流層延遲和折射多路徑效應與接收設備有關的誤差接收機天線相位中心的偏差和變化接收機鐘差接收機內部噪聲GPS測量定位的主要誤差源GPS測量定位的主要誤差來源與衛(wèi)星有關的誤差GPS測量定位的71GPS差分技術概述差分GPS產生的誘因：絕對定位精度不能滿足要求GPS絕對定位的精度受多種誤差因素的影響，完全滿足某些特殊應用的要求美國的GPS政策對GPS絕對定位精度的影響（選擇可用性SA）差分GPS（DGPS–DifferentialGPS）利用設置在坐標已知的點（基準站）上的GPS接收機測定GPS測量定位誤差，用以提高在一定范圍內其它GPS接收機（流動站）測量定位精度的方法GPS差分技術概述差分GPS產生的誘因：絕對定位精度不能滿足72差分GPS的基本原理誤差的空間相關性以上各類誤差中除多路徑效應均具有較強的空間相關性，從而定位結果也有一定的空間相關性。差分GPS的基本原理利用基準站（設在坐標精確已知的點上）測定具有空間相關性的誤差或其對測量定位結果的影響，供流動站改正其觀測值或定位結果差分改正數(shù)的類型距離改正數(shù)：利用基準站坐標和衛(wèi)星星歷可計算出站星間的計算距離，計算距離減去觀測距離即為距離改正數(shù)。位置（坐標）改正數(shù)：基準站上的接收機對GPS衛(wèi)星進行觀測，確定出測站的觀測坐標，測站的已知坐標與觀測坐標之差即為位置的改正數(shù)。差分GPS的基本原理誤差的空間相關性73差分GPS的分類位置差分距離差分距離改正坐標改正根據(jù)時效性實時差分事后差分根據(jù)觀測值類型偽距差分載波相位差分根據(jù)差分改正數(shù)位置差分（坐標差分）距離差分根據(jù)工作原理和差分模型局域差分（LADGPS–LocalAreaDGPS）單基準站差分多基準站差分廣域差分（WADGPS–WideAreaDGPS）差分GPS的分類位置差分距離差分距離改正坐標改正根據(jù)時效性74位置差分和距離差分的特點距離差分差分改正計算的數(shù)學模型簡單差分數(shù)據(jù)的數(shù)據(jù)量少基準站與流動站要求觀測完全相同的一組衛(wèi)星位置差分差分改正計算的數(shù)學模型較復雜差分數(shù)據(jù)的數(shù)據(jù)量較多基準站與流動站不要求觀測完全相同的一組衛(wèi)星位置差分和距離差分的特點距離差分75主要GPS差分技術局域差分單站局域差分：DGPS，RTK多站局域差分：MultiBaseRTK網(wǎng)絡局域差分：MAC，VRS，F(xiàn)KP，CBI廣域差分應用熱點主要GPS差分技術局域差分76主要差分方法-單基準站局域差分基準站數(shù)據(jù)通訊鏈流動站（用戶）結構基準站（一個）、數(shù)據(jù)通訊鏈和用戶數(shù)學模型（差分改正數(shù)的計算方法）提供距離改正和距離改正的變率特點優(yōu)點：結構、模型簡單缺點：差分范圍小，精度隨距基準站距離的增加而下降，可靠性低主要差分方法-單基準站局域差分基準站數(shù)據(jù)通訊鏈流動站（用戶）77主要差分方法-多基準站局域差分結構基準站（多個）、數(shù)據(jù)通訊鏈和用戶數(shù)學模型（差分改正數(shù)的計算方法）加權平均偏導數(shù)法最小方差法特點優(yōu)點：差分精度高、可靠性高，差分范圍增大缺點：差分范圍仍然有限，模型不完善主要差分方法-多基準站局域差分結構78主要差分方法-廣域差分結構基準站（多個）、數(shù)據(jù)通訊鏈和用戶