滁州学院GPS原理与应用5-9章.doc

GPS定位的实质就是根据高速运动的卫星瞬间位置作为已知的起算数据，采取空间距离后方交会的方法，确定待定点的空间位置。 GPS定位方法可依据不同的分类标准，分为: 伪距测量：伪距法定位是由GPS接收机在某一时刻测出得到四颗以上GPS卫星的伪距以及己知的卫星位置，采用距离交会的方法求定接收机天线所在点的三维坐标。 伪距：就是由卫星发射的测距码信号到达GPS接收机的传播时间乘以光速所得出的量侧距离。由于卫星钟、接收机钟的误差以及信号经过电离层和对流层的延迟，量侧距离的距离与卫星到接收机的几何距离有一定的差值，因此，称量侧距离的伪距。 重建载波：指将调制在载波上的测距码和卫星电文去掉，重新获得载波的工作。（码相关法、平方法） 为什么采用载波相位测量： 载波相位测量是利用GPS卫星发射的载波为测距信号。由于载波的波长比测距码波长要短得多，因此对载波进行相位测量，就可能得到较高的测量定位精度。 周跳：如果在跟踪卫星过程中，由于某种原因，如卫星信号被障碍物挡住而暂时中断，受无线电信号干扰造成失锁，这样，计数器无法连续计数，因此，当信号重新被跟踪后，整周计数就不正确，但是不到一个整周的相位观测值仍是正确的。这种现象称为周跳。 在何种情况下修复周跳有意义？ 如果因为电源的故障或振荡器本身的故障使信号暂时中断，那么中断前后信号本身失去了连续性。恢复正常工作后的观测值中不但整周计数不正确，不足整周的部分也不对。这时，修复周跳没有意义。如果是其他原因，如卫星信号被某些障碍物挡住，外界干扰使信号暂时失锁等，使信号整周计数暂时中断，而不足一周的相位差部分仍是正确的。这时，修复周跳才有意义。 整周跳变的探测与修复常用的方法： 1、屏幕扫描法2、用高次差或多项式拟合法3、在卫星间求差法4、用双频观测值修复周跳 绝对定位：也称单点定位，利用GPS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WGS84坐标系中相对于地球质心的绝对位置。 根据天线所处的状态分为动态绝对定位和静态绝对定位。 根据观测量的性质分为测码伪距绝对定位和测相伪距绝对定位。 GPS相对定位：是至少用两台GPS接收机，同步观测相同的GPS卫星，确定两台接收机天线之间的相对位置（坐标差）。它是目前GPS定位中精度最高的一种定位方法。 静态定位：如果在定位时，接收机的天线在跟踪GPS卫星过程中，位置处于固定不动的静止状态，这种定位方式称为静态定位。 动态定位：建立一个基准点安置接收机连续跟踪所有可见卫星；流动站现在出发点上静态观测数分钟；然后流动接收机从出发点开始连续运动；按指定时间间隔自动测定运动载体的实时位置。 利用GPS进行绝对定位或单点定位时，定位精度主要取决于： （1）所测卫星在空间的几何分布（通常称为卫星分布的几何图形）（2）观测量精度 图形强度因子可分为哪几类？ 平面位置精度因子HDOP；高程精度因子 VDOP；空间位置精度因子 PDOP；接收机钟差精度因子TDOP；几何精度因子GDOP 六面体的体积越大，所测卫星在空间的分布范围也越大，GDOP值越小；反之，卫星分布范围越小，GDOP值越大。 SA技术称为有选择可用性技术，即人为地将误差引入卫星钟和卫星数据中，故意降低 GPS定位精度。使 C/A码定位的精度从原来的20m降低到100m。 AS技术称为反电子欺骗技术。防止敌方使用P码进行精密导航定位。 GPS现代化计划包括：GPS信号现代化、开发第三代GPS卫星、地面控制部分现代化 差分GPS：利用设置在坐标已知的点（基准站）上的GPS接收机测定GPS测量定位误差，用以提高在一定范围内其它GPS接收机（流动站）测量定位精度的方法。 采用差分技术，可以完全消除多台接受机公有的误差（卫星钟误差、星历误差） 部分消除传播延迟的误差（电离层误差、对流层误差） （视基准站至用户的距离） 差分GPS的分类： 根据时效性分为：实时差分、事后差分 根据观测值类型分为：伪距差分、载波相位差分 根据差分改正数分为：位置差分（坐标差分）、距离差分 根据工作原理和差分模型分为局域差分（LADGPS）、单基准站差分、多基准站差分和广域差分（WADGPS ） RTK定位技术:实时动态测量技术，是以载波相位观测量为根据的实时差分GPS测量技术，是GPS测量技术与数据传输技术相结合而构成的一个组合系统，它是GPS测量技术发展中的一个新突破。 RTK测量系统主要包括GPS接收设备、数据传输系统和支持实时动态测量的软件系统 CORS：连续运行参考站系统，由一个或若干个固定的连续运行的GPS参考站，利用现代计算机、数据通信和互联网技术组成网络实时的向不同类型、不同需求、不同层次的用户自动的提供经过检验的不同类型的GPS观测值、各种改正数、状态信息以及与GPS有关的服务项目系统。 导航：是测得运动载体的状态参