文档介绍：GPS技术
讲授老师:王志芳
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第六章 GPS卫星导航
概述
GPS卫星导航原理
GPS用于测速、测时、测姿态
GPS卫星导航方法
精密单点定位技术
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概述
导航的定义:所谓导航,就是引导航行的意思;也就是确定航行体运动到什么地方和向何方运动的意思。
导航的首要问题就是确定航行体的即时位置。另外,为现代载体提供精确的导航信息,还需要测定载体的瞬间速度,精确的时间,运动载体的姿态等状态参数,进而“导引”该运动载体准确地驶向预定的位置。由此可见,导航是一种广义的动态定位。
卫星导航:即用导航卫星发送的导航定位信号引导运动载体安全到达目的地的一门新兴科学。
GPS导航的特点:用户多样、速度多样、定位实时、数据和精度多变
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GPS卫星导航原理
从目前GPS导航的应用看,主要分以下几种方法:
(1)单点动态定位它是用安设在一个运动载体上的GPS接收机,自主地测得该运动载体的实时位置,从而描绘出运动载体的运行轨道。所以单点动态定位又叫做绝对动态定位。
(2)实时差分动态定位它是用安设在一个运动载体上GPS信号接收机,及安设在一个基准站之间的另一台GPS接收机,联合测得该运动载体的实时位置,从而描绘出该运动载体的运行轨道,故差分动态定位又称相对动态定位。
(3)后处理差分动态定位它和实时差分动态定位的主要差别在于,在运动载体和基准站之间,不必像实时动态定位那样建立实时数据传输,而是在定位观测以后,对两台GPS接收机所采集的定位数据进行测后的联合处理,从而计算出接收机所在运动载体在对应时间上坐标位置。
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单点动态定位的基本方程为:
利用上式解算用户位置时,不是直接求它的三维坐标,而是求各个坐标分量的修正量,即给定用户三维坐标的初始值(Xu,Yu,Zu),而求解三维坐标的改正值(△Xu,△Yu△Zu))。d是由于接收机时钟误差等因素所引起的站星距离偏差。
GPS卫星导航原理
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GPS卫星导航原理
对上式中Xu,Yu,Zu分别微分,便得到线性方程:
其中
A
T
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——对应第j颗卫星的伪距观测值
GPS卫星导航原理
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实时差分动态定位
GPS卫星导航原理
所谓差分动态定位(DGPS),就是用两台接收机在两个测站上同时测量来自相同GPS卫星的导航定位信号,用以联合测得动态用户的精密位置。
其中一个测站是位于已知坐标点,设在该已知点(又称基准点)的GPS信号接收机,叫做基准接收机。它和安装在运动载体上的GPS信号接收机(简称为动态接收机)同时测量来自相同GPS卫星的导航定位信号。基准接收机所测得的三维位置与该点已知值进行比较,便可获得GPS定位数据的改正值。
如果及时将GPS改正值发送给若干台共视卫星用户的动态接收机,而改正后者所测得的实时位置,便叫做实时差分动态定位。
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差分动态定位
GPS卫星导航原理
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GPS卫星导航原理
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