第七章GPS绝对定位原理
第七章 GPS绝对定位原理
§6.1绝对定位方法概述 绝对定位也称单点定位,是指在协议地球坐标系中,直 接确定观测站相对于坐标原点(地球质心)绝对坐标 的一种方法。 “绝对”一词主要是为了区别相对定位,绝对定位和相 对定位在观测方式、数据处理、定位精度以及应用范 围等方面均有原则区别。 绝对定位的基本原理:以GPS卫星和用户接收机天线之间 的距离(或距离差)观测量为基础,根据已知的卫星 瞬时坐标,来确定接收机天线所对应的点位,即观测 站的位置。GPS绝对定位方法的实质是测量学中的空 间距离后方交会。原则上观测站位于以3颗卫星为球心, 相应距离为半径的球与观测站所在平面交线的交点上
§ 6.1绝对定位方法概述 绝对定位也称单点定位，是指在协议地球坐标系中，直 接确定观测站相对于坐标原点（地球质心）绝对坐标 的一种方法。 “绝对”一词主要是为了区别相对定位，绝对定位和相 对定位在观测方式、数据处理、定位精度以及应用范 围等方面均有原则区别。 绝对定位的基本原理：以GPS卫星和用户接收机天线之间 的距离（或距离差）观测量为基础，根据已知的卫星 瞬时坐标，来确定接收机天线所对应的点位，即观测 站的位置。GPS绝对定位方法的实质是测量学中的空 间距离后方交会。原则上观测站位于以3颗卫星为球心， 相应距离为半径的球与观测站所在平面交线的交点上
由于GPS采用单程测距原理,实际观测的站星距离均含有 卫星钟和接收机钟同步差的影响(伪距),卫星钟差 可根据导航电文中给出的有关钟差参数加以修正,而 接收机的钟差一般难以预料。通常将其作为一个未知 参数,在数据处理中与观测站坐标一并求解。一个观 测站实时求解4个未知数,至少需要4个同步伪距观测 值,即4颗卫星。 绝对定位可根据天线所处的状态分为动态绝对定位和静 态绝对定位。无论动态还是静态,所依据的观测量都 是所测的站星伪距。根据观测量的性质,伪距有测码 伪距和测相伪距,绝对定位相应分为测码伪距绝对定 位和测相伪距绝对定位
由于GPS采用单程测距原理，实际观测的站星距离均含有 卫星钟和接收机钟同步差的影响（伪距），卫星钟差 可根据导航电文中给出的有关钟差参数加以修正，而 接收机的钟差一般难以预料。通常将其作为一个未知 参数，在数据处理中与观测站坐标一并求解。一个观 测站实时求解4个未知数，至少需要4个同步伪距观测 值，即4颗卫星。 绝对定位可根据天线所处的状态分为动态绝对定位和静 态绝对定位。无论动态还是静态，所依据的观测量都 是所测的站星伪距。根据观测量的性质，伪距有测码 伪距和测相伪距，绝对定位相应分为测码伪距绝对定 位和测相伪距绝对定位
§6.2动态绝对定位原理 1测码伪距动态绝对定位法 如果于历元观测站至所测卫星之间的伪距已经经过卫星 钟差改正 a=p+ci()+△2(t)+△7(t) 饭(0)=()-△l2(-47(t) 则测码伪距观测方程可写为 F(1)=p(1)+c() 或 (t)=p(t)-p1|+co,(t)
§ 6.2动态绝对定位原理 1.测码伪距动态绝对定位法 如果于历元t观测站至所测卫星之间的伪距已经经过卫星 钟差改正： 取 则测码伪距观测方程可写为 或 ( ) ( ) ( ) ~ ( ) ~ r t t I t T t j g i j i j i j i = − − ( ) ( ) ( ) ~ r t t c t t i j i j i = + ( ) | ( ) | ( ) ~ r t t c t t i i j j i = ρ − ρ + ( ) ( ) ( ) ~ c t t I t T t j g i j i i j i j i = + + +
p(t)=[X(t)Y(t)z(t)为卫星S在协议地球坐标系中的瞬 时空间直角坐标向量,p=X1Y1Z为观测站T在协 议地球坐标系中的空间直角坐标向量。为了确定观测 站坐标和接收机钟差,至少需要4个伪距观测量。假设 任一历元由观测站T同步观测4颗卫星分别为j=1,2,34, 则有4个伪距观测方程 ()=p()-p,|+c(t) F2()=1p2()-P,|+c() ()=|p(1)-p|+c, ()=|p()-P,|+c(t)
j (t)=[Xj (t) Yj (t) Zj (t)]T为卫星S j在协议地球坐标系中的瞬 时空间直角坐标向量， i=[Xi Yi Zi ] T为观测站Ti在协 议地球坐标系中的空间直角坐标向量。为了确定观测 站坐标和接收机钟差，至少需要4个伪距观测量。假设 任一历元t由观测站Ti同步观测4颗卫星分别为j=1,2,3,4， 则有4个伪距观测方程 ( ) | ( ) | ( ) ~ ( ) | ( ) | ( ) ~ ( ) | ( ) | ( ) ~ ( ) | ( ) | ( ) ~ 4 4 3 3 2 2 1 1 r t t c t t r t t c t t r t t c t t r t t c t t i i i i i i i i i i i i = − + = − + = − + = − + ρ ρ ρ ρ ρ ρ ρ ρ