6_1伪距差分定位原理(精)

设参考站S0的已知坐标：X0,Y0, Z0 GPS卫星坐标值：X j ,Y j , Z j
参考站至GPS卫星的实际距离
0j ( X j X0 )2 (Y j Y0 )2 (Z j Z0 )2
参考站上的GPS接收机测量星、站之间的伪距
为
）
'j 0
伪距改正数为
0j
0j
'j 0
伪距改正数的变化率为
单位：米
误差类型
绝对定 位
卫星钟差
3.0
卫星星历误差
2.4
大气延迟：电离层延迟 4.0
大气延迟：对流层延迟 0.4
DGPS 间距（km）
30 100 300 500
0 000 0 0.04 0.13 0.22 0 0.73 1.25 1.60 0 0.40 0.40 0.40
为什么差分定位可以提高定位精度？
1.位置差分原理
SV2 SV1
P’:基准点单点定位位置。
P:基准点已知位置。
由P'P于即各为种位误置差差影分响中P与的P改’一正般数不矢量。 重合。 空间直角坐标:(ΔX,ΔY,ΔZ）T
大地坐标:(ΔB,ΔL,ΔH）T
P
位置差分时基准站将 P'播P 发给用户。
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SV3 SV4
P’
2.伪距差分原理
t (t ) ：用户接收机钟相对于参考站接收机钟的钟差
Vi ：用户接收机噪声
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位置差分位置差分和伪距差分的特点
位置差分 差分改正计算的数学模型简单; 差分数据的数据量少; 基准站与流动站要求观测完全相同的一组卫星。
伪距差分 差分改正计算的数学模型较复杂; 差分数据的数据量较多; 基准站与流动站不要求观测完全相同的一组卫星。
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❖ 特点
▪ 优点：差分精度高 差分精度与距离无关
差分范围大
▪缺点：系统结构百度文库杂、建设费用高
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概念介绍
❖ 网络RTK技术 ❖ 是指在一定区域内建立多个参考站，对该地区构成网
状覆盖，并进行连续跟踪观测，通过这些站点组成卫星定 位观测值的网络解算，获取覆盖该地区和该时间段的RTK 改正参数，用于该区域内RTK测量用户进行实时RTK改正 的定位方式。 ❖ 网络RTK代表: 虚拟参考站技术（VRS） 区域改正参数法（FKP） 主辅站技术（MAC）、 综合误差内插技术（CBI）
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四、局域差分
1.单基准站局域差分 参考站（一个）、数据通讯链和用户
基准 站
流动 站 （用 户）
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数据通讯 链
四、局域差分 ❖参考站（Reference Station）
全球定位系统实时 动态（RTK）测量
技术规范
在一定的观测时间内，一台或几台接收机分别在一 个或几个测站上，一直保持跟踪观测卫星，其它接收机 在这些测站的一定范围内流动作业，这些固定测站称为 参考站，也称基准站。
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二、差分GNSS基本思想
SV2 SV1
SV3 SV4
A
B
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二、差分GNSS基本思想
参数说明： Xi,Yi,Zi:表示点精确坐标； xi,yi,zi:表示观测坐标； Δx, Δy, Δz:表示精确坐标与观测坐标之差。
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二、差分GNSS基本思想
SV1
SV2
SV3
XA-xA= ΔxA
XB-xB= ΔxB
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三、差分GNSS类型
1.根据时效性 –实时差分 –事后差分
2.根据差分改正数 –位置差分（坐标差分） –距离差分
3.根据观测值类型
–伪距差分（RTD）
–载波相位差分（RTK）
•4.根据工作原理和差分模型
–局域差分（LADGPS – Local Area DGPS）
•单基准站差分
•多基准站差分
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–广域差分（WADGPS – Wide Area DGPS）
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2.多基准站局域差分
结构 基准站（多个）、数据通讯链和用户。
工作原理 各基准站独立进行观测，分别计算差分改正数
并向外发播。
特点 优点：差分精度高、可靠性高，差分范围增大
缺点：差分范围仍然有限，模型不完善
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五、广域差分
❖ 结构 ▪ 基准站（多个）、数据通讯链和用户
❖ 差分改正数的计算方法 ❖与普通差分不相同 ▪ 普通差分考虑的是误差的综合影响 ▪ 广域差分对各项误差加以分离，建立 各自的改正模型 ❖用户根据自身的位置，对观测值进行改正
参考站点位选择
1.视野开阔，周围无高度超过10度的障碍物； 2.周围无信号反射物，以减少多路径干扰；
3.地面稳固，易于点的保存； 4.远离微波塔、电视发射塔、雷达电视，手机信号发射天线等； 大型电磁辐射源200米外，要远离高压输电线路、通讯线路50米外。
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四、局域差分
❖数据链
RTK系统中参考站和流动站的GPS接收机通过数据链进 行通信联系。因此参考站与流动站系统都设有数据链。
d
j 0
j 0
t
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2.伪距差分原理
参考站的数据链将d
和j
0
发0j送给用户接收
机，用户接收机利用伪距 再i加j 上数据链接收
到的伪距改正数，便可以求出改正后的伪距。
j i
(t )
'j i
(t )
j i
(t )
di' j
(t
t0 )
用户坐，标（X(t),Y(t),Z(t)）计算公式：
ij (t) [ X j (t) Xi (t)]2 [Y j (t) Yi (t)]2 [Z j (t) Zi (t)]2 ct(t) Vi
GPS测量定位技术
伪距差分定位原理
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本次课主要内容
一、差分GPS产生的诱因 二、差分GNSS基本思想 三、差分GNSS类型 四、局域差分 五、广域差分
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一、差分GPS产生的诱因： 绝对定位精度不能满足要求
GPS绝对定位精度的变化
这是为什么哪？
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影响绝对定位精度的主要误差
绝对定位和差分定位时的误差估值
组成
信号调制器 信号发射器 发射天线
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四、局域差分
❖流动站（Roving Station）
全球定位系统实时 动态（RTK）测量
技术规范
流动站是在参考站的一定范围内流动作业，并实
时提供三维坐标的接收机。
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四、局域差分 ❖应用
小范围内的差分定位工作 特点
优点：结构、模型简单
缺点：差分范围小，精度随距基准站距离的 增加而下降，可靠性低
ΔxA ≈ ΔxB
A
SV4
B
各类误差中除多路径效应外，对相距不太远的两 测站影响基本相同。
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二、差分GNSS基本思想
XB = XA – xA + xB
待
已
观
求
知
测
量
量
量
差分GPS的基本原理 位同结理利果：用ZB的基Y=影B准Z=响站A Y，–测Az供定–A流y具+A动有z+B站空y改B间正相其关观性测的值误或差定或位其结对果测。量定 是不是进行差分定位时必须有一个站架设在已 知点上哪？