高遮挡环境下卫星数不足四颗的GPS定位研究
复杂环境下定位精度提升研究
复杂环境下定位精度提升研究在当今科技飞速发展的时代，定位技术在众多领域发挥着至关重要的作用，如导航、物流、军事、地质勘探等。
然而，在复杂环境中，定位精度往往会受到多种因素的影响，从而给相关应用带来诸多挑战。
复杂环境通常具有多种干扰因素，如建筑物密集导致的信号遮挡与反射、多路径传播、电磁干扰以及恶劣的天气条件等。
这些因素会使定位信号发生衰减、畸变或延迟，从而导致定位误差增大，精度降低。
为了提升复杂环境下的定位精度，首先需要对影响定位的因素进行深入分析。
信号的传播特性是一个关键因素。
在城市峡谷等环境中，高楼大厦会阻挡卫星信号，使得接收端接收到的信号强度减弱，甚至产生信号盲区。
多路径传播则是由于信号在传播过程中经过不同的反射和折射路径到达接收端，导致信号叠加和相位变化，从而影响定位的准确性。
针对信号传播特性的问题，采用合适的天线设计和信号处理技术可以有所改善。
优化天线的方向性和增益，能够增强对有用信号的接收能力，同时减少来自其他方向的干扰。
信号处理方面，通过滤波、去噪等技术，可以降低多路径效应和噪声的影响。
例如，采用基于卡尔曼滤波的算法，对接收的信号进行预测和修正，能够有效地提高信号的质量和稳定性。
此外，融合多种定位技术也是提升定位精度的有效途径。
单一的定位技术往往在某些复杂环境中存在局限性。
例如，GPS 在室内环境中可能无法正常工作，而蓝牙、WiFi 等短距离通信技术在室内能够提供相对较好的定位效果。
通过将不同定位技术的数据进行融合，可以充分发挥各自的优势，弥补单一技术的不足。
常见的融合方法包括基于卡尔曼滤波的融合、基于粒子滤波的融合以及基于神经网络的融合等。
在实际应用中，场景的特征也对定位精度有着重要影响。
例如，在大型仓储环境中，货物的堆积和金属结构会对信号产生干扰；在山区，地形起伏和植被覆盖会影响卫星信号的接收。
针对这些特定场景，需要定制化的解决方案。
比如，在仓储环境中，可以增加信号中继设备来增强信号覆盖；在山区，可以结合地形数据进行定位算法的优化。
GPS与惯性导航系统的组合定位方法与精度评定
GPS与惯性导航系统的组合定位方法与精度评定GPS（全球定位系统）和惯性导航系统（INS）都是现代导航领域中常用的定位技术。
然而，它们各自都存在一些限制，譬如GPS在城市峡谷地区存在信号遮挡问题，而INS则容易产生漂移误差。
为了克服这些限制，研究人员发现将GPS和INS通过组合定位方法结合使用，可以提供更准确和可靠的定位结果。
首先，我们来了解GPS定位技术。
GPS系统是由一组卫星和接收器组成的，工作原理是通过测量接收器和卫星之间的距离来确定接收器的位置。
然而，由于地面建筑物和天气条件的限制，GPS的定位精度可能受到一定的影响。
特别是在高楼大厦聚集的城市地区，建筑物会遮挡卫星信号，导致定位误差增加。
此外，恶劣天气条件如大雨、大雪等也会对GPS信号产生干扰，进一步降低了定位的准确性。
然而，惯性导航系统可以弥补GPS的不足之处。
INS由加速度计和陀螺仪等传感器组成，可以通过测量加速度和角速度来推断航向和位移。
与GPS不同，INS并不依赖于外部信号，因此不受天气和建筑物遮挡的影响。
然而，INS在使用时间越长，误差也会越来越大。
这是由于惯性传感器的漂移问题导致的。
因此，INS的定位结果并不是完全可靠的。
为了充分利用GPS和INS的优势，研究人员提出了一种组合定位方法，即将两者的定位结果进行融合。
这种方法通过使用卡尔曼滤波（Kalman Filter）算法来整合GPS和INS的信息。
卡尔曼滤波是一种数学算法，能够根据系统的动态模型和不确定性信息，进行估计和修正。
在组合定位中，卡尔曼滤波可以将GPS和INS的定位结果进行加权融合，从而得到更精确的定位值。
组合定位的过程可以简单描述为以下几个步骤：首先，根据GPS接收器的测量值，计算出当前位置的估计值。
然后，根据INS的测量值，根据运动方程和初始条件推断位置和速度的改变量。
接着，根据两种传感器的测量精度和不确定性信息，使用卡尔曼滤波算法来融合GPS和INS的定位结果。
GPS定位精度的控制与提高方法
GPS定位精度的控制与提高方法导语:全球定位系统（GPS）作为现代社会中非常重要的定位和导航技术，已经广泛应用于各个领域，包括交通、航空、电信等。
然而，由于多种因素的影响，GPS 在实际使用中可能存在一定的定位误差。
本文将探讨影响GPS定位精度的因素，并介绍一些控制与提高GPS定位精度的方法。
一、环境因素对GPS定位精度的影响1. 天气条件天气条件是影响GPS定位精度的重要因素之一。
在恶劣的天气条件下，如强风、暴雨和厚云层等，GPS信号可能会受到干扰，从而导致定位误差。
2. 建筑和地形高层建筑物、树木和山脉等地形和建筑物可以阻挡GPS信号的传播，导致信号衰减和多径效应。
因此，在城市密集区域和复杂地形的环境下，GPS定位的精度可能会受到限制。
3. 电磁干扰电磁干扰是另一个影响GPS定位精度的因素。
例如，无线电设备、电力设备和其他无线通信设备可以产生电磁辐射，干扰GPS信号的接收。
这种干扰在工业区和城市中心等区域更为显著。
二、改善GPS定位精度的方法1. 多普勒效应的利用多普勒效应是指由于接收器和卫星的相对运动而导致接收器接收到的GPS信号的频率发生变化。
通过测量多普勒频移，可以更准确地计算卫星与接收器之间的距离，并进一步提高GPS定位的精度。
2. 排除多径效应多径效应是指GPS信号由于被建筑物、地形或其他障碍物反射而产生的多条路径。
这些反射路径会导致信号的延迟，从而影响GPS定位的精度。
减少多径效应的一种方法是使用多天线阵列接收器，并利用信号处理技术对多条路径进行处理，以提高定位的准确性。
3. 辅助导航系统辅助导航系统是一种能够提供GPS定位增强信息的技术。
例如，差分GPS技术可以通过测量基准站和移动接收器之间的差异来消除大部分误差，并提高定位精度。
此外，地基增强系统（GBAS）和空中增强系统（SBAS）等辅助导航系统也可以提供更精确的定位信息。
4. 选择更优的天线和接收器选择更优质的GPS天线和接收器也可以显著提高GPS定位的精度。
六安gps定位公司为什么GPS卫星定位需要至少4颗卫星
六安gps定位公司：为什么GPS卫星定位需要至少4颗卫星说起GPS定位，大家肯定不陌生了，当我们出行在外，是手机GPS为我们提供出行指导。
汽车也有汽车GPS能够监控汽车的行程。
对GPS定位有点了解的人可能会问：为什么GPS卫星定位需要至少4颗卫星？在这里，就让六安gps定位公司来为大家解答吧。
假定卫星的位置为已知,通过一定的方法我们能准确测出地面点A到卫星间的距离,那么A点一定位于以卫星为中心,以所测得距离为半径的圆球上。
若我们同时测得点A到另两颗卫星的距离，则该点一定处在三圆球相交的两个点上。
根据地理知识则可以很容易的找到我们需要的点。
在此假设下，即已知卫星位置又已同时测定到三颗卫星的距离，即可进行定位。
但由于GPS卫星是分布在20000多公里高空的运动载体，只能在同一时间测定三个距离才可定位，要实现同步必须具有统一的时间基准，从解析几何角度出发，GPS定位包括确定一个点的三维坐标与实现同步四个未知参数，因此必须通过测定到至少4颗卫星的距离才能定位。
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基于高遮挡环境下RTK测量精度分析的试验
基于高遮挡环境下RTK测量精度分析的试验摘要：本章主要讨论了在高遮挡环境下采用双星接收机与单星接收机进行RTK作业时的精度问题，这也是本人在所在单位实习期间的实习内容之一。
并针对这次试验的具体情况，针对性的设计了测试方案，通过实际作业比较其定位精度的差异性。
关键词：高遮挡环境；RTK测量；精度分析Abstract: This chapter focuses on the accuracy of binary star receiver with a single star receiver for RTK operations in the environment of high block, which is the internship period in the unit where I practice one. And according to the specific circumstances of this test, the design of targeted testing program, through the actual operation of the positioning accuracy differences.Key words: high-shelter environment; the RTK measurements; accuracy analysis1思路启发我们都知道，RTK测量是以载波相位测量作为基本观测量的差分测量技术，RTK技术较传统测量模式有着其特有的优势，其中优势之一是RTK技术可以大大削弱基准站和流动站公有的误差，从而大大地提高了定位的精度。
但是，当进行诸如地籍测量以及城市RTK测量时，由于有高层建筑物的遮挡，对于测量的精度就有一定的影响，其实际作业精度能否达到标准精度也是个疑问。
基于次，我们共同设计了测试方案，对高遮挡环境下RTK测量的精度问题进行了测试。
不完备条件下GPS定位算法的研究
利 用全 球 定 位 系 统 （ Ｐ ） 在 观 测 到 ３颗 Ｇ Ｓ卫 星 时实 Ｇ Ｓ能 Ｐ 现２ Ｄ定 位 ， 现 ３ 实 Ｄ定 位则 需 要 至 少 观 测 到 ４颗 卫 星 。 城 市 在 环 境 中有 可 能 观测 不 到 足 够 数 目的 卫 星 ， 们 定 义 仅 能 观 测 到 我 ２颗 或 １ Ｇ Ｓ卫 星 的 情 况 为 “ Ｐ 颗 Ｐ Ｇ Ｓ不 完备 条 件 ” 。 为 了解 决 Ｇ Ｓ失 效 的 问 题 ， 般 采 用 组 合 定 位 的 方 法 【 。 Ｐ 一 但 一 般 组合 定 位 方 法 在 Ｇ Ｓ不 完 备 条 件 下 即 认 为 Ｇ Ｓ失 效 ， Ｐ Ｐ 并 完全依赖其 它导航 或定位系统 。事实上 在不完备 条件 下 ， Ｇ Ｓ仍 有可 用 信 息 ， 辅 助 定 位 或 定 位 推 测 有 很 大 作 用 。本 文 Ｐ 对 提 出结 合 数 字 地 图 的不 完 备 条 件 下 Ｇ Ｓ双 星 定 位算 法 和 单 星 Ｐ 定 位 算 法 ， 有 以下 特 点 ： 具 （ ） 于 数 字 地 图完 全 可 以 在 软 件 范 围 内 处 理 ， 此 只 需 １由 因 要 Ｇ Ｓ相关 的硬 件设 备 ： Ｐ （ ） 需 要 在 道 路 切 换 时确 定 车 辆 新 的行 驶道 路 及 方 向 ， ２只 之后 定 位 结 果将 直接 匹配 到 该 道 路 上 。 自动 完 成 地 图 匹 配（０ ６ ２ — １ ８ ０ 文 献标 识 码 Ａ ０ ２ ８ ３ － ２ ０ ）４ ０ ９ — ３ 中 图分 类 号 Ｔ ２ ８４ Ｐ ２．
Ｓｕ ｙ ｏ ｔ ｄ ｆ ＧＰＳ Ｐｏ ｉ ｏ ｉ ｇ ｉ ｎ ｏ ｓｔ ｎ ｎ ｎ Ｉ ｃ ｍｐ ｅ ｅ Ｃｏ ｄ ｔｏ ｉ ｌｔ ｎ ｉｉ ｎ
维普资讯
实地测绘中如何处理GPS数据异常问题
实地测绘中如何处理GPS数据异常问题一、引入实地测绘是一项重要的工作，用以获取地理信息和制作地图。
其中，GPS（全球定位系统）是测绘过程中最常用的定位技术之一。
然而，在使用GPS进行测量时，我们有时会遇到数据异常问题，如偏离较大、信号丢失等。
本文将探讨在实地测绘中处理GPS数据异常问题的方法和技巧。
二、数据异常问题的原因1. GPS信号受阻：GPS信号在穿越高楼大厦、树木茂密的森林等区域时会受到阻碍，从而导致定位不准确或失去信号。
2. 环境干扰：大气层中的电离层扰动、电磁辐射干扰等环境因素会干扰GPS信号传输，导致数据异常。
3. 卫星几何结构：不同卫星之间的位置和角度分布不均匀，某些区域可能只能接收到几颗卫星的信号，从而影响GPS定位的准确性。
4. 设备故障：设备本身可能存在故障，如天线接触不良、电池电量低等。
三、预处理GPS数据异常的方法1. 数据过滤：在使用GPS设备进行实地测绘时，可以事先设置数据过滤的阈值。
当GPS定位数据偏差超过设定的阈值时，可以选择丢弃或标记这部分数据，以保证实测数据的准确性。
2. 多次测量取平均：对于某个特定点的测量，可以进行多次测量，并计算其平均值。
这样可以减小数据异常的影响，提高测量结果的准确性。
3. 移动平均滤波：将一定数量（如3个）的连续数据点进行平均处理，得到一个新的数据点。
通过移动平均滤波可以消除瞬时噪声，平滑异常数据，提高定位的准确性。
4. 非线性回归：对于一些较复杂的数据异常情况，可以通过非线性回归等数学模型来对异常数据进行修复和预测，从而得到更准确的测量结果。
四、实时处理GPS数据异常的方法1. 多路径效应抑制：多路径效应是指GPS信号在传播过程中发生反射、绕射等现象，导致接收机接收到多个信号路径的数据。
可以通过设备选择抗多径接收机、合理调整设备放置位置等方法来抑制多路径效应。
2. 动态差分定位：动态差分定位是指通过接收实时GPS数据并将其与基准站的数据进行比较，根据差异来矫正GPS数据，从而实现更高精度的定位。
GPS测量4颗卫星定位权威解释
问：为什么至少观测4颗卫星，才能确定未知点（接收机）的位置。
解释：（下面公式只帮助理解。
可别认真记忆。
）三球定位法：当接收机接收一个卫星信号，则接收机位于卫星1 的球面上任一点；（好比接收机在半个橙子皮上任意一点）当接收两颗卫星信号，则接收机位于卫星1和卫星2球面交线的曲线上；（好比两个半块儿橙子皮交叉出现的曲线上）当接收到三颗卫星信号，则接收机位于卫星1，卫星2和卫星3的交点上。
（理解同上） 从而确定了接收机位置。
就是三球定位法的概念（理解过程）。
按照下面公式，三个方程求出三个未知数（X,Y ,Z ）。
232323232222222221212121)()())()())()()r Z Z Y Y X X r Z Z Y Y X X r Z Z Y Y X X =-+-+-=-+-+-=-+-+-（（（接收机坐标精度，与接收机和卫星距离测量精度有关；距离精度则又与时间测量精度紧密相关。
理想状态上：距离r=c*t=光速乘以时间。
但是卫星钟和接收机钟存在钟差，再加上电离层，对流层的延迟及反射。
距离则变为伪距PR=r+c*Δt 。
而不是卫星到接收机的几何直线距离。
上述公式则变成：()[]()[]()[]232323232222222221212121-*)()()-*)()()-*)()()b b b C T C Z Z Y Y X X C T C Z Z Y Y X X C T C Z Z Y Y X X =-+-+-=-+-+-=-+-+-（（（则出现了4个未知数（X,Y ,Z,b C )，则必须增加观测卫星的个数。
即至少四颗卫星，才能定出未知点（接收机）的位置。
()[]()[]()[]()[]24242424232323232222222221212121-*)()()-*)()()-*)()()-*)()()b b b b C T C Z Z Y Y X X C T C Z Z Y Y X X C T C Z Z Y Y X X C T C Z Z Y Y X X =-+-+-=-+-+-=-+-+-=-+-+-（（（（。
GPS定位精度影响因素及提高方法
GPS定位精度影响因素及提高方法引言全球定位系统（GPS）是一种卫星导航系统，可以准确测量地球上任何位置的经纬度坐标。
然而，在实际应用中，我们常常会遇到GPS定位精度不高的问题。
本文将探讨影响GPS定位精度的因素，并提出改善定位精度的方法。
一、卫星数量和分布GPS定位的基本原理是通过接收来自卫星的信号，然后根据信号传播时间来计算位置信息。
因此，卫星的数量和分布会直接影响定位的精度。
如果能同时接收到足够多的卫星信号，定位精度会更高。
因此，提高GPS定位精度的方法之一是选择在没有被高大建筑物或密集树木等遮挡物的开阔地区使用GPS，并尽量避免在峡谷和城市峡谷等地形复杂的区域进行定位。
二、天气条件和大气延迟天气条件和大气延迟也是影响GPS定位精度的重要因素。
在恶劣的天气情况下，如暴雨、雪等，信号会被衰减或反射，导致定位误差增大。
同时，大气延迟也会使信号传播时间产生误差，从而降低GPS定位的精度。
因此，在不利天气条件下或大气污染严重的地区使用GPS时，需要采取措施来提高定位精度，如选择较稳定的信号层，或借助其他定位系统辅助。
三、接收机精度和误差校正接收机本身的精度也会对GPS定位精度产生影响。
高精度的接收机能够更准确地解析卫星信号，提高定位精度。
此外，误差校正也是提高定位精度的关键。
通过使用差分GPS技术，即在已知位置的基准站和接收机之间进行实时的信号比较和误差修正，可以有效减小误差，提高定位精度。
四、多路径效应多路径效应是指卫星信号在传播过程中被反射或折射产生的多个路径，从而导致接收机接收到多个信号。
这些多个信号的时间延迟不同，会对定位结果产生干扰，降低GPS定位精度。
为了降低多路径效应对定位精度的影响，可以选择在开阔地区使用GPS，远离反射物体，或在建筑物周围使用GPS时，尽量保持接收机与卫星之间的直射信号。
五、时钟误差和系统改进GPS定位精度还受到卫星时钟误差的影响。
原子钟的误差会导致GPS卫星发出的时间信号与地面接收机的时间不一致，进而影响定位精度。
GPS安装作业中对建筑物遮挡的智能避障技术研究
GPS安装作业中对建筑物遮挡的智能避障技术研究随着全球定位系统（GPS）的广泛应用，对于建筑物遮挡对GPS信号的影响逐渐引起人们的关注。
建筑物高度、密度以及其他自然和人为因素的存在，都会导致GPS信号的衰减和多径效应，从而降低定位精度。
为了解决这个问题，研究人员开始探索使用智能避障技术来优化GPS信号的接收。
一、GPS信号的建筑物遮挡问题在城市环境中，建筑物的存在使得GPS信号的传播受到很大限制。
由于建筑物的高度和密度不断增加，信号在传播过程中会经历更多的反射和衰减，从而导致信号的强度和质量下降。
此外，建筑物遮挡还会引发多径效应，即信号在到达接收器之前经过多条路径传播，导致接收器无法准确判断信号的真实位置。
二、智能避障技术概述为了解决建筑物遮挡的问题，研究人员开始将智能避障技术应用于GPS安装作业中。
智能避障技术通过使用传感器、图像识别算法和路径规划算法等，可以实时识别建筑物及其他障碍物，并找到合适的绕行路径。
这些技术可以在保证GPS信号接收质量的前提下，为GPS设备找到最佳的安装位置，避免建筑物遮挡对定位精度造成的影响。
三、智能避障技术的应用1. 传感器技术智能避障技术的关键之一是传感器技术的应用。
通过搭载传感器，GPS设备可以实时监测周围环境的障碍物情况。
例如，超声波传感器可以用于测量前方障碍物的距离和高度，红外传感器可以用于检测旁边建筑物的位置和距离。
这些传感器的数据可以被GPS设备用于智能地规划路径，避开建筑物遮挡。
2. 图像识别算法除了传感器技术，图像识别算法也是智能避障技术的重要组成部分。
利用摄像头捕捉建筑物的图像，并通过图像识别算法对建筑物进行识别和定位，GPS设备可以更加准确地判断信号被遮挡的情况。
在此基础上，路径规划算法可以找到可靠的绕行路线，保证GPS信号的有效接收。
3. 路径规划算法最后，路径规划算法在智能避障技术中起到了至关重要的作用。
路径规划算法根据传感器和图像识别算法提供的数据，为GPS设备提供最佳的绕行路径。
GNSS测量中的遮挡物影响与避免方法
GNSS测量中的遮挡物影响与避免方法随着全球卫星导航系统（GNSS）的普及与应用，GNSS测量在各个领域都起到了至关重要的作用。
然而，在实际操作中，我们经常会面临一个严重的问题，即遮挡物对GNSS测量的影响。
因此，本文将探讨GNSS测量中遮挡物的影响以及相应的避免方法。
一、遮挡物对GNSS测量的影响在进行GNSS测量时，卫星信号需要从卫星到达接收机，然后接收机计算出位置信息。
然而，当卫星信号被遮挡物（如建筑物、树木、山脉等）阻挡时，接收机将无法接收到足够的卫星信号，导致位置信息的准确性受到严重影响甚至无法获得。
首先，遮挡物会导致信号弱化。
当卫星信号被高楼大厦或者树木等遮挡时，信号将经过反射、散射等过程，导致信号强度减弱。
这将使接收机难以获得足够的信号来进行定位计算，从而降低GNSS测量的准确性。
其次，遮挡物还会引起信号多径效应。
信号在经过遮挡物后，可能会在建筑物或者地面上发生反射，并经过不同的路径到达接收机。
这会导致多个信号在接收机处叠加，产生多径效应。
多径效应将对信号的相位和幅度造成扰动，从而进一步影响GNSS测量的精度。
最后，遮挡物还可能引起信号失真。
由于遮挡物的存在，信号可能会发生频率漂移、模糊度等问题，导致信号质量下降。
这将使接收机难以正确解算出GNSS信号的参数，从而影响GNSS测量的准确性和可靠性。
二、避免遮挡物影响的方法为了解决遮挡物对GNSS测量的影响，我们可以采取以下方法来避免或减轻遮挡物的影响。
首先，选择合适的观测点。
在进行GNSS测量时，我们应尽量选择没有高楼大厦、树木等遮挡物的位置进行观测。
这样可以减少或避免遮挡物对信号的影响，提高测量的准确性和可靠性。
其次，合理布设参考站。
在进行GNSS测量时，参考站的位置至关重要。
我们应该选择没有遮挡物的位置作为参考站，以确保参考站能够获得足够的卫星信号并减少位置误差。
通过合理布设参考站，可以提高GNSS测量的精度和可靠性。
另外，使用遮挡物模型。
为什么GPS需4颗才能精确定位？
为什么GPS需4颗才能精确定位?#全球定位系统#GPS#基站时钟GPS(G1oba1PositioningSyStem)又称全球卫星定位系统，是一种全球无线导航系统，由31颗卫星及其地面站组成。
GPS正是使用这些“人造星星(man-madeStarS)”作为参考点来计算精确到米的位置。
事实上使用先进的GPS定位系统进行测量,比您手中的尺子更好使！经过多年发展,目前GPS接收落已经小型化到只有几个集成电路,因此变得非常经济，这也使得几乎每个人都可以使用该技术。
如今GPS已经进入手机、汽车、船只、飞机、建筑设备、电影制作设备、农业机械，甚至笔记本电脑。
GPS如何工作在手机等终端设备中GPS接收器从多个GPS卫星获取信号，卫星发送信号的确切时间，通过从接收到的时间减去发送信号的时间，GPS可以判断出终端离每颗卫星有多远；GPS接收器还知道卫星发送信号的那一刻在天空中的确切位置；因此综合来自三颗以上卫星的GPS信号的传播时间及其在天空中的确切位置，GPS接收器可以从三个维度确定您的位置——东(B),(南)北和高度。
如下图所示，想象一下你站在地球的某个地方头顶天空中有三颗卫星。
如果您知道自己离卫星A有多远，那么您就知道一定位于红圈内的某个位置。
如果对卫星B和C 执行相同操作，则可以通过查看三个圆的相交位置来确定您的位置。
这正是您手中的GPS接收器所做的，尽管它使用重叠的球体而不是圆。
除位置外，还有一个并发那就是为了计算GPS信号到达的时间,GPS接收器需要非常准确地知道时间。
GPS卫星上有原子钟可以保持非常精确的时间;如果GPS接收器使用来自第四颗卫星的信号,它可以通过求解一个方程,让它确定准确的时间而无需原子钟。
GPS精确定位如果GPS接收器只能接收3颗卫星信号,您仍然可以获取您的位置,但精度会降低。
正如我们上面提到的GPS接收器需要4颗卫星来计算您的三维位置。
如果只有3颗卫星可用,GPS接收器可以假设您处于平均海平面,从而获得大概位置。
GPS定位为什么要最少4颗卫星？
GPS定位为什么要最少4颗卫星？GPS接收端的纬度、经度、高度都是经过了计算得来的，不是卫星直接给的。
卫星给的就只有卫星的位置、时间等等。
两个球面确定一个圆，三个球面（一个球面+一个圆）可以确定两个点，排除一个不在地面的点，就得到唯一的确定位置了。
但确定球面半径是利用卫星信号传输到接收终端的时间差，所以需要第4颗卫星提供相对零点作时间的参照系。
假设t时刻在地面待测点上安置GPS接收机，可以测定GPS信号到达接收机的时间△t，再加上接收机所接收到的卫星星历等其它数据可以确定以下四个方程式：上述四个方程式中x、y、z为待测点坐标，Vto为接收机的钟差为未知参数，其中di=c△ti，(i=1、2、3、4)，di分别为卫星ｉ到接收机之间的距离，△ti 分别为卫星ｉ的信号到达接收机所经历的时间，xi 、yi 、zi为卫星ｉ在t时刻的空间直角坐标，Vti为卫星钟的钟差，c为光速。
由以上四个方程即可解算出待测点的坐标x、y、z 和接收机的钟差Vto。
这时候就有人说了，干嘛要四颗卫星呢，三颗不就够了吗？想想还蛮有道理的，三个球面，交汇于一点，不就可以定出接收机所在的位置了吗？但是实际上，GPS接收器在仅接收到三颗卫星的有效信号的情况下只能确定二维坐标即经度和纬度，只有收到四颗或四颗以上的有效GPS卫星信号时，才能完成包含高度的3D定位。
这是为什么呢？原来，大家忽略了一件事情，那就是时间。
先来看一颗卫星，它在一个规定的时间发送一组信号到地面，比如说每天8：00整开始发送一组信号，如果地面接收机就在8点零2秒收到了这一组信号，那么就是说信号从卫星到接收机的距离是电波花2秒能够跑到的距离，由于这颗卫星的位置和电波的速度已知，那么就可以肯定接收机就在以卫星为球心的一个球面上，那么再多测2个卫星的距离，就可以得到3个空间球，3个空间球的焦点只有2个，那么逻辑排出一个不在地球表面的，剩下的就是接收机的位置。
这就是我们所想象的三颗卫星可以定位的情形。
GPS卫星遮蔽率对定位精度影响之研究
GPS衛星遮蔽率對定位精度影響之研究Influence of the ratio of GPS Sky View on positioning accuracy林義雄1紀俊輝1.洪本善2I-hsiung Lin Chun-hui Chi Pen-shan Hung摘要由於衛星定位技術發展迅速，發展至目前廣泛接受的即時動態測量(RTK)，RTK卻較少施行於都市地區中，主要就是因為都市建築物遮蔽問題，造成了GPS/RTK使用者在都市環境之限制。
因此，建立都市地區GPS遮蔽模式將會是一項重要的工作。
利用GIS地形資訊，並且自動化建立遮蔽透空圖，將可以減少現地勘查之必要。
將衛星遮蔽問題進行處理分析，將可以有效提升針對GPS測量外業規劃並增加RTK於都市地區的實用性。
研究中將對影響RTK實測的遮蔽率予以模式化，並研究遮蔽率與定位精度間之關係，探討在大都市中高樓林立的情況下，RTK的實用性如何，以實測的方式，測試在遮蔽率多少下，RTK是可用的情況。
最後以GIS技術進行處理分析，提供日後都市區施行RTK實測時參考之用。
關鍵字：即時動態測量、地理資訊系統、遮蔽率、定位精度因子ABSTRACTRTK has been used popular in surveying engineering, but less in the urban environment. It is because the urban buildings are obstructions to effect the RTK receive signals, and limit GPS-RTK to use in the urban environment. Therefore, to establish urban area GPS obstacle mode will be an important work, and to automate building up covering sky plot will be able to reduce the necessary of the inquisition. This will promote the RTK function. In this study, it will build up the obstacle modeling and will discuss the relation between the ratio of obstacle and DOP. With actually measuring, and testing RTK. Carry on the processing analysis with GIS, and provide it to use RTK in the urban environment in the future.Keywords: RTK、GIS、Ratio of obstacle、DOP1逢甲大學土地管理學系研究生2逢甲大學土地管理學系副教授兼環境資訊科技研究所所長一、前言全球衛星定位系統(GPS)發展漸趨成熟，已具備了全天候、量測速度快、費用低和操作簡單等特點，不同於傳統測量方法，成本上花費較多，加上GPS外業測量僅需經過儀器操作訓練即可勝任，使得GPS更是普遍運用於測量領域。
GPS不完备条件下定位方法研究
GPS不完备条件下定位方法研究
郭荣昌;靳文军;范多旺;孔令刚
【期刊名称】《铁道学报》
【年(卷),期】2015(000)003
【摘要】为了解决在 GPS卫星信号被遮挡而无法定位的问题，提出了一种利用钟差预测模型辅助 GPS定位的方法。
对预测模型的基本思想和具体实现步骤作了详细的介绍，并且将钟差预测值引入到 GPS接收机中，实现信号遮挡情况下 GPS接收机的定位解算。
通过对实测数据的验证分析表明，该钟差预测模型对钟差序列有很好的预测效果；能够在仅有3颗可观测卫星的情况下实现接收机的定位解算。
【总页数】4页(P42-45)
【作者】郭荣昌;靳文军;范多旺;孔令刚
【作者单位】兰州交通大学自动化与电气工程学院，甘肃兰州 730070;兰州交通大学自动化与电气工程学院，甘肃兰州 730070;兰州交通大学自动化与电气工程学院，甘肃兰州 730070;兰州交通大学自动化与电气工程学院，甘肃兰州730070
【正文语种】中文
【中图分类】U284
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卫公开星导航定位异常的分析及解决方法
卫公开星导航定位异常的分析及解决方法摘要：针对卫星导航系统在自然收星过程中出现定位异常或短暂性失锁的问题，本文基于导航定位授时定位异常的情况进行分析评估，对导致定位卫星数不足的三个故障：跟踪卫星数不足、可用于定位的卫星数不足、定位卫星数波动，提出软件更改方法。
验证结果表明，软件更改后定位星数明显提高，定位状态明显好转。
这对后续解决卫星导航定位异常问题具有一定的指导意义。
关键词：卫星导航定位授时定位异常1引言随着北斗卫星导航系统的建设，卫星导航这个新兴技术越来越受到各行各业的青睐[1]。
由于卫星导航定位系统主要应用于航天和航空测速、测绘高精度测量等领域，其定位数据的准确性、可靠性至关重要[2]。
卫星导航系统作为目前所有导航方式中精度最高的方式，被广泛应用于各类飞行器导航、着陆和精密测量等方面[3]。
在面向对导航精度要求高的任务时，卫星导航系统高可靠连续定位成为任务能否完成的关键因素。
本文就导航定位授时模块自然收星定位异常进行分析评估，通过自然收星的定位状态对定位异常或短暂性失锁情况进行分析总结，通过定位异常现象，提出从软件上改进的方向，对后续解决卫星导航定位异常问题具有一定的指导意义。
2卫星导航定位原理卫星导航系统假设地球地心固定，采用以地球地心为原点的三维笛卡尔坐标系—ECEF（Earth Center Earth Fix）地心地固坐标系。
卫星导航系统之所以能够准确定位源于三球定位原理。
已知一颗卫星的位置和到用户的距离，则用户将位于以卫星为球心、以距离为半径的球面上的某个地方；如果已知两颗卫星位置和到同一个用户距离，则该用户将同时在两个球面上，即在两个球面相交的圆周上或在两个球面相切的切点上；进一步如果已知第三颗卫星的位置和到同一用户的距离，则第三个球面将和上述圆周相交于两个点。
结合考虑用户必须是在地球表面的条件，相对位置较低的交点即为用户的实际位置[4]。
用户定时锁定本地时间，这就是卫星信号的接收时间，该时间对于所有卫星是相同的；通过解析卫星导航电文和锁定跟踪码相位，可以得到卫星信号的发送时间，该时间对每颗卫星是不同的。
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其 中 ｘ ｙ ， 为 卫星 坐标 ， Ｙ， ， Ｘ， Ｚ为地 面测 站 坐 标 。当观测 卫 星数 不 少 于 ４颗 时采 用 最 小 二乘
法可求 得测 站位 置 和接 收 机 钟 差 。当 观测 卫 星 数
不足 ４颗 时 ， 上述 方 法 无 唯 一 解 ， 就不 能 进 行 导 也
￣ｘ： ／ ＋ ＋ （ ＋（ Ｎ ・ ・ ｉＢ） ｅ ｓ ｎ ）。
因为接 收机钟 的稳 定度 有 限 ， 用拟合 外推 接 采 收 机钟差 法进行 导航定 位 时 ， 随着 钟 差外推 时 间变 长， 外推 钟差 的误 差随 之增 加 ， 位误 差也将 增 大 ， 定 因而对 于 ＧＰ Ｓ观测 卫 星数 连续 长时 间低 于 四颗 情 况 下 的导航定 位 ， 该方 法将 失效 。本 文第三 节 有实
４颗 条 件 下 的 Ｇ Ｓ导 航 定 位 问题 。 Ｐ
关键 词 ： Ｐ 卫 星数 不足 ； 收机钟 差拟 合 ； Ｇ Ｓ； 接 大地 高 ； 图 匹配 地
中图分 类号 ： ２ ８ Ｐ ２
文献标 识 码 ： Ａ
文章编 号 ：０ ８９ ６ （ ０ ７ ０ —０ ４０ １０ —２ ８ ２ ０ ） ５０ ２ —５
小于 ４颗 时利用 前 面 正常 定 位 条 件 计算 出 的钟 差
系数外 推接 收机钟 差 ， 因此 卫 星 观 测方 程 （ ） 有 ３只
收 稿 日期 ： ０ ７０ — ３ ２ ０ － ６１
ＧＮＳ ｏ ｌ ｆＣｈｎ ／ ０ ７ ５ ＳＷ ｒｄｏ ｉａ ２ ０ ．
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１ 引 言
ＧＰ Ｓ导 航定位 需 要接 收 机 观测 ４颗 以 上 卫 星
一
￣（ Ｘ） ／Ｘ — ＋ （ ｙ） ＋ （ Ｚ 。 ｙ— 。 Ｚ 一 ）
（） ２
那么 观测方 程 （ ）可 表示 为 ： １
ｐ— ｃ Ｖ， ＝ （ — ｚ 。＋ （ — ）＋ （ ２ 。一 Ｘｉ ） ｙ Ｚ 一 ）
３个未 知 的坐标参 数 ， 仅需 观 测 ３颗 卫 星 即可 进 行 导航定 位 。 ２ ３ 联 合大 地高 定位 法 ．
Ｖ — Ｘ０ Ｒ０＋ Ｙ０ Ｒ０ （ ＋ Ｎｅ・ｅ ／ ／ ＋ ・ ｓｎ ／ ｉＢ） Ｒ。＋ Ｒ０ Ｎ Ｈ 一 一 （） ８
式 中 ：Ｘ。Ｙ ， 。 为地 面点 坐标 近 似值 ， 。 （ ，。Ｚ ） 尺 一
ｃ Ｖ （） ３
才能进 行 导航定 位 ， 是 在 诸 如 城市 ， 区 等遮 挡 但 山 严 重 的地方 ， 测 卫星 数 可 能 少 于 ４颗 ， 于 传统 观 基
的导航 定位 模 型无 法进 行 实 时 导航 定 位 。为 了解 决这 一问题 ， 们一般采 用组合 定位 的方 法， 人 如 ＧＰ ／ Ｌ Ｓ Ｇ ＯＮＡＳ Ｓ组 合 ， Ｐ ／ＮＳ组 合 ， Ｓ Ｄ Ｇ ＳＩ ＧＰ ／ Ｒ
２ 模 型 推 导
２ １ Ｇ Ｓ伪 距定 位 原理 ． Ｐ
内， 当精 度要求 不 高 时 ， 接 收 机钟 钟 差 可 采用 类 对 似 ＧＰ Ｓ卫星钟 钟差 的二 次 多项 式 进行 拟合［ 。拟 ３ ３
合公 式 为 ：
Ａｔ＝ ｎ ＋ ａ ｔ ａ ｔ ０ １ ＋ ２。 （） ４
航 定位 ， 因此必须 增 加 相 应 的 约 束条 件 ， 其 有 唯 使
一
解 ， 面分别 利 用 不 同的 约束 条 件 ， 加 观 测方 下 增
程 来解 决卫 星数不 足 四颗 时 的唯一解 问题 。
２ ２ 拟 合外 推接 收机钟 差 法 ．
接 收机 的钟 的稳定 度 一 般 为 １ ～Ｓ 在 短 时 间 ０ ，
组合 等ｎ 。但 组 合 定 位必 然 增 加 设 备 成 本 。 因此 ］
本 文提 出一 些新 的解 决 方 案 ， 用 单 一 Ｇ Ｓ接 收 利 Ｐ 机 观测 值 ， 过拟 合外 推接 收机 钟差 ， 通 联合 大地 高 ， 以及 地 图 匹配方 法 进行 导 航 定 位 来解 决 高 遮 挡 环 境 下 的定 位 问题 ， 导 相 应 的 数 学模 型 ， 利 用 实 推 并 测数 据来 验证 方 法 的有 效性 。
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高遮挡环境 下卫星数不足 四颗 的 ＧＰ Ｓ定位研 究
刘 涛 于兴 旺 ，
（ ． 疆 维 吾 尔 自治 区第 二 测 绘 院 ， 疆 乌 鲁 木 齐 ８０ ０ ； １新 新 ３ ０ ２ ２ ．武 汉 大 学 测 绘 学 院 ，湖北 武 汉 ４０ ７ ） ３ ０ ９
摘 要 ： 讨论 了 Ｇ Ｓ接 收机观 测 卫 星数 不足 ４颗条件 下 的 ＧＰ Ｐ Ｓ导航 定位 问题 ， 出拟合 提
外推 接 收机钟 差 ， 合 大地 高 ， 图 匹配 的方 法 ， 导 了相 应 的数 学模 型 ， 编程 实现 其 算法 ， 联 地 推 并
对 实 际车载 动 态 Ｇ Ｓ数 据进 行 解算 。解 算结果 表 明 ： 用上述 方 法可 以解 决观 测 卫 星数 不足 Ｐ 利
Ｇ Ｓ测 码伪 距观 测方程 如下 ： Ｐ
一 ｐ— ｃ ｉ Ｖ ＋ ｃ， 、 一 （， ） 一 （， ） （ ） 、 、州， １
其 中 Ｐ 为观 测 伪 距 ， 为 卫 星 到 地 面 测 站 几 何 距 ｉ
离， Ｃ为光 速 ，， 接 收 机 钟 差 ，、 为 卫 星 钟 差 ， 、 为 ， ， 、 ， 为 电 离 层 延 迟 改 正 ，， 为 对 流 层 延 迟 改 正 。 、
在正 常卫星 数不少 于 ４颗 时 ， 利用单 点定位 获
得接 收机钟 差 ， 利用 数个 历元 的钟 差求解 拟合 系数
ａ ， 。ａ 。当运 动 载体 进 入 遮 挡 环 境 观 测 卫 星 数 ｏａ ，ｚ
、， ， 由导航 电文算 出 。在一般 的导 航定 位 中如果 忽 略大气 折射 的影 响 ， 并顾 及