GPS定讲义位终端原理
《GPS定位原理》课件
欢迎来到《GPS定位原理》PPT课件！我们将介绍全球定位系统（GPS）的工作 原理以及其广泛应用于航空、海运和陆地交通等领域的重要性。
什么是GPS
GPS是全球定位系统，是由美国国防部研制和管理的全球性卫星导航定位系统。
GPS定位Байду номын сангаас理
通过计算卫星信号的发送和接收时间以及接收机的速度，确定位置。至少需 要接收4个卫星信号。
GPS信号
每个GPS信号都包含卫星的编号、时钟、位置和发射时间等重要信息。
GPS接收机
GPS接收机通过接收GPS信号并计算位置来实现定位功能。至少需要接收4个卫星信号。
GPS应用
GPS广泛应用于航空、海运、陆地交通、野外探险等领域。也常用于导航、地 图、疫情追踪等应用中。
总结
GPS定位原理基于卫星发射的信号计算位置，至少需要接收4个卫星的信号进行定位。GPS应用广泛，包括航空、陆 地交通、野外探险等领域。
GPS定位器原理【附原理图】
GPS定位器原理【附原理图】在了解GPS定位器工作原理之前，首先先了解一下GPS定位器是什么？简单的来说，GPS定位器是内置了一种叫“GPS模块”和“移动通信模块的终端”，通过将GPS模块获得的定位数据通过移动通信模块（GSM/GPRS网络）传到网站的一台服务器，从而可以实现在电脑看查询终端的地理位置。
那么其原理是怎么工作的呢？GPS 信号接收机的主要工作任务是：能够捕捉到按一定卫星高度截止角所选择的待测卫星的信号，然后跟踪这些卫星信号的运行状况，将这些所接收的信号进行放大、变换与处理，以便可以测量出GPS信号从卫星到接收机天线的传播时间，解译出GPS卫星所发送的导航电文，实时地计算出测站的三维位置，位置，甚至三维速度和时间。
当在静态定位中，PS 接收机在捕获和跟踪GPS卫星的过程中固定不变，接收机高精度地测量GPS信号的传播时间，利用GPS卫星在轨的已知位置，解算出接收机天线所在位置的三维坐标。
而动态定位则是用GPS接收机测定一个运动物体的运行轨迹。
GPS信号接收机所位于的运动物体叫做载体（如航行中的船舰，空中的飞机，行走的车辆等）。
载体上的GPS接收机天线在跟踪GPS卫星的过程中相对地球而运动，接收机用GPS 信号实时地测得运动载体的状态参数（瞬间三维位置和三维速度）。
接收机硬件和机内软件以及GPS数据的后处理软件包，构成完整的GPS用户设备。
GPS接收机的结构分为天线单元和接收单元两大部分。
对于测地型接收机来说，两个单元一般分成两个独立的部件，观测时将天线单元安置在测站上，接收单元置于测站附近的适当地方，用电缆线将两者连接成一个整机。
也有的将天线单元和接收单元制作成一个整体，观测时将其安置在测站点上。
关于GPS定位器去哪里购买，很多人都说讯拓科盛挺好的！GPS接收机一般用蓄电池做电源。
同时采用机内机外两种直流电源。
设置机内电池的目的在于更换外电池时不中断连续观测。
在用机外电池的过程中，机内电池自动充电。
GPS概论第五章GPS卫星定位基本原理PPT课件
线性化后：
i
X ( 0 0)x ii dX Y(0 0)yii dY Z (0 0)zii dZ (0)i NctV RctV S (Vio)niVtrop
x(i0X )i0dX y(i 0)Yi0dY z(i0Z )i0dZ (0)iNctV RctV S (Vio)niVtrop
误差方程为：
• 定义
– 单独利用一台接收机确定待定点在地固坐标系中绝对位 置的方法
• 定位结果－与所用星历同属一坐标系的绝对坐标
– 采用广播星历时属WGS-84
– 采用IGS – International GPS Service精密星历时为 ITRF – International Terrestrial Reference Frames
~ N 0 Int ( ) Fr ( )
• 整周计数 Int
载波相位观测值
• 整周未知数（整周模糊度） N 0
19
载波相位测量的观测方程
原始形式：
(iN i) ictR V ctS V (V i o)in V trop i iN i ictR V ctS V (V i o)in V trop
接收机根据自身 的 钟 在 tR时 刻 所 接 收 到 卫 星 在 tS 时刻所发送信号 的相位
(tS)
tR tS
R
R
理想情况
实际情况
18
载波相位观测值 ti
• 观测值
Fr i Int() i N 0
首次观测：
0 Fr ( ) 0
t0
以后的观测：
Fr 0 N0
i Int ( ) i Fr ( ) i 通常表示为：
载波波长为原来波长的一半，信 号质量较差（信噪比低，降低了 30dB）
GPS定位原理及应用分析
GPS定位原理及应用分析GPS（Global Positioning System）即全球定位系统，是一种利用卫星进行定位的技术。
它通过接收来自至少4颗全球定位系统卫星的信号来确定接收器的位置、速度和时间。
GPS定位原理基于三角测量原理和时间测量方法。
GPS系统由一系列的卫星、地面控制站和用户接收器组成。
卫星以预定的轨道绕地球运行，每颗卫星都用精确的时钟来同步发射信号。
用户接收器接收到来自卫星的信号后，通过测量信号的传播时间来计算距离。
由于信号传播的速度是已知的（光速），通过将传播时间乘以信号传播速度即可得到距离。
至少4颗卫星的信号能够提供足够的测量数据，通过三角测量原理计算出接收器的位置。
1.导航定位：可以提供车辆导航、船舶导航、航空导航等服务，帮助用户准确找到目的地。
2.交通管理：可以通过GPS追踪车辆位置和运行状况，优化交通管理并改善交通流量。
3.物流配送：可以实时跟踪货物的位置，提高物流的效率和准确性。
4.农业管理：可以根据土地、气候条件对农作物进行管理，优化土地利用、浇水和施肥。
5.野外探险：可以帮助登山者、探险家在没有明确道路的情况下确定自己的位置，增加安全性。
6.灾害预警：可以通过GPS系统发送预警信息，帮助人们及时躲避自然灾害。
7.钓鱼和打猎：可以帮助钓鱼者和猎人记录他们的钓鱼点或狩猎地点，并回到相同的位置。
8.科学研究：可以用于地理测量、地壳运动观测等科学研究领域。
9.智能手机和智能手表：现代智能手机和智能手表通常都具备GPS功能，可以提供定位、导航等服务。
GPS定位系统的应用在不断拓展和创新。
例如，在自动驾驶汽车领域，GPS定位系统被用于精确定位和导航，为自动驾驶车辆提供准确的位置信息。
此外，GPS也被用于运动追踪设备，如运动手表和智能手环，帮助用户记录和分析运动数据。
总之，GPS定位系统具备广泛的应用前景，并将继续影响我们的生活和工作。
GPS定位原理及介绍
GPS定位原理及介绍GPS（Global Positioning System，全球定位系统）是一种利用人造卫星进行导航和定位的技术。
它由多颗卫星和地面控制站组成，可以提供全球范围内的三维定位服务。
GPS的原理是基于三角定位原理。
GPS接收器接收到来自多颗卫星的信号，并测量信号的传播时间来计算距离。
通过同时接收多颗卫星的信号，接收器可以利用三角定位原理计算出自己的位置。
GPS系统主要由三部分组成：卫星系统、地面控制站和用户接收器。
卫星系统是GPS系统的核心部分，由24颗运行在中轨道上的卫星组成。
这些卫星以几乎相同的轨道和速度运行，并在全球范围内分布，以确保至少有四颗卫星同时可见。
地面控制站用于监控卫星的运行状态和轨道参数，并传输相关数据给卫星。
用户接收器是GPS系统的终端，用于接收卫星信号并进行定位计算。
GPS定位的过程包括信号传播延迟补偿、距离计算、定位计算和坐标转换。
首先，接收器需要对接收到的卫星信号进行补偿，以消除信号传播过程中的延迟，得到准确的传播时间。
接下来，通过测量接收到的卫星信号的传播时间，可以计算出接收器与卫星之间的距离。
通过同时测量多颗卫星的距离，可以利用三角定位原理计算出接收器的二维位置。
最后，通过测量接收到的卫星信号的相位差，可以计算出接收器与卫星之间的高度差，从而得到接收器的三维位置。
GPS定位具有精度高、全球覆盖、实时性好等特点，已广泛应用于航空航天、军事、交通、测绘、导航、地质勘探等领域。
在航空航天领域，GPS技术可以用于导航系统、卫星轨道确定、导弹制导、飞行控制等方面，为飞行员提供准确的定位和导航信息。
在军事领域，GPS技术可以用于士兵定位、导弹导航、军舰航行等方面，提升军队的作战能力。
在交通运输领域，GPS技术可以用于车辆导航、交通监控、路况预测等方面，提供准确的导航服务和交通管理信息。
在测绘领域，GPS技术可以用于地图制作、地质勘探、土地测量等方面，提高测绘精度和效率。
gps定位器 原理
gps定位器原理
GPS定位器原理是通过接收卫星信号来确定设备的地理位置。
GPS（全球定位系统）是由一组卫星组成的网络，这些卫星绕
地球轨道运行。
GPS定位器内置接收器能够接收这些卫星发
射的信号。
每颗卫星都会向地球发送定位和时间信息。
GPS定位器接收到来自多颗卫星的信号后，会通过三角定位
原理来计算设备的准确位置。
这个过程需要至少接收到三颗卫星的信号，以确定设备的经纬度。
如果接收到更多的卫星信号，定位的精度会更高。
当GPS定位器接收到卫星的信号后，它会计算出每颗卫星的
距离，然后使用三边测量原理计算出设备与每颗卫星之间的距离。
通过比较多颗卫星的数据，GPS定位器可以得出设备所
在的精确位置。
GPS定位器还需要通过计算卫星信号的传播时间来纠正信号
在大气中的延迟效应。
大气层会导致信号延迟，从而影响到定位的精确度。
因此，GPS定位器会通过测量信号的传播时间
以及大气条件的估计值来进行校正。
最后，GPS定位器会将计算出的经纬度信息转化为人类可读
的地址或地图上的点，并将位置信息显示在屏幕上。
这样用户就可以准确地知道自己的位置，以及导航至目的地。
总的来说，GPS定位器通过接收卫星信号，并利用三角定位
原理等一系列计算方法，计算出设备的准确位置。
这为人们提供了便捷的导航和地理定位功能。
gps定位的基本原理和过程
gps定位的基本原理和过程GPS（Global Positioning System）定位是一种利用卫星信号进行位置测量的技术。
它基于特定的定位原理和过程来计算出接收器所在的位置。
下面将介绍GPS定位的基本原理和过程。
GPS定位的基本原理如下：1. 卫星发射信号：GPS系统由一组卫星组成，它们以固定的轨道绕地球运行，发射特定的信号。
这些信号包括导航信息和时间信息。
2. 接收器接收卫星信号：GPS接收器接收来自多个卫星的信号。
GPS接收器需要接收到至少4颗卫星的信号才能进行三维定位，其中3颗用于测量接收器与卫星之间的距离，1颗用于帮助接收器校准时间。
3. 信号测距：接收器通过测量接收到的信号与卫星发射信号的时间差，计算出接收器与卫星之间的距离。
接收器需要准确地记录信号经过大气层的时间延迟，并进行校正以消除这个误差。
4. 定位计算：接收器使用多个卫星的距离信息进行三角测量，计算出接收器的三维位置。
这个计算被称为“定位解算”。
GPS定位的过程如下：1. 启动接收器：将GPS接收器打开，它开始搜索并接收来自卫星的信号。
2. 信号接收：接收器接收到卫星发射的信号，包括导航信息和时间信息。
3. 信号解析：接收器对接收到的信号进行解析，提取出导航和时间信息。
4. 信号测距：接收器测量接收到的信号与卫星发射信号的时间差，计算出接收器与卫星之间的距离。
5. 定位计算：接收器使用多个卫星的距离信息进行三角测量，计算出接收器的三维位置。
6. 显示位置信息：接收器将计算出的位置信息显示在屏幕上，或通过其他方式提供给用户使用。
需要注意的是，GPS定位的精度受到多种因素的影响，包括卫星的数量和位置、大气条件、接收器的性能等。
此外，GPS定位还可以结合其他辅助定位技术，如地基站定位或惯性导航系统，以提高定位精度和可靠性。
综上所述，GPS定位基于卫星发射信号和接收器的信号测距，通过多个卫星的距离信息进行三角测量，计算出接收器的三维位置。
gps定位原理是什么
gps定位原理是什么
GPS定位原理是基于全球导航卫星系统（GPS）的工作机制。
GPS系统由24颗卫星组成，绕地球轨道运行。
接收器通过接
收这些卫星发出的信号来确定自己的位置。
GPS接收器收到卫星发出的信号后，会测量信号的传播时间
以确定信号从卫星到接收器的距离。
通过接收多颗卫星的信号，接收器可以计算出自己与每颗卫星之间的距离。
这些距离信息会与卫星的精确位置数据一起传送到地面的GPS服务器。
在地面的GPS服务器上，会使用三角测量法来计算出接收器
的准确位置。
三角测量法利用了至少三颗卫星的位置信息和接收器与卫星的距离来确定接收器的坐标。
除了定位功能外，GPS系统还可以提供导航和测量等其他功能。
导航功能是通过计算用户所在位置和所要到达位置之间的距离和方向来提供路线指导。
测量功能是利用卫星信号的准确时间信息来测量时间、速度和距离等参数。
总结来说，GPS定位原理是通过接收卫星发出的信号，并利
用三角测量法计算出接收器的准确位置。
这个过程中涉及到卫星定位数据和接收器与卫星之间的距离测量等信息。
gps定位仪原理
gps定位仪原理
GPS定位仪是利用全球定位系统（GPS）技术来确定地理位置的一种仪器。
其工作原理是通过接收来自GPS卫星的信号，通过计算卫星与接收装置之间的距离和方位角来确定接收装置的准确位置。
GPS系统由一组24颗卫星组成，它们以不同的轨道高度围绕地球运行。
每个卫星通过无线电信号向地面发送精确的时间信息和卫星自身的位置信息。
GPS定位仪内部的接收装置接收和处理这些信号。
在接收GPS信号时，至少需要接收到来自三颗以上的卫星的信号才能进行定位。
接收装置测量每颗卫星信号发送到接收装置所需的时间，并利用这些时间信息计算出卫星与接收装置之间的距离。
基于这些已知的卫星位置和距离，GPS定位仪使用三角测量原理计算出接收装置的准确位置。
为了提高定位的准确性，GPS定位仪使用更多的卫星信号进行测量和计算。
当接收到更多的卫星信号时，定位仪可以使用差分GPS技术来校正信号的误差，从而提高定位的精确度。
差分GPS技术通过比较接收装置接收到的实际信号和已知位置的预测信号之间的差异来校正误差。
GPS定位仪可以广泛应用于航海、航空、汽车导航、军事、野外探险等领域。
它可以提供准确的位置信息和导航指引，帮助人们追踪和定位目标，提供更安全、高效的导航服务。
GPS定位原理概述
GPS定位原理概述
GPS（全球定位系统）是一种以卫星定位技术为基础的，可实现全球
范围内任一地点定位的位置和时差的技术系统。
它由美国国防部正式发行，全球使用，可以向使用者提供位置、速度和时间信息的全球无线定位信息
服务。
GPS定位系统是由由美国国防部发射的24颗“全球定位卫星”组成的，它们都是经轨道发射的，距离地球的距离不同，运行在同一轨道，每
天运行一圈，每天发射6次数据，每10.5小时旋转一圈，至少有4颗以
上定位卫星连接，从而形成稳定的定位卫星网，其服务全球。
GPS定位系统技术原理，是把原理非常抽象复杂的物理定位原理，通
过复杂的距离矢量、时间差等技术概念，转换成用户可以直观了解的定位
信息，整个全球定位系统机制由定位接收机、卫星系统组成，接收机可以
接收到卫星发射的讯号，从而实现位置定位。
定位技术正常工作的基础是接收机的存在和接收机与卫星的无线连接。
定位技术的基本发展原理是：接收机和卫星天线之间存在双向连接，接收
机通过天线接收到来自卫星的位置信息，并将这些信息经过处理转变为用
户可看的定位信息，从而实现位置定位。
gps定位系统 原理
gps定位系统原理
GPS定位系统是基于卫星定位技术的一种定位系统，它通过接收来自多颗卫星的信号来确定地球上任何一个具体的位置。
其基本原理包括以下几个方面：
1. 卫星发射信号：GPS系统由一组24颗运行在轨道上的卫星组成。
这些卫星随时向地面发射精确的微波信号，其中包含了卫星轨道信息以及当前时间。
2. 接收器接收信号：GPS接收器是用来接收卫星发出的信号并进行处理计算的设备。
它通过天线接收到卫星发射的信号，并将信号传递到接收器中。
3. 信号计算：接收器接收到多个卫星发出的信号后，会计算信号的传播时间，进而计算出每颗卫星和接收器之间的距离。
这是通过测量信号在空气中传播的时间来实现的。
4. 定位计算：一旦接收器计算出距离信息，它会将这些信息发送到一个称为“位置计算器”的软件中。
该软件会通过接收的多个卫星信号，使用三角定位的原理来计算接收器的精确位置。
5. 定位结果：最终，GPS定位系统将通过计算器得到的位置信息以经度和纬度的形式显示出来，可以在相关的设备上实时查看。
需要注意的是，GPS定位系统需要至少同时接收到4颗卫星的信号，才能进行准确的定位。
此外，由于信号在传播过程中可
能会受到大气层、建筑物、树木等物体的干扰，因此在某些条件下，定位的准确性可能会有所降低。
第07章讲义GPS定位原理
二、GPS定位的基本原理
B C
A
ρ2
ρ1
ρ3
D
ρ4
确定卫星与接收机之间的距离ρ为。
GPS定位就是把卫星看成是“飞行”的控制点，根据测量的 星站距离，进行空间距离后方交会，确定地面接收机的位置。
A2 (x xA)2 (y yA)2 (z zA)2
B2 (x xB)2 (y yB)2 (z zB)2
C2 (x xC)2 (y yC)2 (z zC)2
D2 (x xD)2 (y yD)2 (z zD)2
其中：xA，yA，zA为A点的空间直角坐标： xB，yB，zB为B点的空间直角坐标； xC，yC，zC为C点的空间直角坐标； xD，yD，zD为D点的空间直角坐标。
地面控制部分
Colorado springs
55
Hawaii
Ascencion Diego Garcia
kwajalein
一个主控站： Colorado springs 三个注入站： Ascencion
Diego Garcia
kwajalein 五个监测站=1个主控站+3个注入站+ Hawaii
地面控制部分 ——监测站
功能多、精度高，连续提供动态目标的 三维位置信息、三维速度和时间信息
实时定位速度快 抗干扰性能好，保密性强
对大地测量的优势
• 作用灵活，操作简便
– 无需站间通视，与地面点的几何图形无关
• 定位精度高 • 观测时间短，经济效益高 • 全天候作业
GPS 系统的组成
GPS定位原理详解
GPS定位原理详解GPS（全球卫星定位系统）是一种通过卫星系统提供时空位置信息的定位技术。
它利用一组卫星在地球轨道上的分布，通过接收和处理卫星发出的信号，确定接收器的精确位置。
本文将详细解释GPS定位的原理，从信号发射、传播、接收及数据处理等各个方面进行阐述。
一、信号发射GPS系统中的卫星通过精确的跟踪和控制保持位置以及时间的准确性。
每颗卫星都内置了高精度原子钟，用于产生准确的时间信号。
卫星按照预定轨道自行运行，并在空域固定位置发射无线电信号。
二、信号传播GPS信号是通过电磁波在空间中传播的。
当信号从卫星发射后，通过大气层、云层和其他物体的传播阻碍，会发生衰减和多径效应。
然而，经过精确的计算和纠正，接收器可以消除这些因素对定位精度的影响。
三、信号接收接收器是使用者端的设备，它能够接收传输自卫星的信号。
GPS接收器内部包括一个天线，用于接收信号，并将信号送入接收机。
接收机接收到信号后，进行解调和解码，提取出有用的信息，例如卫星的编号、发射时间和导航数据。
四、数据处理接收器将从多颗卫星接收到的信号传送给计算机进行数据处理。
通过测量每颗卫星信号的传播时间和位置，计算机可以计算出接收器的精确位置。
这个过程中需要使用已知坐标的卫星位置进行三角测量，并考虑误差纠正因素，例如大气延迟和卫星钟差等。
五、定位结果在完成数据处理后，GPS接收器会输出精确的位置信息，包括经度、纬度和海拔高度等。
同时，还可以提供速度、航向和时间等其他相关信息。
这些数据可以被应用于导航、地图绘制、天气预报、航空航海、测绘、军事等各个领域。
六、应用领域GPS定位技术在许多领域得到广泛应用。
在交通运输方面，可以用于导航系统、车辆监控和路况预测。
在农业领域，可以用于精准农业管理和土壤检测。
在天文学中，可以用于望远镜的自动定位与跟踪。
同时，GPS还支持紧急救援、地震监测、无人机导航、船只定位等等。
总结：GPS定位原理包括信号发射、传播、接收和数据处理等过程。
GPS定位原理详解
GPS定位原理详解GPS（全球定位系统）是一种通过卫星定位技术来确定地理位置的系统。
它由一组卫星、地面控制站和用户接收设备组成。
本文将详细解析GPS定位原理，以便读者更好地了解它的工作原理。
一、GPS系统概述GPS系统由至少24颗工作卫星组成，它们维持在大约20000公里高的轨道上。
这些卫星按照几何分布，覆盖地球的整个表面，并不断地向用户发送定时信息。
用户通过接收器接收并解码这些信息，以确定自身的位置、速度和时间。
二、三角定位原理GPS定位的核心原理是三角定位。
接收器同时接收到至少三颗卫星的信号，通过测量每个卫星信号的到达时间差来计算自身距离每颗卫星的距离。
这些距离数据被认为是“伪距”，利用这些伪距数据，可以在地球上构建三个球面，其中心分别是每个卫星的位置。
三、时钟精度校准为了精确计算距离，GPS系统还需要对接收器和卫星的时钟进行校准。
由于卫星信号需要经过大气层传输，信号传播时间会发生微小的变化，而接收器时钟的精度也会有一些误差。
因此，接收器必须通过接收到的卫星信号来对自身时钟进行精确校准。
四、多点定位除了利用三个卫星进行三角定位之外，GPS系统还可以利用更多的卫星进行多点定位，以提高定位精度。
通过接收来自四个或更多卫星的信号，接收器可以计算出自身在三维空间中的精确位置，并显示在地图上。
五、干扰与误差修正GPS定位过程中，可能会受到各种干扰和误差的影响，例如大气层折射、建筑物阻挡、信号多径效应等。
为了提高定位精度，GPS系统采取了多种干扰与误差修正技术，如差分GPS（DGPS）和精密星历数据等。
这些技术可以有效减少误差并提高定位的准确性。
六、GPS在应用领域的重要性GPS系统已经广泛应用于各个领域，包括航海、交通导航、地质勘探、军事作战、气象预报等。
它为人们提供了准确的定位和导航服务，不仅提高了工作效率，还增强了安全性。
七、 GPS定位的发展趋势随着技术的不断发展，GPS定位系统也在不断更新和完善。
GPS北斗讲义定位原理
3、北斗一号导航系统可实现功能
4、北斗二号导航系统构成与原理功能
谢 谢 各 位 聆 听
• 3.三差：不同历元同步观测同组卫星所得的观测量双差之差
2.准态相对定位原理
3. 动态相对定位原理
目录
一、目前世界上主要四大定位系统 二、 GPS系统组成与原理 三、 GPS定位分类及原理 四、GPS差分分类及原理 五、北斗一号、二号构成及特点
GPS差分分类
01 根据时效分类
实时差分 事后差分
GPS北斗定位原理
精品jing
易水寒江雪敬奉
目录
一、目前世界上主要四大定位系统 二、 GPS系统组成与原理 三、 GPS原理及分类 四、GPS差分分类及原理 五、北斗一号、二号构成及特点
一、目前世界上主要四大定位系统
GPS 美国
GLONASS 俄罗斯
BDS 中国
GAILEO 欧洲
目录
一、目前世界上主要四大定位系统 二、 GPS系统组成与原理 三、 GPS原理及分类 四、GPS差分分类及原理 五、北斗一号、二号构成及特点
2、广域差分
1.广域差分(WADGPS ):
一般由一个主控站,若干个GPS 卫星跟踪站,一个差分信号播发 站,若干个监控站,相应的数据通 讯网络和若干个用户站组成。
2.原理：是对GPS观测量的误
差源分别加以区分和“模型化”,然 后将计算出来的每一个误差源 的误差修正值(差分值)通过数据 通讯链传输给用户,对用户在 GPS定位中的误差加以修正,以 达到削弱这些误差源和改善用 户GPS定位精度的目的。
3、VRS RTK原理
• 根据若干基准站的观测值，建立区域内的GPS主要误差模型，控制中 心将这些误差从基准站的观测值中减去，形成“无误差”的观测值， 再加上用户的观测值，在移动站附近建立起一个虚拟参考站，移动站 与虚拟参考站进行载波相位差分改正，实现实时RTK。
简述gps定位的基本原理和过程
GPS全称为全球定位系统，是一种利用人造卫星进行定位的导航系统。
它的基本原理是通过计算卫星和接收器之间的距离来确定接收器的位置，实现位置的精确定位和导航功能。
GPS定位的基本过程包括信号发射、信号传播、接收器接收和信号处理，下面将逐一介绍。
一、信号发射1.1 GPS系统由一组绕地球轨道运行的卫星组成，这些卫星每天都在精确预定的轨道上运行，向地球发送无线电信号。
1.2 GPS信号是由多个卫星同时发射的，通常至少需要4颗卫星进行定位计算。
这些卫星分布在地球表面上空的不同位置，以确保在任何时间、任何地点都可以接收到至少4颗卫星的信号。
二、信号传播2.1 GPS卫星发射的信号是以电磁波的形式传播，经由大气层以及其他影响媒介，传播至地面接收器。
信号在传播过程中会受到大气层、地形、建筑物等因素的干扰，因此接收器需要对信号进行处理，去除干扰影响。
2.2 由于地球与卫星之间的距离很远，信号的传播速度极快，因此在信号传播过程中，需要考虑信号的传播时间，以及卫星和接收器之间的相对速度。
三、接收器接收3.1 GPS接收器是指能够接收并处理卫星信号的设备，它通常由天线、接收模块、处理器和显示器等部分组成。
3.2 接收器通过天线接收卫星发射的信号，然后将信号传输至接收模块进行处理。
在处理过程中，接收模块需要对信号进行放大、滤波、解调等操作，以便后续的定位计算。
3.3 接收器会同时接收到来自多颗卫星的信号，通过对这些信号的处理，可以确定每颗卫星和接收器之间的距离。
四、信号处理4.1 信号处理是指接收器通过对接收到的卫星信号进行计算和分析，得出接收器的准确位置和导航信息的过程。
4.2 通过对多颗卫星信号的处理，接收器可以计算出卫星和接收器之间的距离，并通过三角测量的原理确定接收器的位置。
4.3 除了位置信息，接收器还可以根据卫星信号的时间信息，计算出接收器相对于卫星的速度，并推导出导航信息。
接收器也会进行误差修正，提高定位的精度和准确性。
GPS定位基本原理
GPS定位基本原理GPS系统由全球定位系统卫星、地面控制站和用户终端（接收器）三部分组成。
全球定位系统卫星方阵覆盖了地球上的整个领土，通过控制站向卫星发送精确的时间和位置信息，卫星则将这些信息以无线电波的形式发送到地球上的接收器。
接收器接收到至少四个卫星的信号后，它会解析每个卫星发送信号的时间和位置信息。
由于每个卫星都知道自己的位置和发送信号的时间，接收器可以通过测量每个信号发送和接收的时间差，计算出每个卫星距离接收器的距离。
通过至少三个卫星的距离测量，可以确定接收器的地理位置。
为了提高精确性，GPS系统还会对信号进行校正。
由于信号在传输过程中会受到大气层、地球引力以及卫星和接收器之间的相对运动的影响，因此需要对这些影响进行修正。
这些校正数据通常由地面控制站通过无线电波发送到接收器上。
另外，GPS系统还可以利用多路径效应和时间延迟来提供高精度的定位。
多路径效应是指信号在传输过程中会经历多次反射和散射，从而到达接收器的时间和位置会发生变化。
通过分析和处理这些变化，接收器可以纠正误差，提高定位的准确性。
GPS定位的精确性受到多种因素的影响，包括天气、地形、建筑物和电磁干扰等。
天气条件不好时，如大雨、大雾或雷暴天气，信号会受到干扰，可能会导致定位误差增大。
地形和建筑物也会对信号的传输造成阻碍，从而降低定位的准确性。
此外，与其他电子设备的电磁干扰也可能对GPS信号产生干扰，影响定位的精度。
总之，GPS定位是通过接收卫星发送的时间和位置信息，计算出接收器相对于卫星的距离，然后通过多个卫星的距离测量来确定接收器的地理位置的技术。
通过对信号的校正和处理，可以提供高精度的定位服务。
然而，定位的精确性仍受到多种因素的影响。
《GPS 组成及其工作原理》 讲义
《GPS 组成及其工作原理》讲义一、引言GPS，即全球定位系统，如今已经广泛应用于我们的日常生活中，从导航指引我们到达目的地，到用于精准农业和地质勘探等专业领域，它都发挥着不可或缺的作用。
那么，GPS 到底是由什么组成的，又是如何工作的呢？接下来，让我们一起深入了解。
二、GPS 的组成GPS 系统主要由三大部分组成：空间部分、地面控制部分和用户设备部分。
1、空间部分空间部分是由 24 颗工作卫星组成，它们分布在 6 个轨道平面上，每个轨道平面上有 4 颗卫星。
这些卫星的运行轨道高度约为 20200 千米，运行周期约为 11 小时 58 分钟。
卫星不断地向地面发送包含卫星位置、时间等信息的无线电信号。
2、地面控制部分地面控制部分包括 1 个主控站、3 个注入站和 5 个监测站。
主控站负责收集、处理和传输卫星的轨道和时钟数据等信息。
注入站则负责将这些数据注入到卫星中，以保证卫星的运行轨道和时间的准确性。
监测站则用于监测卫星的运行状态，并将数据传输给主控站。
3、用户设备部分用户设备部分就是我们常见的 GPS 接收器，比如手机、车载导航仪、手持 GPS 设备等。
这些设备接收来自卫星的信号，并通过计算来确定自身的位置、速度和时间等信息。
三、GPS 的工作原理GPS 的工作原理基于三角测量的原理。
当 GPS 接收器接收到来自至少 4 颗卫星的信号时，它就可以通过测量卫星信号的传播时间来计算出与每颗卫星的距离。
由于卫星的位置是已知的，通过测量与多颗卫星的距离，接收器就可以利用三角测量的方法来确定自己在地球上的位置。
具体来说，卫星会不断发送包含其位置和时间的信号。
当 GPS 接收器接收到这些信号时，会记录下接收信号的时间。
由于信号是以光速传播的，通过计算信号从卫星发送到接收器的时间差，就可以计算出接收器与卫星之间的距离。
但是，由于时钟误差等因素的影响，单纯依靠距离测量得到的位置并不准确。
因此，还需要通过一些算法来消除这些误差，从而得到更精确的位置信息。
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第二节 测码伪距观测方程与测相伪距观测方程
1、测码伪距观测方程及其线性化 ρ——卫星到测站的几何距离； ρ ′——卫星到测站间含有接收机钟差的伪距； δt ——接收机钟的钟差；
c t
测码伪距观测方程线性化
设卫星的已知坐标为 X j,Y j,Z j ，接收机的位置坐标为
Q22 Q32 Q42
Q23 1 , mY 0 Q22 , mY 0 Q33 0 ——伪距测量中误差
二、 静态绝对定位原理
1、测码伪距静态绝对定位法 接收机相对于地面固定不动。一般每隔5、10或15秒观测一次（一
个历元）。
观测卫星数m，历元数n，则观测值的个数为m.n个，观测方程的 个数也为m.n个。如观测时间较短，不考虑接收机钟差变化，则需解4个 未知数。方程式的形式与动态定位相似。
此式中有四个未知数，最少需观测四颗卫星才能求得四个未知数。
2、测相伪距观测方程及其线性化
载波信号是正弦波 y Asin2ft 0 ，卫星发射载波信号的时
刻为t j ，如果接收机钟无误差，则接收机产生复制信号的时刻也为t j ，接收机收到卫星信号的时刻为tk ，载波信号传播的时间为
tk t j t N • T
如取符号
q11 q12 q13
sin B cos L sin B sin L cos B
QX q21 q22 q23 H sin L
cos L
0
q31 q32 q33
cos B cos L cos B sin L sin B
则
g11 g12 g13
QB HQX H T g21 g22 g23
用 ti 表示整周变化部分与不足整周部分之和，并考虑接收
机钟差，则载波相位观测方程为
• ti c • tti N t0 •
以卫星和接收机的坐标带入上式并考虑电离层和对流层改正后线 性化，可得
•ti akjX bkjY ckjZ ctti N t0 • l0
式中的 l0 包括几何距离近似值及对流层和电离层改正。式中有五个 未知数，如观测5颗卫星则有9个未知数。
元 为t0参考历元，用三阶方程式表示钟差：
tti a0 a1ti t0c a2 ti t0c 2
观测卫星数 m ，历元数 n ，3个测站坐标未知数，3个钟差系 数为未知数，另外每颗卫星有一个整周未知数。共 6 个m未知数，
观测历元数应
n m 6/ m
如果要进行测相伪距绝对定位，观测前应将接收机固定在 一点 上观测一段时间，以求得整周未知数，这一过程称为初始化，然后才能 进行测相伪距动态绝对定位
载波相位观测应注意：
1）整周数的变化部分由计数器记录，此间信号不能 间断，如果此间到达接收机的信号被遮挡，造成失锁，遮 挡期间整周记数暂停，遮挡移去后继续记数，这就丢掉了 遮挡期间的若干整周数。这种情况叫整周跳。引起周跳的 另一原因是强电磁干扰。
设卫星与接收机的相对运动速度为1km/s，L1载波波 长为19cm，信号间断1秒钟，产生1000/0.19=5263周的周 跳。
2
akj
X j Xk0
0
bkj
Y j Yk 0
0
ckj
Z j Zk0
0
则观测方程可表示为
0 akjX bkjY ckjZ ct
考虑到电离层改正和对流层改正，并取
lkj 0 ion trop
则有
vkj akjX bkjY ckjZ ct lkj
令
Ak
ak ak
t1 t2
ak tn
Lk
Lk Lk
t1 t2
Lk tn
则误差方程的矩阵形式为
Vk Ak X Lk
X AkT Ak 1 AkT Lk
如果观测时间较长，应考虑接收机钟差变化
tt1 a0 a1t1 t0 a2 t1 t0 2 tt2 a0 a1t2 t0 a2 t2 t0 2
g31 g32 g33
QB ——测站点在大地坐标系中的全系数阵。
精度衰减因子———全系数阵住对角线元素的函数，用DOP表示。
ttn a0 a1tn t0 a2 tn t0 2
t0 ——初始观测时刻 其中有3个钟差改正数，3个测站坐标改正数，共6 个未知数
2、测相伪距绝对定位法
•ti akjX bkjY ckjZ ctti N t0 • l0
因接收机钟的稳定性有限，不同历元有不同的钟差。以初始历
则星站距离为
ct N • T c N • 2
2f N • N •
2
以弧度为单位， 以周为单位。
由上式可得
• N •
在接收机初始跟踪到卫星时刻t0 ，测得上式中的左端。右端 的两项为未知数。当接收机锁定卫星，到 ti 时刻，接收机测得的
相位含有三项：一是整周固定部分，称为整周未知数或整周模糊度； 二是整周变化部分，由整周计数器记录；三是不足整周部分。
，其近X k似,Yk值, Z为k
，改X k正0 ,Y数k0 ,为Zk0
，X则,有Y ,Z
X j X k0 X 2 Y j Yk0 Y 2 Z j Zk0 Z 2
将此式展开成泰勒级数可取至一次项，并令
0
X
j
Xk0
2
Yj
Yk 0
2
Zj
Zk0
GPS绝对定位原理
其中：
v1k
V
vk2
vkm
X
X
Y
Z c •t
a1k bk1 c1k 1
ak
ak2
bk2
ck2 1
akm bkm ckm 1
lk1
Lk
lk2
lkm
令
QZ akT ak 1
设
Q11 Q12 Q13 Q14
QZ
Q21 Q31 Q41
2）因各项误差影响，整周未知数往往不为整数。
三、 精度衰减因子
在测码伪距绝对定位中，误差方程的系数阵为 ，令
q11 q12 q13 q14
QZ
AT
A
1
q21
q31 q41
q22 q32 q42
q23 q33 q43
q24
q34 q44
则
mX 0 q11 , mY 0 q22 , mY 0 q33 式中 0 ——伪距测量中误差