基于双频GPS观测信息和星间距离测量的高精度星间相对定位方法

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基于GPS融入公路测量工程中实践

基于GPS融入公路测量工程中实践的探析摘要：近几年来，随着国民经济建设的发展与需要，各等级公路建设工程日益增多，在中国高等级公路测量领域中，gps技术测量人员少、观测精度高、工作时间短、无须通视等优点给高等级公路测量作业带来了很多便利。

文章结合工作实践，根据gps在当前国内融入的局势，在前人总结的基础与国内测量规范的前提下，简述了 gps系统特点，探析了融入公路测量工程中一些方法，可供广大同行作为参考。

关键词：gps；优势；公路工程测量；分析；应用0前言高速公路建设提出更新更高的要求，无论是公路的新建还是改建,测量工作必须先行,对如何快速、准确、科学地进行施工测量,就显得更为重要。

目前公路勘测中虽已采用电子全站仪等先进仪器设备，但常规测量方法受通视和作业条件的限制，作业强度大。

且效率低，大大延长了设计周期。

勘测技术的进步在于设备引进和技术改造。

在目前的技术条件[1][2]下引入gps技术应当是首选。

用gps静态或快速静态方法建立沿线总体控制测量。

为勘测设计阶段测绘带状地形图，路线平面、纵面测量提供依据；在施工阶段为桥梁，隧道建立施工控制网，这仅仅是gps在公路测量中应用的初级阶段，其实，公路测量的技术潜力蕴于rtk(实时动态定位)技术的应用之中。

gps技术在公路工程中的应用，有着非常广阔的前景。

1 gps系统与应用中的技术特点在灵活引用gps相关规范的前提下，结合工作实践，与常规测量方法相比，gps有着以下六个方面的优势：1.1 gps测量解决测站间通视测站间相互通视一直是测量学的难题。

gps测量工作时间短、无须通视，使得在测量工程中选点更加灵活方便，当然这也要要求测站上空必须开阔．以使接收gps卫星信号不受干扰；1.2 定位精度高一般双频gps接收机基线解精度为5mm+lppm，而红外仪标称精度为5mm+5ppm，gps测量精度与红外仪相当，但随着距离的增长，gps测量优越性愈加突出．大量实验证明，在小于50km的基线上．其相对定位精度可达12 10-6，而在100km～500km的基线上可达10-6～10-7；1.3 观测时间短在小于20km的短基线上，快速相对定位一般只需5min的观测时间即可；1.4提供三维坐标gps测量在精确测定观测站平面位置的同时，可以精确测定观测站的大地高程;1.5操作简便gps测量的自动化程度很高，在观测中测量员的主要任务是安装并开关仪器、量取仪器高和监视仪器的工作状态，而其他观测工作如卫星的捕获、跟踪观测等均由仪器自动完成：1.6 全天候作业gps观测可在任何地点、任何时间连续地进行。

卫星测量题库讲解

一．填空题1．GNSS全球导航卫星系统，主要包括GPS、（）、（）、（）等。

2.GPS系统包括（）颗工作卫星，（）颗备用卫星。

均匀分布在（）个轨道上，轨道倾角为（）。

3.随着GPS系统的发展，其应用领域逐步拓宽，主要有高精度大地测量、（）、（）、航天发射和卫星回收等。

4.GLONASS系统在系统组成和工作原理上与GPS类似，也是由卫星星座、（）、（）三大部分组成。

5.“北斗二代导航卫星系统”是我国自行研发的导航定位系统，它由5颗（）卫星、（）颗非静止轨道卫星组成。

6.GPS的地面控制部分由分布在全球的若干个跟踪站组成，跟踪站分为主控站、（）和（）。

7.根据GPS用户的要求不同，GPS接收机有许多不同的类型，按用途分为导航型、（）、（）。

8.GPS卫星信号包括测距码、（）、（）三种。

9.GPS信号接收机，按所接收的卫星信号的频率可分为码相位接收机、（）接收机、（）接收机。

10.单频接收机只能接收经调制的（）载波信号，主要用于短基线的精密导航定位。

双频接收机可以同时接收（）载波和（）载波信号，可用于长基线高精度定位。

11.测地型接收机主要采用载波相位观测值进行（）定位，主要用于精密大地测量和（）测量。

12.根据定位过程中接收机所处的状态不同，相对定位可分为（）相对定位和（）相对定位。

13.RTK技术是（）的简称，由基准站和流动站两部分组成。

14.RTK技术是GPS实时载波相位差分的简称，由（）和（）两部分组成。

15.在GPS定位中，影响测量精度的主要误差有（）、（）、（）和其他误差。

16.GPS定位误差中，与卫星有关的误差有美国的SA、AS政策，（）、（）、相对论效应。

17. GPS定位误差中，与信号传播有关的误差有电离层误差、（）、（）。

18. GPS定位误差中，与接收机有关的误差有接收机钟误差、（）、测量噪声、（）。

19.在GPS测量项目作业中，以（）和（）为主要依据，进行GPS网的精度、密度、基准、图形等设计。

工程测量中GPSRTK技术的应用研究

工程测量中GPSRTK技术的应用研究摘要：随着近年来我国工程测量科技的进步，以及工程建设中对测量精度、自动化和准确性的内在要求，GPSRTK技术便应用而生。

其作为一项专业性技术活动，能够有效突破空间和时间的限制，其通过24小时不间断的全方位全天候定位能极大提升工程测量效率，对于满足我国大型工程建设要求和提升建设质量起到了十分重要的作用。

因此，加强其在工程测量中的应用，具有重要的经济和学术研究意义。

基于此，今天本文主要就工程测量中GPSRTK技术的应用研究这一论题给大家进行阐述和分析，希望能起到抛砖引玉之效。

关键词：工程测量 GPSRTK技术应用一、工程测量中GPSRTK技术基础内容概述1、工程测量主要是指工程建设在勘察设计、工程整体规划、工程施工和运营管理过程中所使用的各种测量工作的总称。

其作为工程建设的重要组成部分，能够满足建设工程准确、全面的空间数据要求，对于工程主体的质量和施工方案的制定都起到了关键的作用。

2、GPSRTK技术又称为实时动态差分法，准确来说是工程测量中所使用到的两种技术，即GPS和RTK技术的合称。

其作为GPS技术发展和应用的加强版，是GPS技术的新方向和发展趋势。

其定位系统主要由基准站和流动站两组，通过在实时工程定位测量中引入无线通信技术，从而确保数据传输的移动性，进而提升工程测量的精度。

专业级设备甚至可以满足厘米级的精度要求，从而可以为某些特定的工程测量需求提供良好的技术支撑。

二、工程测量中GPSRTK技术的理论基础和特点分析GPSRTK技术作为一项专业性极强的技术，必须先对其原理和特点有所了解，才能更好地发挥其在工程测量中的应用效果。

1、GPSRTK技术主要工作原理是基于载波相位的差分实时GPS技术，其技术基础是载波相位观测值，可实时提供3D定位坐标。

其中，基准站和流动站必须保持一致，这两者要跟踪至少4颗卫星。

其具体工作流程为：基准站实时观测卫星，同时其配合电台的参与将相关测站坐标、载波相位观测值、伪距观测站、接收机工作状态和卫星跟踪信号等通过无线传输的方式传送给移动站接收机，控制手簿负责采集GPS观测数据和基准站传输过的型号，运用差分和平差进行处理，最后得到移动站高程和坐标值。

基于星间测距的导航星座自主定轨算法

基于星间测距的导航星座自主定轨算法尚琳张锐肖寅刘国华吴会英（上海微小卫星工程中心，200050）摘要: 自主定轨算法是导航星座自主导航研究中的关键技术之一，摄动力直接影响到自主定轨中的定轨精度。

本文首先系统地论述了导航星座自主导航信息的处理流程，包括通过星间双向测量伪距建立观测方程，利用卫星受摄轨道模型建立状态方程，并采用Kalman滤波算法实现卫星自主定轨，随后分析了自主定轨算法以及摄动力模型对定轨精度的影响。

仿真结果表明，利用星载kalman滤波器处理星间观测数据并修正卫星轨道，修正60天星历的三轴位置精度优于20m。

为了进一步提高精度，需要对卫星轨道摄动模型进行精密建模。

关键词: 自主定轨；星间双向测距；kalman滤波；摄动力模型1 前言导航卫星星座自主定轨和管理是指导航星座卫星在长时间得不到地面系统支持的情况下，通过星间双向测距、数据交换以及星载处理器滤波处理，不断修正卫星自身位置，自主完成卫星轨道确定、时间基准维持等功能，自主生成导航电文、维持卫星星座基本构形，满足高精度导航定位和应用需求的实现过程。

采用自主定轨和管理技术能够有效地减少测控站的布设数量，减少地面站至卫星的信息注入次数，降低系统维持费用，实时监测导航信息完好性，增强系统的生存能力。

在有地面系统支持的情况下，通过星间双向测距能够提供一种独立地校验卫星星历及时钟参数的手段，进一步改善系统性能和提高导航定位精度。

因此，研究基于星间测距的自主导航系统不仅具有重要的学术理论和工程应用价值，而且具有极高的军事意义和经济意义。

导航星座自主导航涉及诸多关键技术，主要包括卫星星历与时钟参数的长期预报技术、星间测距与通信链路的建立和维持技术、星座卫星自主时间同步技术、星座卫星自主星历更新技术、自主导航信息处理的鲁棒滤波技术、星座整体旋转建模技术以及地球自转与极移参数的长期预报技术等。

其中，导航星座自主定轨算法是通过建立卫星受摄轨道系统状态方程，并利用星间双向测量数据组成测量方程，经星载滤波器处理，估计短期轨道摄动引起的系统状态误差，不断修正卫星星历参数的算法实现流程。

CORS相关定位技术

浅谈CORS相关定位技术陈允约摘要：作为卫星定位技术、计算机网络技术、数字通讯技术等高新科技多方位、深度结晶的产物，CORS系统已成为城市GPS应用的热点之一，它在城市测量中的作用也越来越重要。

本文主要讨论的CORS系统的相关定位技术，并对网络RTK技术作重点阐述。

关键词：CORS；网络RTK；VRS1 绪论1.1 引言GPS技术是一种空间定位技术，它的发展过程包括定位精度逐渐提高、应用范围逐渐广泛和服务系统逐渐完善，具有标准定位服务（SPS）、精密定位服务（PPS）、实时动态定位技术（RTK）、精密单点定位技术（PPP）等多种应用形式。

其中，CORS连续运行参考站系统作为GPS发展的一个重要方向，是一个集GPS技术、计算机技术和网路技术于一身，可以作为一个区域的能满足多层次、多用途的空间数据基础设施。

CORS系统的定义CORS是网络技术与GNSS（Global Navigation Satellite System）定位技术、现代大地测量、地球动力学交叉融合的产物，并组合成网络，是一种提供移动定位、动态连续的空间参考框架和地球动力学参数等服务的信息系统；是动态地、快速地、高精度地获取空间数据和地理特征的现代信息基础设施。

该系统通过建立覆盖一定区域的一个或多个固定的连续运行的GNSS参考站，利用计算机网络技术，实时或准实时地根据用户需求提供准确的、多样的数据，包括不同类型的GNSS观测值（载波相位、伪距等），对流层、电离层等各种GNSS误差改正数、状态信息以及授时等其他用户需要的信息。

1.3CORS系统的组成典型的CORS系统是一个分布式网络系统，通常由五个子系统组成：连续运行参考站子系统（Reference Station Sub System, RSS）；系统控制与数据处理中心（System Monitor and Control Center, SMC）；数据通讯子系统（Data Communication Sub-System, DCS）；）用户服务中心（User Servings Sub-System，USS）；用户应用子系统（User Application Sub-System，UAS）。

4_卫星定位的基本原理与方法

技术要点

不同频率的卫星信号（弱）进行相关。优点：无需了Y解码的结构，可获得导航电文，可获得全波波长的载波，信号质量较平方法好（信噪比降低了27dB）
特点

GPS定位的观测量 ---载波相位观测值 Z跟踪法

方法

将卫星信号在一个W码码元内与接收机复制出的P码进行相关处理。在一个W码码元内进行卫星信号（弱）与复制信号（强）进行相关。优点：无需了解Y码结构，可测定双频伪距观测值，可获得导航电文，可获得全波波长的载波，信号质量较平方法好（信噪比降低了14dB）
与方式二类似rinex误差47gps定位的观测量观测值线性组合47gps定位的观测量观测值线性组合概述将相同频率的gps载波相位观测值依据某种方式求差所获得的新的组合观测值虚拟观测值可以消去某些不重要的参数或将某些对确定待定参数有较大负面影响的因素消去或消弱其影响历元间求差47gps定位的观测量观测值线性组合与接收机无关与卫星无关空间相关不随时间变化原始载波相位观测值47gps定位的观测量观测值线性组合必要参数和多余参数通过观测值相减来消除多余参数47gps定位的观测量观测值线性组合47gps定位的观测量观测值线性组合47gps定位的观测量观测值线性组合47gps定位的观测量观测值线性组合47gps定位的观测量观测值线性组合采用差分观测值的缺陷求差法的缺陷某些信息在差分观测值中被消除47gps定位的观测量观测值线性组合47gps定位的观测量观测值线性组合概述其中的单位为周为任意实数
第四章卫星定位的基本原理与方法
§4.0 §4.1 §4.2 §4.3 §4.4 无线电定位原理 GPS定位的观测量 GPS绝对定位与相对定位整周模糊度与周跳问题差分GPS定位技术

GPS考试重点题目 (5)

GPS测量试题集及答案一、判断题（×）1、相对定位时，两点间的距离越小，星历误差的影响越大。

（√）2、采用相对定位可消除卫星钟差的影响。

（√）3、采用双频观测可消除电离层折射的误差影响。

（×）4、采用抑径板可避免多路径误差的影响。

（√）5、电离层折射的影响白天比晚上大。

（√）6、测站点应避开反射物，以免多路径误差影响。

（×）7、接收机没有望远镜，所以没有观测误差。

（√）8、精度衰减因子越大，位置误差越小。

（√）9、精度衰减因子是权系数阵主对角线元素的函数。

（√）10、97规程规定PDOP应小于6。

（√）11、强电磁干扰会引起周跳。

（√）12、双差可消除接收机钟差影响。

（√）13、差分定位与相对定位的主要区别是有数据链。

（√）14、RTD就是实时伪距差分。

（×）15、RTK就是实时伪距差分。

（√）16、实时载波相位差分简称为RTK。

（×）17、RTD的精度高于RTK。

（√）18、GPS网的精度是按基线长度中误差划分的。

（√）19、97规程中规定的GPS网的精度等级有5个，最高精度等级是二等。

（√）20、GPS网中的已知点应不少于三个。

（√）21、尺度基准可用测距仪测定。

（√）22、AA级网的比例误差系数应不超过10E-8。

（√）23、四等GPS网的基线长度相对中误差应不超过1/45000。

（√）24、四等GPS网的基线长度相对中误差应不超过1/45000。

（×）25、同步观测基线就是基线两端的接收机同时开机同时关机。

（√）26、同步环就是同步观测基线构成的闭合环。

（√）27、边连式就是两个同步图形之间有两个共同点。

（×）28、预报DOP值的文件是星历文件。

（×）29、应当选择DOP值较大的时间观测。

（×）30、作业调度就是安排各作业组到各个工地观测。

（×）31、接收机号可以不在现场记录。

（×）32、点之记就是在控制点旁做的标记。

基于双频激光干涉反馈的快速精密定位系统

具有较好地快速响应特性。应用所研制的精密定位系统对一维直线光栅样品进行了扫描，并与用Ｏｌｙｍｐｕｓ共焦显微镜测得的数据进行了比对，表明系统具备良好的轴向定位能力。
关键词：光学测量；快速精密定位；双频激光干涉；空气静压导轨；ＰＩＤ控制；定位精度
基于双频激光干涉反馈的快速精密定位系统
季林，侯茂盛，邱丽荣，马飞，赵维谦
（北京理工大学光电学院精密光电测试仪器及技术北京市重点实验室，北京１０００８１）摘要：为了实现大量程、高精度测量系统的快速驱动与定位，结合双频激光干涉仪、可回收废气的空气静压导轨、
ＪＩＬｉｎ，ＨＯＵＭａｏｓｈｅｎｇ，ＱｌＵＬｉｒｏｎｇ，ＭＡＦｅｉ，ＺＨＡＯＷｅｉｑｉａｎ（ＢｅｉｊｉｎｇＫｅｙＬａｂｏｒａｔｏｒｙｆｏｒＰｒｅｃｉｓｉｏｎＯｐｔｏｅｌｅｃｔｒｏｎｉｃＭｅａｓｕｒｅｍｅｎｔＩｎｓｔｒｕｍｅｎｔａｎｄＴｅｃｈｎｏｌｏｇｙ，ＳｃｈｏｏｌｏｆＯｐｔｏ－ｅｌｅｃｔｒｏｎｉｃｓ，ＢｅｉｊｉｎｇＩｎｓｔｉｔｕｔｅｏｆＴｅｃｈｎｏｌｏｇｙ，Ｂｅｒｉｎｇ１０００８１，Ｃｈｉｎａ）
＊收稿日期：２０１４ — ０５ — ２３；收到修改稿日期：２０１４ — ０８ — １０

GPS期末考试复习题

填空题51、GPS动态定位根据应用可分为单点动态定位、实时差分动态定位、_后处理差分动态定位。

52、GPS观测值在卫星间求差后，可消除或削弱接收机钟差。

53、GPS定位中出现的各种误差，按误差性质可分为系统误差和偶然误差两大类。

54、卫星钟的钟差包括由钟差、频偏、频漂等产生的误差，也包括钟的随机误差。

55、由于卫星钟和接收机钟所处的状态（运动速度和重力位）不同而引起的卫星钟和收机钟之间产生的钟误差现象叫相对论效应。

56、大气层根据对电磁波传播的不同影响，一般分为对流层和电离层。

57、采用不同频率的载波的主要目的是较完善地消除电离层延迟。

58、测码伪距观测值所受到的电离层延迟与总电子含量(TEC)成正比，与信号频率平方成反比。

59、电离层是高度位于___50_____公里和____1000_____公里之间的大气层。

60、根据大气物理学，如果电磁波在某种介质中的传播速度与频率有关，则该介质成为弥散介质。

61、接收机有关的误差主要有：接收机钟差、接收机位置误差、天线相位中心位置误差和几何图形强度误差等。

62、GPS接收机相位中心偏差可分为水平偏差和垂直偏差两部分。

64、GPS的网形设计中通常有点连式、边连式、网连式、边点混合连式、三角锁连式导线网连式，还有星形布设。

65、各等级GPS相邻点间弦长精度计算公式中，a为__固定误差_ __系数，b为_比例误差__系数。

66、GPS测量获得的基线向量，属于_WGS84_____ 坐标系的三维坐标差。

67、GPS网的基准包括：_位置基准____、_方位基准_____、__尺度基准____。

68、已知C为观测时段，n为网点数，m为每点设站次数，N为接收机数，则在GPS 网中：观测是段数C=___C=n*m/N _ __总基线数___C*N*（N-1）/2___________必要基线数___ n-1_________独立基线数____ C*(N-1)________多余基线数____ C*(N-1)-(n-1)______69、GPS接收机全面检验的内容，一般包括：一般性检视、通电检验、实测检验。

星间相对运动补偿算法

星间相对运动补偿算法许保达;常青;徐勇;吴佳鹏;王盾【期刊名称】《太赫兹科学与电子信息学报》【年(卷),期】2015(013)005【摘要】针对卫星间的相对运动误差问题,提出了一种即时准确对相对运动误差进行补偿校正的方法.对星间距离与钟差解耦原理进行研究分析,推导出由于卫星之间的相对运动造成的误差表达式,为消除相对运动误差提供了理论依据.通过仿真相对运动误差,利用星间多普勒测量值以及其中一颗卫星速度进行处理,可以得到比较理想的相对运动补偿结果.以全球卫星导航系统(GNSS)星座卫星为例,最后得到的钟差测量结果可以将由相对运动造成的钟差测量误差降低到0.001 ns以下,为以后星间高精确度测量与时间同步提供了可靠保证.【总页数】7页(P750-756)【作者】许保达;常青;徐勇;吴佳鹏;王盾【作者单位】北京航空航天大学电子信息工程学院,北京100191;北京航空航天大学电子信息工程学院,北京100191;北京航空航天大学电子信息工程学院,北京100191;中国空间技术研究院航天恒星科技有限公司,北京100086;中国空间技术研究院航天恒星科技有限公司,北京100086【正文语种】中文【中图分类】TN927+.2【相关文献】1.星间相对测量在三星编队中的应用 [J], 杏建军;郗晓宁;王威;高玉东2.三星编队星座星间相对状态自主确定 [J], 陈宏;陈谷仓;王天祥;王元钦3.基于双频GPS观测信息和星间距离测量的高精度星间相对定位方法 [J], 刘洋;易东云;王正明;谷德峰4.基于星间星地链路的整网批处理定轨算法仿真研究 [J], 杨遵龙;董绪荣;李晓宇5.星间相对运动补偿算法 [J], 许保达;常青;徐勇;吴佳鹏;王盾;因版权原因，仅展示原文概要，查看原文内容请购买。

双频动态GPS(RTK)技术原理及应用

前言GPS(Global Position System)全球定位系统是以卫星为基础的无线电导航系统，可为航空、航天、陆地、海洋等用户提供三维导航、定位和定时，GPS定位系统由于其定位的高度灵活性和常规测量无法比拟的高精度，成为测量学科中革命性的变化。

GPS定位系统及测量技术在全球范围内得到迅速发展，RTK（Real Time Kinematics）实时动态差分技术更是这次发展浪潮的潮头，而国内的测绘仪器生产厂家南方公司这时刚研制出NGK-500双频RTK，为此，我到南方公司实习之际，详细向NGK-500的开发人员和技术服务人员了解了相关内容，写成这篇《南方NGK-500双频RTK技术原理及应用》的毕业论文。

在论文写作过程中黄劲松老师就GPS及RTK工作原理给与了很大帮助，王永泉老师则为南方的RTK 提供了详细技术资料，特别是陈克政工程师提供实际应用中的第一手资料和许多帮助，在此，特向他们表示由衷的感谢！由于时间仓促，加上经验不足，难免有疏漏之处，望不吝赐教。

作者2000年5月30日目录一. 引言 (1)二．差分GPS定位原理 (2)1、局域差分GPS (2)2、广域差分GPS (7)三．数据链与数据格式 (10)1、电台选择 (10)2、调制解调器 (11)3、NMEA-0183数据格式 (11)4、RTCM-104数据格式 (12)四.南方NGK-500型实时动态GPS测量系统简介 (15)五.系统功能概述 (17)1、静态相对定位模式 (17)2、快速静态相对定位模式 (17)3、RTD作业模式 (18)4、实时动态作业模式 (18)六.应用实例 (19)1、昆明引水工程公路勘测设计中的应用 (19)2、梧州市土地管理局NGK-500验收报告 (23)七. 总结 ....................................................................................24 参考文献 (26)南方NGK-500双频RTK 技术原理及应用[摘要]RTK 是英文Real Time Kinematics （实时动态）快速定位的缩写，其特点是以载波相位为观测值的实时动态差分GPS 定位系统，其平面定位精度为±（1～10）cm 级，高程定位精度为±（10～30）cm 级；差分 GPS 定位已将卫星钟误差和星历误差消除，并将电离层延迟和对流层延迟误差消除，定位精度大大提高。

GPS最全复习题答案

GPS最全复习题答案GPS最全复习题答案试说明GPS全球定位系统的组成以及各个部分的作用。

1. 空间星座部分：GPS卫星星座由24颗（3颗备用）卫星组成，分布在6个轨道内，每个轨道4颗1）接收和存储由地面监控站发来的导航信息，接收并执行监控站的控制指令。

2）利用卫星上的微处理机，对部分必要的数据进行处理。

3）通过星载的原子钟提供精密的时间标准。

4）向用户发送定位信息。

5）在地面监控站的指令下，通过推进器调整卫星姿态和启用备用卫星。

2.地面监控部分：地面监控部分由分布在全球的5个地面站组成，包括5个监测站，1个主控站，3个信息注入站。

监测站：对GPS卫星进行连续观测，进行数据自动采集并监测卫星的工作状况。

主控站：协调和管理地面监控系统，主要任务：根据本站和其它监测站的观测资料，推算编制各卫星星历、卫星钟差和大气修正参数，并将数据传送到注入站；提供全球定位系统时间基准；各监测站和GPS卫星原子钟，均应与主控站原子钟同步，测出其间的钟差，将钟差信息编入导航电文，送入注入站；调整偏离轨道的卫星，使之沿预定轨道运行；启用备用卫星代替失效工作卫星。

注入站：在主控站控制下，将主控站推算和编制的卫星星历、钟差、导航电文和其它控制指令等，注入到相应卫星的存储系统，并监测注入信息的正确性。

3. 用户设备部分：由GPS接收机硬件和数据处理软件以及微处理机和终端设备组成。

GPS接收机硬件主要接收GPS卫星发射的信号，以获得必要的导航和定信息及观测量，并经简单数据处理而实现实时导航和定位。

GPS软件主要对观测数据进行精加工，以便获得精密定位结果。

试说明我国北斗导航卫星系统与GPS的区别1）使用范围不同。

“北斗一号”是区域卫星导航系统，只能用于中国及其周边地区，而GPS 是全球导航定位系统，在全球的任何一点只要卫星信号未被遮蔽或干扰，都能接收到三维坐标数据。

2）卫星的数量和轨道是不同的。

“北斗一号”有3颗，位于高度近3.6万千米的地球同步轨道。

关于星-星相对测量自主定轨中的亏秩问题

关于星-星相对测量自主定轨中的亏秩问题
刘林;刘迎春
【期刊名称】《飞行器测控学报》
【年(卷),期】2000(019)003
【摘要】随着卫星的类型愈来愈多以及星际探测器的发射,相应的测轨手段也在不断改进,特别是如何利用星-星相对测量进行定轨更受到人们的关注.这一定轨方式也称为自主定轨,实质上它对应一个亏秩问题,本文将给出严格的证明,并以此揭示亏秩的内涵,从而为合理解决这一问题提供"线索".
【总页数】4页(P13-16)
【作者】刘林;刘迎春
【作者单位】南京大学天文系·南京·210093;北京跟踪与通信技术研究所·北京5131信箱·100094
【正文语种】中文
【中图分类】V4
【相关文献】
1.GPS相对定位在星间测量中的应用 [J], 梁志国;巨涛
2.星间相对测量在三星编队中的应用 [J], 杏建军;郗晓宁;王威;高玉东
3.基于星间距离测量的静止卫星相对自主定轨方法研究 [J], 丁宏毅;柳其许;李献球
4.基于双频GPS观测信息和星间距离测量的高精度星间相对定位方法 [J], 刘洋;易东云;王正明;谷德峰
5.基于联合定轨策略的星间相对测量自主定轨亏秩问题的改进 [J], 赵德勇;潘晓刚;周海银;王正明
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GPS全球定位思考题答案

GPS 论述题与公式推导题1、论述基本观测量，双频消电离层观测量，电离层残差观测量，宽巷观测量，窄巷观测量，相位平滑伪距观测量的观测方程，应用场合？基本观测量包括：码伪距观测量、载波相位观测量和积分多普勒观测量双频消电离层观测量：当考虑电离层影响时，观测方程为：111111222222I N I N ρφ=--+ελλρφ=--+ελλ 式中：以距离为单位的电离层影响为：i 2i 22i 40.3TEC I 40.3()TEC f cλ=-=- 式中：TEC —信号传播路径上的电子总数 λ—载波波长 c —光速双频相位观测量的线性组合定义为：φL=αφ1+βφ2当β=12λλ-时，电离层的影响消失，进一步取12122λλλα-=，则222121f f f f --=β，由此可得，消电离层观测量：2112L 12IF 222211212f f f N N f f f f ⎛⎫ρϕ=--+ε ⎪λ--⎝⎭当β=12λλ-时，基线未知量消失，因此，若取α=1，则β=12λλ-，由此可得，电离层残差观测量的观测方程：⎪⎪⎭⎫ ⎝⎛⋅--⋅-=22112121223.40N f f N C TEC I λλλφ 当α=1、β=-1时，可得宽巷观测量21φφφ-=w ，其相应的：宽巷模糊度21N N N w -=，频率21f f f w -=，宽巷波长cm w 2.86=λ当α=1、β=1时，可得窄巷观测量21φφφ+=w ，其相应的：窄巷模糊度21N N N n+=，频率21f f f n +=，窄巷波长cm n 7.10=λ 相位平滑伪距利用码伪距和相位的加权平均得到，观测方程为：P(应用场合：消电离层观测量常用于长基线的解算，电离层残差观测量常用于周跳检测，宽巷和窄巷常用于模糊度分解，相位平滑算法在周跳出现时，可以消弱周跳的影响，但前提条件是周跳出现的位置（时刻）须被正确检测。

2、要达到109ppm 的基线精度，应考虑哪些因数？为什么？应考虑各类误差影响源。

基于北斗卫星的GPS轨迹数据异常双频定位方法

基于北斗卫星的GPS轨迹数据异常双频定位方法李俊杰;陈武喝【摘要】当前GPS轨迹定位方法均采用单频定位,在数据异常情况下不能保障定位精度,故此提出一种基于北斗卫星的GPS轨迹数据双频定位方法研究;先基于北斗卫星的定位原理建立用于空间几何距离测量和地面监测点精准定位的数学模型,并确定出伪距和载波相位的观测值的权重;利用北斗卫星确定出标的物的空间几何距离,及空间位置信息;由于定位系统本身及大气电离层的影响,得到空间定位信息内包含有误差项,基于北斗卫星系统可以修正GPS轨迹误差项和异常数据,实现对标的物位置信息的精准定位;测试数据表明提出定位方法的精度更高,综合定位偏差值为0.56％,同时定位误差的均值和方差控制表现更好.【期刊名称】《计算机测量与控制》【年(卷),期】2019(027)008【总页数】5页(P222-226)【关键词】北斗卫星;GPS轨迹数据;双频定位;电离层【作者】李俊杰;陈武喝【作者单位】华南理工大学物理与光电学院,广州 510640;华南理工大学物理与光电学院,广州 510640【正文语种】中文【中图分类】TP3930 引言GPS全球定位系统是一种由美国主导建立的卫星导航定位系统[1]，利用GPS导航定位系统可以实现全球范围内的三维定向导航和移动轨迹数据提取[2-3]。

此外，基于GPS导航系统全球各国的用户还能够在海、陆、空立体范围内，实现精确的卫星定位导航和测距[4-5]，随着全球互联网及通信产业的进一步发展，GPS全球定位系统的应用范围还会持续扩大。

但现有单频GPS控制模式下提取的轨迹数据精度较低，移动轨迹数据集合存在异常值，给总体的卫星定位活动带来诸多不便，甚至会由于定位不准确给用户带来严重的经济损失[6-8]。

针对现有GPS定位系统存在的不足提出一种基于北斗卫星的GPS轨迹数据异常双频定位方法研究，利用双频定位数学模型确定地面标的物的空间几何距离，再调整定位误差提高系统的定位精度。

RTKPPP定位算法流程

1基础知识1.1GPS精密单点定位的基本原理GPS精密单点定位一般采用单台双频GPS接收机，利用IGS提供的精密星历和卫星钟差，基于载波相位观测值进行的高精度定位。

观测值中的电离层延迟误差通过双频信号组合消除，对流层延迟误差通过引入未知参数进行估计。

1.2时间系统RTKLIB内部使用GPST(GPST时间)用于GNSS的数据处理和定位算法。

数据在RTKLIB内部处理之前，需要转换成GPST时间。

使用GPST的原因是避免处理润秒。

RTKLIB使用以下结构体表示时间：typedef structtime_t time; /* time(s) expressed by standard time_t */double sec; /* fraction of second under 1 s */} gtime_t;GPST和UTC(Universal Time Coordinated)关系参考【图1】，参考【图2】：图1 转换关系公式图 2通过使用GPS导航信息中的UTC参数，GPST到UTC或者UTC到GPST之前的转换可以用更准确的表达方式，如【图3】。

图 3这些参数是由GPS导航消息提供的。

BDT（北斗导航卫星系统时间）BDT（北斗导航卫星系统时间）是一个连续的时间系统，没有润秒。

开始历元的时间是【UTC 2006年1月1号00:00:00】。

北斗时间计算公式【图4】：图 4UTC和GPST时间转换同上面的GPS一样，只不过UTC参数来自与北斗导航信息中。

坐标系统接收机和卫星的位置在RTKLIB中表示为在ECEF(地心地固坐标系)坐标系统中的X, Y, Z组件。

大地坐标到ECEF坐标的转换转换公式如【图5】。

第三个公式最后一行有错，应该为:(v(1 – e2)+h)sin图 5参数说明： a :地球参考椭球的长半径f : 地球参考椭球的扁平率h: 椭球高度:纬度: 经度当前版本的RTKLIB使用的值为【图6】：图 6图7 参考椭球体ECEF坐系到大地坐标的转换转换公式如【图8】图8本地坐标到ECEF坐标的转换在接收机位置的本地坐标，也被称为ENU坐标，通常使用在GNSS导航处理。

基于双天线的RTK-GPS 定向方法

基于双天线的RTK-GPS 定向方法作者：夏佩王峰黄祖德邱文添来源：《中国新通信》 2018年第22期一、引言目前，大部分对于导航技术的研究，都是采用GPS、光学测量、红外仪器、惯性测量单元和机器视觉系统等。

其中光学测量和红外仪器容易受到外界干扰，实时性差；惯性测量单元的价格昂贵，安装和使用都有很多限制条件；机器视觉操作系统庞大，性能不稳定。

GPS 系统进行姿态测量具有精度高、结构简单、价格便宜等优点[1]。

除此之外，GPS系统不会有红外仪器对扫描范围的限制，在白昼和黑夜均能进行良好的测量；同时也不会有类似惯性测量单元积累测量误差。

GPS 定位技术中最被广泛使用的是RTK 技术，RTK定位是基于载波相位观测量的实时动态技术。

RTK 根据基站和流动站之间测量误差具有空间相关性这一特点，用差分消除了流动站测量数据中的绝大部分误差，从而实现实时高精度定位。

因而，将RTK-GPS 应用到姿态测量方面十分具有价值，对其进行研究具有极其重要的意义。

常见的基于双天线RTK-GPS 定向方法中，基站测量值分别与固定在载体上两个天线的载波相位测量值进行载波相位双差处理，得到两个双差的观测方程，继而分别得到基站与两个天线的基线向量，通过向量运算最终可以得到天线之间的基线向量。

基线向量经过坐标转换，可得到载体的航向角和横滚角。

二、双天线定向技术与原理2.1 载波相位差分原理2.2 载体方向角表示载体的方向角通常指载体坐标系相对于当地地理坐标系的夹角[2]。

定义载体方向角的东北天（ENU）坐标系。

在双天线测量过程中，ENU 坐标系以基准站的位置作为该坐标系原点，以当地的的东、北、天（上）向为X 轴、Y 轴、Z 轴。

载体坐标系通常是以载体重心为坐标原点，以载体运动方向的主轴线为X 轴正向，Y 轴垂直X 轴指向载体的左右侧，Z轴正向与X、Y 垂直正交[3]。

因此，得到ENU 坐标系下的基线向量，就可以解算出姿态角。

双天线定向求解基线向量为单个二维向量，只能求出载体的偏航角和俯仰角。