第8章GPS定位的方法

第8章GPS定位的方法一、按參考點(diǎn)的不同位置劃分§8—1GPS定位方法分類1）絕對(duì)定位（單點(diǎn)定位）：在地球協(xié)議坐標(biāo)系中，確定觀測(cè)點(diǎn)相對(duì)地球質(zhì)心的位置，即在WGS-84坐標(biāo)系中的坐標(biāo)。2）相對(duì)定位：靜態(tài)相對(duì)定位流動(dòng)站動(dòng)態(tài)相對(duì)定位基準(zhǔn)站確定觀測(cè)站與地面某一參考點(diǎn)之間的相對(duì)位置。絕對(duì)定位(單點(diǎn)定位)相對(duì)定位(基線向量)DX,DY,DZ解求：解求:

X,Y,Z靜態(tài)定位：在定位過(guò)程中，接收機(jī)位置靜止不動(dòng)，是固定的。靜止?fàn)顟B(tài)只是相對(duì)的，在衛(wèi)星大地測(cè)量中的靜止?fàn)顟B(tài)通常是指待定點(diǎn)的位置相對(duì)其周圍點(diǎn)位沒(méi)有發(fā)生變化，或變化極其緩慢，以致在觀測(cè)期內(nèi)可以忽略。動(dòng)態(tài)定位：在定位過(guò)程中，接收機(jī)天線處于運(yùn)動(dòng)狀態(tài)。在絕對(duì)定位和相對(duì)定位中，又都包含靜態(tài)和動(dòng)態(tài)兩種形式。二、按接收機(jī)作業(yè)時(shí)所處的狀態(tài)劃分1.靜態(tài)測(cè)量方法

將幾臺(tái)GPS接收機(jī)安置在基線端點(diǎn)上，保持固定不動(dòng)，同步觀測(cè)4顆以上衛(wèi)星?？捎^測(cè)數(shù)個(gè)時(shí)段，每時(shí)段觀測(cè)十幾分鐘至1小時(shí)左右。最后將觀測(cè)數(shù)據(jù)輸入計(jì)算機(jī)，經(jīng)軟件解算得各點(diǎn)坐標(biāo)。精度水平：5mm+1ppmxD

垂直：10mm+2ppmxD

45分鐘/15秒采樣率觀測(cè)5顆衛(wèi)星60分鐘/15秒采樣率觀測(cè)4顆衛(wèi)星常規(guī)靜態(tài)測(cè)量用途：是精度最高的作業(yè)模式。主要用于大地測(cè)量、控制測(cè)量、變形監(jiān)測(cè)、工程測(cè)量。

精度水平5mm+1ppmxD

垂直10mm+2ppmxD20分鐘/5秒采樣率觀測(cè)6顆衛(wèi)星30分鐘/5秒采樣率觀測(cè)4顆衛(wèi)星快速靜態(tài)測(cè)量用途：主要用于圖根控制測(cè)量、工程測(cè)量。2.動(dòng)態(tài)測(cè)量方法先建立一個(gè)基準(zhǔn)站，并在其上安置接收機(jī)連續(xù)觀測(cè)可見衛(wèi)星，另一臺(tái)接收機(jī)在第1點(diǎn)靜止觀測(cè)數(shù)分鐘后，在其他點(diǎn)依次觀測(cè)數(shù)秒。最后將觀測(cè)數(shù)據(jù)輸入計(jì)算機(jī)，經(jīng)軟件解算得各點(diǎn)坐標(biāo)。動(dòng)態(tài)相對(duì)定位的作業(yè)范圍一般不能超過(guò)15km。用途：適用于精度要求不高的碎部測(cè)量。精度：可達(dá)到（10~20mm+1ppm）

精度水平：10mm+2ppmxD

垂直：20mm+2ppmxD

初始化（20-60分鐘）

已知點(diǎn)?.未知點(diǎn)A.未知點(diǎn)B .未知點(diǎn)C

.

未知點(diǎn)D準(zhǔn)動(dòng)態(tài)測(cè)量（停-走測(cè)量）

初始化（20-60分鐘）已知點(diǎn)?.未知點(diǎn)

未知點(diǎn)

記錄數(shù)據(jù)不需停留精度水平：10mm+2ppmxD

垂直：20mm+2ppmxD連續(xù)動(dòng)態(tài)測(cè)量三、按處理時(shí)效劃分1）后處理——所有觀測(cè)完成以后，同時(shí)進(jìn)行解算，計(jì)算所有觀測(cè)點(diǎn)的三維坐標(biāo)。2）實(shí)時(shí)動(dòng)態(tài)——每個(gè)點(diǎn)觀測(cè)完成后立即進(jìn)行解算，實(shí)現(xiàn)各點(diǎn)坐標(biāo)的實(shí)時(shí)計(jì)算、實(shí)時(shí)輸出。實(shí)時(shí)動(dòng)態(tài)定位（RTK）在基準(zhǔn)站和流動(dòng)站間進(jìn)行實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)傳輸，實(shí)現(xiàn)各點(diǎn)坐標(biāo)的實(shí)時(shí)計(jì)算、實(shí)時(shí)輸出。

RTK–RealTimeKinematic（實(shí)時(shí)動(dòng)態(tài)）RTK–RealTimeKinematic（實(shí)時(shí)動(dòng)態(tài)）§8—2GPS定位誤差及應(yīng)對(duì)方法GPS測(cè)量也必然會(huì)有各種誤差包括：與衛(wèi)星有關(guān)的誤差、與傳播途徑有關(guān)的誤差、與接收設(shè)備有關(guān)的誤差等方面可以采用計(jì)算或改善觀測(cè)條件的方法消除或減弱一、GPS測(cè)量的誤差源與衛(wèi)星有關(guān)的誤差衛(wèi)星軌道誤差衛(wèi)星鐘差相對(duì)論效應(yīng)與傳播途徑有關(guān)的誤差電離層延遲對(duì)流層延遲多路徑效應(yīng)與接收設(shè)備有關(guān)的誤差接收機(jī)天線相位中心的偏移和變化接收機(jī)鐘差接收機(jī)內(nèi)部噪聲GPS誤差源二、GPS測(cè)量誤差特點(diǎn)偶然誤差（噪聲-Noise）內(nèi)容衛(wèi)星信號(hào)發(fā)生部分的隨機(jī)噪聲接收機(jī)信號(hào)接收處理部分的隨機(jī)噪聲其它外部某些具有隨機(jī)特征的影響特點(diǎn)隨機(jī)量級(jí)小–毫米級(jí)系統(tǒng)誤差（偏差-Bias）內(nèi)容其它具有某種系統(tǒng)性特征的誤差特點(diǎn)具有某種系統(tǒng)性特征量級(jí)大–最大可達(dá)數(shù)百米單頻C/A碼的誤差大小雙頻P/Y碼的誤差大小三、各類誤差的處理方法

1.模型改正法原理：利用模型計(jì)算出誤差影響的大小，直接對(duì)觀測(cè)值進(jìn)行修正適用情況：對(duì)誤差的特性、機(jī)制及產(chǎn)生原因有較深刻了解，能建立理論或經(jīng)驗(yàn)公式所針對(duì)的誤差源相對(duì)論效應(yīng)、電離層延遲、對(duì)流層延遲、衛(wèi)星鐘差限制：有些誤差難以模型化2.求差法原理：通過(guò)觀測(cè)值間一定方式的相互求差，消去或消弱求差觀測(cè)值中所包含的相同或相似的誤差影響適用情況：誤差具有較強(qiáng)的空間、時(shí)間或其它類型的相關(guān)性。所針對(duì)的誤差源：如電流層延遲，對(duì)流層延遲，衛(wèi)星軌道誤差限制：空間相關(guān)性將隨著測(cè)站間距離的增加而減弱3.參數(shù)法原理：采用參數(shù)估計(jì)的方法，將系統(tǒng)性偏差求定出來(lái)適用情況：幾乎適用于任何的情況限制：不能同時(shí)將所有影響均作為參數(shù)來(lái)估計(jì)4.回避法原理：選擇合適的觀測(cè)地點(diǎn)，避開易產(chǎn)生誤差的環(huán)境；采用特殊的觀測(cè)方法；采用特殊的硬件設(shè)備，消除或減弱誤差的影響適用情況：對(duì)誤差產(chǎn)生的條件及