文档介绍:该【GPS绝对定位原理公开课获奖课件赛课一等奖课件 】是由【业精于勤】上传分享,文档一共【16】页,该文档可以免费在线阅读,需要了解更多关于【GPS绝对定位原理公开课获奖课件赛课一等奖课件 】的内容,可以使用淘豆网的站内搜索功能,选择自己适合的文档,以下文字是截取该文章内的部分文字,如需要获得完整电子版,请下载此文档到您的设备,方便您编辑和打印。第六章 GPS绝对定位原理
§
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)绝对坐标的一种措施。
“绝对”一词重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卫星和顾客接受机天线之间的距离(或距离差)观测量为基础,根据已知的卫星瞬时坐标,来确定接受机天线所对应的点位,即观测站的位置。GPS绝对定位措施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,对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具有卫星钟和接受机钟同步差的影响(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,而接受机的钟差一般难以预料。一般将其作为一种未知参数,在数据处理中与观测站坐标一并求解。一种观测站实时求解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,所根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,绝对定位对应分为测码伪距绝对定位和测相伪距绝对定位。
§
当仅观测4颗卫星时,无多出观测量,解算是唯一的。假如同步观测的卫星数nj不小于4颗时,则需运用最小二乘法平差求解
运用测相伪距进行动态定位一般无法实时求解。获得动态实时解的关键在于能否预先或在运动中可靠地确定载波相位观测值的整周未知数。
载体在运动过程中,要一直保持对所测卫星的持续跟踪,目前在技术上尚有一定困难,同步目前动态解算整周未知数的措施,在应用上也有局限性。因此实时动态定位中目前重要采用测码伪距为观测量的措施。
§
静态绝对定位时观测站是固定的,可以于不一样历元同步观测不一样卫星,获得充足多的伪距观测量,通过最小二乘平差,提高定位精度。
假如观测的时间较长,接受机钟差的变化往往不能忽视。
应用测相伪距法进行静态绝对定位时,由于存在整周不确定性,在同样观测4颗卫星的状况下,至少于3个不一样历元对4颗相似卫星进行同步观测。
测相伪距观测量精度高,有也许获得精度较高的定位成果。但定位精度仍受卫星轨道误差和大气折射误差等影响,只有当卫星轨道精度较高,并以必要的精度对观测量加入电离层和对流层等项修正,才能发挥测相法绝对定位潜能;同步怎样防止和修复整周变跳,对保障定位精度十分重要。
此外,整周未知数 Nij(t0),理论上是整数,但由于观测误差和各修正量误差的影响,平差求解后不再是整数。假如把非整数的整周未知数调整为相近的整数,作为固定值代入重新求解其他未知参数,所得的解称为固定解,而对应整周未知数为非整数的解成为浮动解。
§
运用GPS进行绝对定位或单点定位时,定位精度重要取决于
(1)所测卫星在空间的几何分布(一般称为卫星分布的几何图形)
(2)观测量精度。
为了评价定位成果,在导航学中,一般采用有关精度因子(精度衰减因子、精度系数、精度弥散)DOP(Dilution Of Precision)的概念,其定义:mx=DOP0,DOP是权系数阵主对角线元素的函数,0伪距测量中误差 。在实践中,根据不一样规定,可选用不一样的精度评价模型和对应的精度因子,一般有:
•平面位置精度因子HDOP(horizontal DOP):对应的平面位置精度
高程精度因子VDOP(Vertical DOP):对应的高程精度为:
空间位置精度因子PDOP(Position DOP):对应的三维定位精度:
接受机钟差精度因子TDOP(Time DOP),钟差精度:
几何精度因子GDOP(Geometric DOP),描述空间位置误差和时间误差综合影响的精度因子,对应的中误差:
GPS绝对定位的误差与精度因子DOP的大小成正比,在伪距观测精度0确定的状况下,怎样使精度因子的数值尽量减小,是提高定位精度的一种重要途径。
由于精度因子与所测卫星的空间分布有关,因此也称观测卫星的图形强度因子。由于卫星的运动以及观测卫星的选择不一样,所测卫星在空间分布的几何图形是变化的,导致精度因子的数值也是变化的。
假设观测站与4颗观测卫星所构成的六面体体积为,研究表明,精度因子GDOP与该六面体体积的倒数成正比。GDOP 1/。