(完整版)第五章GPS观测量与定位方法__伪距观测
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第五章GPS观测值_GPS原理与应用
[一]教学目的与要求： 介绍 GPS 的基本测距观测值，推导观测方程。 [二]教学重难点： 伪距载波相位观测值的概念； 周跳和整周模糊度的概念； [教学内容] 引言： 前面章节：概述——系统的组成，运行原理； 坐标——定位的数学基础； 卫星——轨道参数； 信号——导航电文（为了提供卫星信号） ，测距码（为了测距） ，载波（为了传播） 本章内容：接收机接收信号如何得到测距观测值。 测距观测值的类型和相关概念，特点。
ρ ′ = ρ + c(δt k − δt j ) + δρ ion + δρ trop
其中： ρ ′ — GPS的伪距观测值 ρ — 卫星到接收机的真实距离 c — 真空中的光速 δt k — 接收机的钟差
δt j — 卫星的钟差 δρ ion — 电离层延迟 δρ trop — 对流层延迟
伪距观测方程（定位计算时的数学模型）
（1） 定义——由于卫星信号失锁而使载波相位差观测值中的整周计数发生突变。
8000000
6000000
L1_phase
L2_phase
Phase (cycles)
4000000
2Байду номын сангаас00000
Cycle slip at L2
0
-2000000 18.8
19.0
19.2
Hrs
19.4
19.6
19.8
（2）产生原因： 信号的暂时中断 卫星信号的信噪比过低 接收机软件发生故障 （3）周跳的影响 初始时刻：相位观测值 t1 : ∆ϕ 1 , N 0 信号锁定之后的时刻：相位观测值 t 2 : ∆ϕ 2 + int(ϕ ), N 0 相位观测值 t 3 : ∆ϕ 3 + int(ϕ ), N 0 只有整周计数连续，在不同的观测时刻，整周未知数才相同。 周跳破坏了连续性，在观测过程中有一个停顿。 （4）解决：根据连续观测的信号，判断其中有多大的周跳，改正观测值。 三、周跳与模糊度 1、 整周模糊度 （1）定义：载波在传播路径上的相位变化的整周数。 （2）影响：距离 D = Nλ + ∆λ A 伪距法 伪距观测方程 p = ρ + c ( dt − dT ) + d ion + d trop 载波相位观测方程 λΦ + λN = ρ + c( dt − dT ) + d ion + d trop 利用二者关系，计算模糊度参数Ｎ 特点：伪距观测值精度低，这样得到的Ｎ精度也相应的很低。 B 三差法： 三差：接收机间、卫星间、历元间求差 每个观测值可以列一个观测方程，观测值进行组合，合成一个观测方程，削去了整周模糊度
ρ ′ = ρ + c(δt k − δt j ) + δρ ion + δρ trop
其中： ρ ′ — GPS的伪距观测值 ρ — 卫星到接收机的真实距离 c — 真空中的光速 δt k — 接收机的钟差
δt j — 卫星的钟差 δρ ion — 电离层延迟 δρ trop — 对流层延迟
伪距观测方程（定位计算时的数学模型）
（1） 定义——由于卫星信号失锁而使载波相位差观测值中的整周计数发生突变。
8000000
6000000
L1_phase
L2_phase
Phase (cycles)
4000000
2Байду номын сангаас00000
Cycle slip at L2
0
-2000000 18.8
19.0
19.2
Hrs
19.4
19.6
19.8
（2）产生原因： 信号的暂时中断 卫星信号的信噪比过低 接收机软件发生故障 （3）周跳的影响 初始时刻：相位观测值 t1 : ∆ϕ 1 , N 0 信号锁定之后的时刻：相位观测值 t 2 : ∆ϕ 2 + int(ϕ ), N 0 相位观测值 t 3 : ∆ϕ 3 + int(ϕ ), N 0 只有整周计数连续，在不同的观测时刻，整周未知数才相同。 周跳破坏了连续性，在观测过程中有一个停顿。 （4）解决：根据连续观测的信号，判断其中有多大的周跳，改正观测值。 三、周跳与模糊度 1、 整周模糊度 （1）定义：载波在传播路径上的相位变化的整周数。 （2）影响：距离 D = Nλ + ∆λ A 伪距法 伪距观测方程 p = ρ + c ( dt − dT ) + d ion + d trop 载波相位观测方程 λΦ + λN = ρ + c( dt − dT ) + d ion + d trop 利用二者关系，计算模糊度参数Ｎ 特点：伪距观测值精度低，这样得到的Ｎ精度也相应的很低。 B 三差法： 三差：接收机间、卫星间、历元间求差 每个观测值可以列一个观测方程，观测值进行组合，合成一个观测方程，削去了整周模糊度
第五章 GPS定位基本原理
第五章 GPS定位基本原理
8
2)、相对定位
• 确定同步跟踪相同的GPS信号的若干台接收机之间的相对 位臵的方法。可以消除许多相同或相近的误差（如卫星钟、 卫星星历、卫星信号传播误差等），定位精度较高。但其 缺点是外业组织实施较为困难，数据处理更为烦琐。
• 在大地测量、工程测量、地壳形变监测等精密定位领域内 得到广泛的应用。
j为卫星数，j=1,2,3,…
第五章 GPS定位基本原理
27
三、用测距码来测定伪距的特点
• 利用测距码测距的必要条件
– 必须了解测距码的结构
（1）易于将微弱的卫星信号提取出来。
卫星信号的强度一般只有噪声强度的万分之一或更低。 只有依据测距码的独特结构，才能将它从噪声的汪洋大海中 提取出来；
第五章 GPS定位基本原理
接收机钟差
t tk t tk (G) t (G) tk t
j j
j
信号真正传播时 间
第五章 GPS定位基本原理 22
如果不考虑大气折射的影响，则有：
' ct c[tk t ]
j
c tk (G ) t (G ) c(tk t )
j j
ρ = τ*C= △t*C 上式求得的距离ρ并不等于卫星至地面测站的真正距 离，称之为伪距。
第五章 GPS定位基本原理 19
二、伪距测量的观测方程
• 码相关法测量伪距时，有一个基本假设，即卫星钟和接 收机钟是完全同步的。
• 但实际上这两台钟之间总是有差异的。因而在R(t) =max 的情况下求得的时延τ就不严格等于卫星信号的传播时间 Δt，它还包含了两台钟不同步的影响在内。
第五章 GPS定位基本原理 17
第五章GPS卫星定位基本原理
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测角交会法
B
P
P
A
C
A
B
前方交会
A
B
侧方交会
P
后方交会
A、B和C点坐标已知，P点坐标未知
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测边（距）交会法
3. 无线电接收机或卫星
▪ 无线电导航定位 ▪ 卫星激光测距定位
P
1)ABC为三个无线电信号发射台,坐标已
知
d1
d3
2)P为用户接收机
d2 A
C 3)采用无线电测距方法测得PA PB PC
3.由于伪距测量的精度较低，所以要有较多的
λ·No取平均值后才能获得正确的整波段数。
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5.3.3.1静态方法
二 经典方法
❖ 将整周未知数当做平差中的待定参数
一) 整数解 二) 实数解
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5.3.3.1静态方法
二 经典方法—整数解
1. 短基线定位时一般采用这种方法。
2 具体步骤：
1)首先根据卫星位置和修复了周跳后的相位观测 值进行平差计算，求得基线向量和整周未知数。
五
Fast ambiguity resolution approach
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5.3.3.1静态方法 一 伪距法
1.
k j ( N k j) ( N 0 j I( n ) ) P t
所以，得 N0j PInt)(
2.将载波相位测量的观测值(化为以距离为单位)
减去伪距实际观测值后即可得到λ·No。
4.特点 1)适用于导航和低精度测量
2) 定位速度快；
3)可作为载波相位测量中解决整波数不确定问题（模 糊度）的辅助资料。
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5.2 伪距测量 5.2.1伪距测量
测角交会法
B
P
P
A
C
A
B
前方交会
A
B
侧方交会
P
后方交会
A、B和C点坐标已知，P点坐标未知
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测边（距）交会法
3. 无线电接收机或卫星
▪ 无线电导航定位 ▪ 卫星激光测距定位
P
1)ABC为三个无线电信号发射台,坐标已
知
d1
d3
2)P为用户接收机
d2 A
C 3)采用无线电测距方法测得PA PB PC
3.由于伪距测量的精度较低，所以要有较多的
λ·No取平均值后才能获得正确的整波段数。
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5.3.3.1静态方法
二 经典方法
❖ 将整周未知数当做平差中的待定参数
一) 整数解 二) 实数解
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5.3.3.1静态方法
二 经典方法—整数解
1. 短基线定位时一般采用这种方法。
2 具体步骤：
1)首先根据卫星位置和修复了周跳后的相位观测 值进行平差计算，求得基线向量和整周未知数。
五
Fast ambiguity resolution approach
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5.3.3.1静态方法 一 伪距法
1.
k j ( N k j) ( N 0 j I( n ) ) P t
所以，得 N0j PInt)(
2.将载波相位测量的观测值(化为以距离为单位)
减去伪距实际观测值后即可得到λ·No。
4.特点 1)适用于导航和低精度测量
2) 定位速度快；
3)可作为载波相位测量中解决整波数不确定问题（模 糊度）的辅助资料。
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5.2 伪距测量 5.2.1伪距测量
GPS伪距测量定位概述GPS的观测量GPS
Lk lk (1k ) 0k (trop )1k (ion )1k ctak (1k )
则ti历元测码伪距方程的误差方程式之最 终形式可表示为：
vk l kXˆ mkYˆ nkZˆ ˆ Lk
式（5）
4、列出所有测码伪距方程的误差方程 式（5）表示的测码伪距误差方程是ti一 个观测历元，P1号测站对Sk卫星观测的 误差方程，当ti历元锁定的卫星数为k=1， 2，3…n颗时，误差方程式阵可表示为：
2 2
(x2
X )2
(y2
Y)2
(z2
Z)2
2 3
(x3
X )2
(y3
Y)2
(z3
Z)2
式中
j k
---星地几何距离
几何距离的一般表示方式
1
[( x1
X
)2
( y1
Y
)2
( z1
Z )2 ]2
（7）
注意：星地几何距离是一个永远未知 的量。
2、星地几何距离与伪距关系
第五章 GPS伪距测量定位 第一节概述 一、GPS的观测量 •GPS测量中的基本观测量---星地伪距 •GPS测距的基本方法---
测距码测距和载波相位测距 •伪距：因实测距中含有误差，并不是卫星 与接收机间的几何距，故称伪距
1 GPS的基本观测量
GPS定位中有如下几种观测量:
•码相位伪距(测码伪距):C/A码伪距、P码 伪距（星地距）；
3、列出测码伪距方程的误差方程
在式（3）中，令观测值 (1k )的改正数为v k
将接收机钟差项用其等效距离代替，即令
则ti历元测码伪距方程的误差方程式之最 终形式可表示为：
vk l kXˆ mkYˆ nkZˆ ˆ Lk
式（5）
4、列出所有测码伪距方程的误差方程 式（5）表示的测码伪距误差方程是ti一 个观测历元，P1号测站对Sk卫星观测的 误差方程，当ti历元锁定的卫星数为k=1， 2，3…n颗时，误差方程式阵可表示为：
2 2
(x2
X )2
(y2
Y)2
(z2
Z)2
2 3
(x3
X )2
(y3
Y)2
(z3
Z)2
式中
j k
---星地几何距离
几何距离的一般表示方式
1
[( x1
X
)2
( y1
Y
)2
( z1
Z )2 ]2
（7）
注意：星地几何距离是一个永远未知 的量。
2、星地几何距离与伪距关系
第五章 GPS伪距测量定位 第一节概述 一、GPS的观测量 •GPS测量中的基本观测量---星地伪距 •GPS测距的基本方法---
测距码测距和载波相位测距 •伪距：因实测距中含有误差，并不是卫星 与接收机间的几何距，故称伪距
1 GPS的基本观测量
GPS定位中有如下几种观测量:
•码相位伪距(测码伪距):C/A码伪距、P码 伪距（星地距）；
3、列出测码伪距方程的误差方程
在式（3）中，令观测值 (1k )的改正数为v k
将接收机钟差项用其等效距离代替，即令
GPS伪距测量定位概述GPS的观测量GPS
GPS伪距测量定位概述GPS的观测量GPS GPS（全球定位系统）是一种由美国政府研发和控制的卫星导航系统，能够提供全球范围内的三维位置、速度和时间信息。
GPS系统由一组带有
高精度原子钟的卫星和地面控制站组成，这些卫星在轨道上运行，向用户
提供定位信息。
GPS定位利用卫星发射的信号来测量接收器与卫星之间的距离（伪距
测量）。
GPS卫星发射的信号包括导航消息以及定位码和载波信号。
定位
码是由卫星周期性发送的，它包含了卫星的信息以及用于测量接收机与卫
星距离的数据。
载波信号是高频信号，其周期性地波动，用于进行更精确
的距离测量。
GPS的接收机通过接收来自多颗卫星的信号，并测量与每颗卫星之间
的距离。
接收机通过计算信号传播时间并使用光速，可以得出接收机到每
个卫星的距离。
接收机还需要知道卫星位置和信号传播速度，这些信息由
卫星的导航消息提供。
通过测量与至少四个卫星的距离，接收机可以计算
自己的三维位置。
除了定位，GPS还可以用于导航、时间同步和测量速度等应用。
导航
是GPS最常见的应用之一，它可以帮助用户确定自己的位置，并提供导航
指引，比如最短路径、到达时间等。
GPS还被广泛用于航空、航海、交通
管理和军事领域等，以及一些科学研究和测量任务中。
总的来说，GPS是一种基于卫星导航的定位系统，利用卫星发射的信
号来测量接收机与卫星之间的距离，从而确定接收机的位置。
它广泛应用
于定位、导航和测量等领域，并为人们提供方便和精确的空间信息。
5GPS定位的观测方程与误差分析新20190913
•天线相位中心偏差
–GPS测量是以接收机天线的相位中心位置为准，天线的相位中心与几 何中心在理论上应保持一致。实际上天线相位中心是随信号输入的强度 和方向不同而变化的，即观测时相位中心的瞬时位置（一般称为相位中 心）与理论上的相位中心将不一致，这种偏差称为天线相位中心偏差 –其影响可达数毫米至数厘米 –如何减少天线相位中心偏差是天线设计的一个重要问题
~ ij(t)（ X j X i） 2 （ Yj Y i） 2 （ Z j Z i） 2 cti(t)（5-25） [D io(n t)o D tr( o t)p ctj(t)]
• 求未知参数（Xi、Yi、Zi、 t i ），只要有4颗 卫星观测量就可唯一确定地面点A的三维坐标 和接收机钟差未知数，称j=4为必要观测数
• 必要观测：解算未知数所需的最小观测值个数
•多余观测：如果独立观测值的个 数超过必要观测数（n>i），则超 出部分称为多余观测
•如有5颗卫星，一个历元可获得5 个独立观测量，多余观测数为
r=n-i=1 •多余观测是平差计算的必要条件
2 误差方程的构成*
•测量都存在观测误差。一般说来，观测值的真值（或真误差）
值，即整周计数部分
Nij (t0 ) 为t0历元载波信号相位差的整周未知数 ，又叫整周模糊度，简称模糊度
2 载波相位观测方程
•任意观测历元t，载波相位观测方程的简化形式为：
（ i jt ） f c 0（ i jt ） f 0 t i( t ) f 0 tj( t ) N i j( t 0 ) f c 0 [ D io ( t ) n D t o r ( t ) o] p
•从起始历元t0到观测历元t之间，必须保持对卫星信号的连续跟 踪，一旦信号完全失锁，Nij (t0 ) 的值一般需要重新进行初始化
–GPS测量是以接收机天线的相位中心位置为准，天线的相位中心与几 何中心在理论上应保持一致。实际上天线相位中心是随信号输入的强度 和方向不同而变化的，即观测时相位中心的瞬时位置（一般称为相位中 心）与理论上的相位中心将不一致，这种偏差称为天线相位中心偏差 –其影响可达数毫米至数厘米 –如何减少天线相位中心偏差是天线设计的一个重要问题
~ ij(t)（ X j X i） 2 （ Yj Y i） 2 （ Z j Z i） 2 cti(t)（5-25） [D io(n t)o D tr( o t)p ctj(t)]
• 求未知参数（Xi、Yi、Zi、 t i ），只要有4颗 卫星观测量就可唯一确定地面点A的三维坐标 和接收机钟差未知数，称j=4为必要观测数
• 必要观测：解算未知数所需的最小观测值个数
•多余观测：如果独立观测值的个 数超过必要观测数（n>i），则超 出部分称为多余观测
•如有5颗卫星，一个历元可获得5 个独立观测量，多余观测数为
r=n-i=1 •多余观测是平差计算的必要条件
2 误差方程的构成*
•测量都存在观测误差。一般说来，观测值的真值（或真误差）
值，即整周计数部分
Nij (t0 ) 为t0历元载波信号相位差的整周未知数 ，又叫整周模糊度，简称模糊度
2 载波相位观测方程
•任意观测历元t，载波相位观测方程的简化形式为：
（ i jt ） f c 0（ i jt ） f 0 t i( t ) f 0 tj( t ) N i j( t 0 ) f c 0 [ D io ( t ) n D t o r ( t ) o] p
•从起始历元t0到观测历元t之间，必须保持对卫星信号的连续跟 踪，一旦信号完全失锁，Nij (t0 ) 的值一般需要重新进行初始化
伪距测量及定位原理
伪距测量及定位原理伪距测量及定位原理是一种基于卫星信号的测距技术，可以用来确定接收器的位置。
这种技术是现代导航系统中最常用的定位技术之一。
伪距测量是通过测量卫星信号从发射到接收器的时间来计算距离，再结合卫星的位置信息，最终确定接收器的位置。
伪距测量的原理是基于卫星导航系统发射的信号在空间中传播的速度是已知的。
当卫星信号到达接收器时，可以通过测量信号从发射到接收器的时间来计算距离。
由于卫星的位置信息是已知的，通过多个卫星的信号测距，可以得到接收器相对于这些卫星的距离。
进一步，通过三个或以上的卫星信号测距，可以利用三边定位原理来确定接收器的位置。
伪距测量及定位原理的关键在于准确测量信号的传播时间。
接收器会接收到多个卫星的信号，每个信号都会有一个不同的传播时间。
为了准确测量传播时间，接收器需要和卫星进行时间同步。
卫星会通过导航信号发送时间信息，接收器通过接收这些信息来进行时间同步。
一旦接收器和卫星的时间同步完成，接收器就可以通过测量信号的传播时间来计算距离。
伪距测量及定位原理的精度受到多种因素的影响。
首先，信号的传播速度在大气中会发生变化，这会导致距离的测量误差。
其次，卫星的位置信息也会存在一定的误差。
此外，接收器本身的误差也会对定位精度产生影响。
为了提高定位的精度，可以使用差分定位技术，通过与参考站的信号进行比较，消除误差。
伪距测量及定位原理在现代导航系统中得到了广泛应用。
全球定位系统（GPS）就是一种基于伪距测量及定位原理的导航系统。
通过接收多颗卫星的信号，GPS可以实现准确的定位和导航。
除了导航系统，伪距测量及定位原理还可以应用于地震监测、航空航天等领域。
总结一下，伪距测量及定位原理是一种基于卫星信号的测距技术，通过测量信号的传播时间来计算距离，再结合卫星的位置信息，最终确定接收器的位置。
这种技术在现代导航系统中得到了广泛应用，提供了准确的定位和导航功能。
尽管伪距测量及定位原理存在一定的误差，但通过差分定位等技术，可以提高定位的精度。
GPS测量原理及应用备课课件(最新)第五章：GPS定位原理
31
3）.三差法： 原理：利用连续跟踪的所有载波相位测量观测值中均含 有相同的整周未知数N0，所以将相邻两个观测历元的载 波相位相减，就可将该未知参数消去，从而直接解出坐 标参数。 4). FARA 法--fast ambiguity resolution approach
原理：利用初始平差的解向量（接收机点的坐标及整周 未知数的实数解）及其精度信息（单位权中误差和方差协 方差阵），以数理统计理论的参数估计和统计假设检验为 基础，确定在某一置信区间整周未知数可能的整数解的组 合，然后依次将整周未知数的每一组合作为已知值，重复 地进行平差计算。其中使估值的验后方差或方差和为最小 的一组整周未知数即为整周未知数的最佳估值。
1
（X、Y、Z）
X、Y 、Z —— 测点点位坐标
Xi、Yi、Zi——卫星星历（坐标） 1、 1、 1 ——观测所得伪距（在 方程中是已知量）
2
GPS定位的基本原理
需解决的两个关键问题: --如何确定卫星的位置 --如何测量出站星距离
3
测距方法
双程测距
用于电磁波测距仪
单程测距
用于GPS
4
二.GPS定位方法分类
j (GPS)] cti
ct
j
c
j i
c ti
c t
j
ij
c ti
c t
j
上式当所卫确星定钟的与伪接距收即机为钟站严星格几同何步距时离(。 ti t j )，
13
通常GPS卫星的钟差可从卫星发播的导航电文中获得，
经钟差改正后，各卫星之间的时间同步差可保持在109 s
以内。如果忽略卫星钟差影响，并考虑电离层、对流层折
所以⑦式可写为：
顾及载波相位整周数，观测方程可写为：
3）.三差法： 原理：利用连续跟踪的所有载波相位测量观测值中均含 有相同的整周未知数N0，所以将相邻两个观测历元的载 波相位相减，就可将该未知参数消去，从而直接解出坐 标参数。 4). FARA 法--fast ambiguity resolution approach
原理：利用初始平差的解向量（接收机点的坐标及整周 未知数的实数解）及其精度信息（单位权中误差和方差协 方差阵），以数理统计理论的参数估计和统计假设检验为 基础，确定在某一置信区间整周未知数可能的整数解的组 合，然后依次将整周未知数的每一组合作为已知值，重复 地进行平差计算。其中使估值的验后方差或方差和为最小 的一组整周未知数即为整周未知数的最佳估值。
1
（X、Y、Z）
X、Y 、Z —— 测点点位坐标
Xi、Yi、Zi——卫星星历（坐标） 1、 1、 1 ——观测所得伪距（在 方程中是已知量）
2
GPS定位的基本原理
需解决的两个关键问题: --如何确定卫星的位置 --如何测量出站星距离
3
测距方法
双程测距
用于电磁波测距仪
单程测距
用于GPS
4
二.GPS定位方法分类
j (GPS)] cti
ct
j
c
j i
c ti
c t
j
ij
c ti
c t
j
上式当所卫确星定钟的与伪接距收即机为钟站严星格几同何步距时离(。 ti t j )，
13
通常GPS卫星的钟差可从卫星发播的导航电文中获得，
经钟差改正后，各卫星之间的时间同步差可保持在109 s
以内。如果忽略卫星钟差影响，并考虑电离层、对流层折
所以⑦式可写为：
顾及载波相位整周数，观测方程可写为：
第5章 GPS定位基础3
测站2：
k 2
(ti
),
j 2
(ti
),
k 2
(ti1
),
2j
(ti1
)
20
（1）一次差分（单差）
▪ 一次差分： 将原始观测值直接相减
▪ 单差观测值 ▪ 常用的一次差分
•接收机间求一次差分 （站间单差观测值）
•卫星间求一次差分 （星间单差观测值）
•观测历元间求一次差分 （历元间单差观测值）
SD1kj (ti ) 1j (ti ) 1k (ti )
特点：可以消除与接收机 有关的误差项影响
24
在观测历元间求一次差分 （历元间单差观测值）
“相同的测站接收机和卫星，在不同观测历元ti和 ti＋1之间求一次差分”
SD1j (ti , ti1) 1j (ti1) 1j (ti )
（5－44）
SD1j2 (t)
f c
1j2 (t)
ft12 (t)
f c
[1j2,trop (t) 1j2,iono (t)] N1j2
（5－45）
消除了卫星钟差的影响
23
在卫星间求一次差分 （星间单差观测值）
“相同的测站接收机和观测历元，在不同卫星k、j 之间求一次差分”
21
接收机间求一次差分 （站间单差观测值）
“相同的卫星和观测历元，在不同测站接收机1、2 之间求一次差分”
SD1j2
(ti
)
j 2
(ti
)
j 1
(ti
)
（5-40）
特点：可以消除与卫星有 关的误差项影响
22
站间单差观测值的观测方程
第五章--GPS卫星定位的基本原理ppt课件
周跳修复的必要性
➢相位观测值中存在周跳，相当于观测值中存在粗 差，将会严重影响GPS基线解算过程中的最小二 乘估计，使基线解算失败或严重歪曲基线解算的 结果。在GPS动态定位中，如数值为1周的周跳不 修复，将会导致数十厘米的误差。这对于高精度 的GPS测量是无法接受的。
➢周跳的探测与修复是GPS载波相位数据处理中不
编辑版pppt
3
5.1 概述
空 间 距 离 交 会 原 理 图
编辑版pppt
4
5.1 概述
GPS卫星定位的基本原理
观测方程
P点的三维坐标（X，Y，Z）
编辑版pppt
5
5.1 概述
GPS卫星定位方法分类
❖ 依据测距的原理划分： 1）伪距法定位 2）载波相位测量定位 3）差分GPS定位
编辑版pppt
编辑版pppt
30
• 动态解算整周未知数的方法，其应用尚有一定的局限
5.5 GPS绝对定位与相对定位
GPS绝对定位的精度
▪ 受卫星轨道误差、钟差以及信号传 播误差等影响，定位精度较低
- 静态绝对定位精度约为米级 - 动态绝对定位精度为10-40m
编辑版pppt
31
5.5 GPS绝对定位与相对定位
6
5.1 概述
GPS卫星定位方法分类（续）
❖ 根据待定点的运动状态划分：
1）静态定位：对于固定不动的待定点，将
GPS接收机安置于其上，观测数分钟乃至更长的时 间，以确定该点的三维坐标，又叫绝对定位。
2）动态定位：若以两台GPS接收机分别置于
两个待定点上，则通过一定时间的观测，可以确定 两个待定点之间的相对位置，又叫相对定位。
为单位)后即可得到λN0 。 •将整周未知数当作平差中的待定参数——经典方法
➢相位观测值中存在周跳，相当于观测值中存在粗 差，将会严重影响GPS基线解算过程中的最小二 乘估计，使基线解算失败或严重歪曲基线解算的 结果。在GPS动态定位中，如数值为1周的周跳不 修复，将会导致数十厘米的误差。这对于高精度 的GPS测量是无法接受的。
➢周跳的探测与修复是GPS载波相位数据处理中不
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3
5.1 概述
空 间 距 离 交 会 原 理 图
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4
5.1 概述
GPS卫星定位的基本原理
观测方程
P点的三维坐标（X，Y，Z）
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5
5.1 概述
GPS卫星定位方法分类
❖ 依据测距的原理划分： 1）伪距法定位 2）载波相位测量定位 3）差分GPS定位
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30
• 动态解算整周未知数的方法，其应用尚有一定的局限
5.5 GPS绝对定位与相对定位
GPS绝对定位的精度
▪ 受卫星轨道误差、钟差以及信号传 播误差等影响，定位精度较低
- 静态绝对定位精度约为米级 - 动态绝对定位精度为10-40m
编辑版pppt
31
5.5 GPS绝对定位与相对定位
6
5.1 概述
GPS卫星定位方法分类（续）
❖ 根据待定点的运动状态划分：
1）静态定位：对于固定不动的待定点，将
GPS接收机安置于其上，观测数分钟乃至更长的时 间，以确定该点的三维坐标，又叫绝对定位。
2）动态定位：若以两台GPS接收机分别置于
两个待定点上，则通过一定时间的观测，可以确定 两个待定点之间的相对位置，又叫相对定位。
为单位)后即可得到λN0 。 •将整周未知数当作平差中的待定参数——经典方法
第五章GPS伪距测量定位
C (dj td) T d ijo n d tjrop Xj(t), Yj(t), Zj(t)——第j颗GPS卫星在时元t的三维坐 标，它们可依导航电文提供的GPS星历算得，即为 已知数； Xu(t), Yu(t), Zu(t)——用户的GPS信号接收天线在时 元t的三维坐标，这是待求解的未知数。
GPS 263529.088 -2207980.555 4449130.077 4000293.189 0.086 3.38
摄站 263529.326 -2208009.199 4449106.838 4000366.851 0.088 3.38
GPS 263530.112 -2208103.797 4449030.090 4000366.851 0.094 3.38
第五章GPS伪距测量定位
位置DGPS测量
位置DGPS测量是一种简单的差分定位模式
X R YR
XR YR
X YR
R 0
0
Z R Z R Z R 0
X R , YR , Z R ——基准接收机所测得的基准站三维坐标 X R 0 , YR 0 , Z R 0 ——基准站在WGS-84大地坐标系内已知三维坐标
称为GPS时系）。
第五章GPS伪距测量定位
3种时间系统的相互关系
第五章GPS伪距测量定位
❖ 伪噪声码（C/A码或P码）从GPS卫星到GPS信号 接收天线的传播时间：
T(R)t(S) （5.1.1）
T ( R) ——伪噪声码从GPS卫星到GPS信号接收天线的时元
t ( S ) ——伪噪声码在其GPS卫星的发射时元
第五章GPS伪距测量定位
若用e表示用户到第j颗卫星的单置矢量（方向余
弦），并考e • 虑到j(t)j(t)
GPS 263529.088 -2207980.555 4449130.077 4000293.189 0.086 3.38
摄站 263529.326 -2208009.199 4449106.838 4000366.851 0.088 3.38
GPS 263530.112 -2208103.797 4449030.090 4000366.851 0.094 3.38
第五章GPS伪距测量定位
位置DGPS测量
位置DGPS测量是一种简单的差分定位模式
X R YR
XR YR
X YR
R 0
0
Z R Z R Z R 0
X R , YR , Z R ——基准接收机所测得的基准站三维坐标 X R 0 , YR 0 , Z R 0 ——基准站在WGS-84大地坐标系内已知三维坐标
称为GPS时系）。
第五章GPS伪距测量定位
3种时间系统的相互关系
第五章GPS伪距测量定位
❖ 伪噪声码（C/A码或P码）从GPS卫星到GPS信号 接收天线的传播时间：
T(R)t(S) （5.1.1）
T ( R) ——伪噪声码从GPS卫星到GPS信号接收天线的时元
t ( S ) ——伪噪声码在其GPS卫星的发射时元
第五章GPS伪距测量定位
若用e表示用户到第j颗卫星的单置矢量（方向余
弦），并考e • 虑到j(t)j(t)
GPS定位原理
c t
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 X k ,Yk , Zk ，其近似值为X k0,Yk0, Zk0 ，改正数为X ,Y ,Z
第三节 GPS绝对定位原理
一、动态绝对定位原理
设观测卫星数 m 4 ，则
v1k a1kX bk1Y c1kZ ct lk1
vk2 ak2X bk2Y ck2Z ct lk2vkmakmX
bkmY
ckmZ
ct
lkm
用矩阵表示
V ak X Lk
X
a
T
k
ak
1 Lk
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
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 X k ,Yk , Zk ，其近似值为X k0,Yk0, Zk0 ，改正数为X ,Y ,Z
第三节 GPS绝对定位原理
一、动态绝对定位原理
设观测卫星数 m 4 ，则
v1k a1kX bk1Y c1kZ ct lk1
vk2 ak2X bk2Y ck2Z ct lk2vkmakmX
bkmY
ckmZ
ct
lkm
用矩阵表示
V ak X Lk
X
a
T
k
ak
1 Lk
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
GPS测量原理及应用GPS卫星定位基本原理
一、伪距测量
• 1.如何进行伪距测量？ • 测距码 • 复制码 • 时间延迟 • 自相关系数 • 伪距
（1）为什么要用码相关法测定伪距？
• 测距码看起来是杂乱无章的，其实是按照某一规 律编排的，每个码都对应着某一特定的时间。
• 为什么不用测距码的某一个标志来进行伪距测量 呢？
• 每个码在产生的过程中都带有误差，信号经过长 距离传送后也会产生变形，因而根据某一标志来 进行量测会带来较大误差。
§3 载波相位测量
载波相位测量>概述
一、概述
• 为了满足高精度定位的需要 – 测距码伪距测量是全球定位系统的基本测距方 法。 – 测距精度：C/A码：2.93 m Ｐ 码：0.293 m – 载波：λL1=19cm， λL2=24cm – 测距精度：1-2mm
载波相位测量>概述
一、概述
发自卫星 的电磁波 信号：
• （4）测距码为周期性序列，因而自相关系数也具 有相同的周期。理论上仍会有多值问题。
2、用测距码测定伪距的原因
1、易于将微弱的卫星信号提取出来 2、可提高测距精度 3、便于用码分多址技术对卫星信号进行识别和处理 4、便于对系统进行控制和管理
3.伪距测量的观测方程
• 观测值 • 几何距离 • 观测值与几何距离间的关系
度特别好的原子钟才有可能实现。 • 接收机钟改正数的解决方法
• 2计算方法 线性化 列出误差方程 最小二乘原理求解
三特殊情况下的定位
• 加权约束解：不减少观测值的数量，而在求解时 给“已知参数”以适当的权。允许该参数在“已知值” 附近作微小变动，则能加强解的强度，获得较精 确的结果。
• 高程约束解 • 时间约束解
GPS定位的方法与观测量>概述
伪距定位过程
伪距定位过程
伪距定位过程是一种利用卫星信号和地面接收机来确定接收机位置的方法。
它基于接收机测量到的卫星信号的到达时间，通过计算信号的传播时间差来确定接收机与卫星之间的距离。
具体的定位过程如下：
1. 接收机搜索卫星信号：接收机通过天线接收卫星发射的信号，并对信号进行初步处理。
接收机会搜索可见卫星的信号，并选择用于定位的卫星。
2. 伪距测量：接收机测量接收到的卫星信号的到达时间。
这通常通过测量信号的码相位来实现，即测量信号的超时时间（Time of Arrival, TOA）。
3. 伪距计算：利用已知的卫星位置和卫星信号的传播速度，接收机可以计算出与每颗卫星的距离。
距离可以通过以下公式计算：伪距 = 传播速度 ×信号传播时间。
4. 定位计算：接收机利用测得的伪距信息，结合已知的卫星位置，通过三角定位等数学模型计算出接收机的位置。
定位过程中还需要考虑误差修正，如大气延迟、地球弯曲对信号传播的影响。
5. 定位结果：最后，接收机根据计算得到的位置信息输出定位结果。
该结果通常以经度、纬度、海拔高度等形式呈现。
以上就是伪距定位过程的基本步骤。
需要注意的是，实际定位
过程中还需要考虑其他因素，如多径效应、钟差等，以提高定位的准确性和可靠性。
GPS-第5讲 距离测量与GPS定位
2、重建载波的方法
互相关（交叉相关）
在不同频率的调制信号（卫星信号）进行相关处理 ，获取两个频率间的伪距差和相位差。
RL2 RL1,C / A (RL2 ,Y RL1,Y ) L2 L1,C / A (L2 L1 )
将L1、L2上调制的Y码（Y1、Y2）进行相关处理 ，用Y1去掉L2上的Y2，即可恢复L2载波。
φ λ ( X S X )2 (Y S Y )2 (Z S Z )2 N λ C dt C dT Vion Vtrop
1、同类型同频率观测值的线性组合—— 差分观测值
差分观测值的定义
将相同频率的GPS观测值依据某种方式求差所得 到的组合观测值（虚拟观测值）。
P码
Y码
W码
1(0)
P码=
-Y码
Y码
➢ Z跟踪技术：将接收机
P码
复制的P码在1个W码
元宽度内与卫星信号
W码
-1(1)
（Y码）进行相关处
Y码
理。
Z 跟踪法的优点:
➢ 无需了解Y码结构，可测定双频伪距观测值； ➢ 可获得卫星导航电文； ➢ 可获得全波长的L1和L2载波； ➢ 信号质量较平方法和互相关法好。
4、GPS测量的基本观测方程
~ρ C t C (tR T S )
C [(tR_GPS dt) (T S _GPS dT)]
C (tR_GPS T S _GPS ) C dt C dT
R C dt C dT Vion Vtrop
接收机钟差引 起的距离误差
第五章 距离测量与GPS定位
利用测距码测定卫地距 载波相位测量 观测值的线性组合 周跳的探测及修复 整周模糊度的确定 单点定位 相对定位 差分定位
§5.1 利用测距码测定卫地距
GPS-4
31/41
卫星信号传播误差
（1）电离层折射影响：主要取决于信号频率和传播路 径上的电子总量。通常采取的措施： •利用双频观测：电离层影响是信号频率的函数，利用 不同频率电磁波信号进行观测，可确定其影响大小， 并对观测量加以修正。其有效性不低于95%. •利用电离层模型加以修正：对单频接收机，一般采用 由导航电文提供的或其它适宜电离层模型对观测量进 行改正。目前模型改正的有效性约为75%，至今仍在 完善中。 •利用同步观测值求差：当观测站间的距离较近（小于 20km）时，卫星信号到达不同观测站的路径相近，通 过同步求差，残差不超过10-6。
22/41
整周未知数和整周跳变
2、经典方法 把整周未知数当作平差计算中的待定参数来加 以估计和确定。分两种方法： （1）整数解 由于误差影响，解得得整周未知数往往不是一 个整数，然后将其固定为整数，并重新进行平 差计算。也称为固定解（fixed solution） （2）实数解 当误差消除得不够完全时，整周未知数无法估 计很准确，此时直接将实数解作为最后解。也 称为浮点解（floating solution）
15/41
载波相位测量观测方程
载波相位观测的的观测量是GPS接收机所接 收的卫星载波信号与接收机本振参考信号的 kj t k 表示k接收机在接收机钟 相位差。以 面时刻tk时所接受到的j卫星载波信号的相位 值， k tk 表示k接收机在钟面时刻tk时所产 生的本地参考信号的相位值，则k接收机在 接收机钟面时刻tk时观测j卫星所取得的相位 观测量可写为：
kj t k kj t k k t k
16/41
载波相位测量原理
17/41
载波相位测量的主要问题
载波相位观测的主要问题：无法直接测定卫 星载波信号在传播路径上相位变化的整周数 ，存在整周不确定性问题。此外，在接收机 跟踪GPS卫星进行观测过程中，常常由于接 收机天线被遮挡、外界噪声通常可通过适当数据处理而解决 ，但将使数据处理复杂化。
卫星信号传播误差
（1）电离层折射影响：主要取决于信号频率和传播路 径上的电子总量。通常采取的措施： •利用双频观测：电离层影响是信号频率的函数，利用 不同频率电磁波信号进行观测，可确定其影响大小， 并对观测量加以修正。其有效性不低于95%. •利用电离层模型加以修正：对单频接收机，一般采用 由导航电文提供的或其它适宜电离层模型对观测量进 行改正。目前模型改正的有效性约为75%，至今仍在 完善中。 •利用同步观测值求差：当观测站间的距离较近（小于 20km）时，卫星信号到达不同观测站的路径相近，通 过同步求差，残差不超过10-6。
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整周未知数和整周跳变
2、经典方法 把整周未知数当作平差计算中的待定参数来加 以估计和确定。分两种方法： （1）整数解 由于误差影响，解得得整周未知数往往不是一 个整数，然后将其固定为整数，并重新进行平 差计算。也称为固定解（fixed solution） （2）实数解 当误差消除得不够完全时，整周未知数无法估 计很准确，此时直接将实数解作为最后解。也 称为浮点解（floating solution）
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载波相位测量观测方程
载波相位观测的的观测量是GPS接收机所接 收的卫星载波信号与接收机本振参考信号的 kj t k 表示k接收机在接收机钟 相位差。以 面时刻tk时所接受到的j卫星载波信号的相位 值， k tk 表示k接收机在钟面时刻tk时所产 生的本地参考信号的相位值，则k接收机在 接收机钟面时刻tk时观测j卫星所取得的相位 观测量可写为：
kj t k kj t k k t k
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载波相位测量原理
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载波相位测量的主要问题
载波相位观测的主要问题：无法直接测定卫 星载波信号在传播路径上相位变化的整周数 ，存在整周不确定性问题。此外，在接收机 跟踪GPS卫星进行观测过程中，常常由于接 收机天线被遮挡、外界噪声通常可通过适当数据处理而解决 ，但将使数据处理复杂化。
伪距测量及定位原理
伪距测量及定位原理伪距测量及定位原理伪距测量是一种通过计算信号的传播时间来确定接收器与卫星之间距离的技术。
这种技术被广泛应用于全球定位系统（GPS）等卫星导航系统中，以实现精确的定位和导航。
伪距测量原理伪距测量是基于卫星与接收器之间的信号传输时间来计算两者之间的距离。
GPS系统中有多颗卫星，每颗卫星都会向地球上的接收器发射信号。
接收器会记录下每个信号到达时刻，并与接收器自身的时钟进行比较，从而确定每个信号相对于接收器时钟的延迟时间。
由于信号在空气中传播速度不同，因此需要对信号进行校正以消除传播延迟。
这个校正过程使用了一个称为“电离层延迟”的参数，该参数取决于天空中电离层密度和太阳活动水平等因素。
在确定了每个卫星到达时刻和电离层延迟后，可以使用简单的公式计算出卫星与接收器之间的距离。
该公式为：D = c × (T - t)其中，D表示卫星与接收器之间的距离，c表示信号在真空中的传播速度，T表示卫星发射信号的时间，t表示接收器接收信号的时间。
伪距定位原理伪距测量可以用于定位，即确定接收器所处的位置。
GPS系统中至少需要三颗卫星才能确定一个点的位置。
由于每个卫星与接收器之间的距离都可以通过伪距测量得出，因此可以使用三个或更多卫星提供的距离信息来计算出接收器所处的位置。
具体来说，可以使用三个或更多卫星提供的距离信息构建一个三角形，其中每个卫星对应一个顶点。
由于每个顶点到接收器之间的距离已知，因此可以使用三角形定位原理计算出接收器所处位置。
需要注意的是，在实际应用中还需要考虑误差来源和校正方法。
例如，在伪距测量过程中可能存在多径效应（即信号在传播过程中反射、折射等导致信号到达时间不确定），需要采用特殊技术进行校正。
此外还可能存在时钟误差、电离层变化等因素导致误差。
总结伪距测量及定位原理是卫星导航系统中的核心技术之一。
通过伪距测量可以计算出卫星与接收器之间的距离，进而实现定位和导航。
在实际应用中需要考虑误差来源和校正方法，以保证测量精度和可靠性。
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❖差分定位
差分技术很早就被人们所应用。它实际上 是在一个测站对两个目标的观测量、两个测 站对一个目标的两次观测量之间进行求差。 其目的在于消除公共项，包括公共误差和公 共参数。在以前的无线电定位系统中已被广 泛地应用。差分定位采用单点定位的数学模 型，具有相对定位的特性（使用多台接收机 、基准站与流动站同步观测）。
实际被截为7天一个周期，共38段，每 一段赋予不同的卫星，卫星的PRN号也由此 得到。
利用码相关法测定伪距的具体实施
❖ 测距码按照某一规律编排，可 以复制，每个码都对应着某一 特定的时间（一周期内）；
❖ 码在产生过程中带有随机误差，且在传播 过程中由于外界干扰产生变形，因而仅根 据测距码中的某一标志（如某个码的前 沿）来进行量测会带来较大误差，利用码 相关技术在自相关系数R(t) =max的情况 下来确定信号的传播时间，实际上就是根 据参加比对的n个码来共同确定传播时间；
相关系数: 随机噪声的自相关性:
❖ 伪随机噪声码 可复制性 生成方式
❖ GPS的测距码 C/A码：码速1.023MHz, TP=1ms, LP=1023, 码元长度293.052m
P码： 码速10.23MHz,
TP=266天9小时45分55.5秒, LP=235469592765000, 码元长度29.3052m。
课程信箱： hhit_gps@
13961379473
第五章 ＧＰＳ 观测量与定位方法（一）
5.1 ＧＰＳ定位类型
❖ 依定位时接收机天线的运动状态： 静态定位 动态定位
❖ 依定位模式： 绝对定位（单点定位） 相对定位 差分定位
❖ 依观测值类型
伪距测量（伪距法定位） 载波相位测量
❖ 依定位时效
依定位时效 实时定位 事后定位
❖ 依确定整周模糊度的方法及观测时段的长短：
常规静态定位 快速静态定位
Байду номын сангаас
5.1.1静态定位和动态定位
❖ 静态定位
在定位过程中，接收机的位置是固定的，处 于静止状态。这种静止状态是相对的。在卫星大 地测量学中，所谓静止状态，通常是指待定点的 位置，相对其周围的点位没有发生变化，或变化 极其缓慢，以致在观测期内（数天或数星期）可 以忽略。
5.2 伪距法测量
5.2.1 伪距测量
❖ 利用测距码进行测距的原理 基本思路:= ·c=t ·c 伪距 伪距的测定方法
测定伪距的示意图
❖伪距的测定步骤
（1）卫星依据自己的时钟发出某一结构的测 距码，该测距码经过∆t 时间传播后到达接收 机；
（2）接收机在自己的时钟控制下产生一组结构 完全相同的测距码—复制码，并通过时延器使 其延迟时间τ；
该定位模式在船舶、飞机的导航，地质矿产勘 探，暗礁定位，建立浮标，海洋捕鱼及低精度测 量领域应用广泛。
❖相对定位
确定同步跟踪相同的GPS信号的若干台接收机之间 的相对位置的方法。可以消除许多相同或相近的误差 （如卫星钟、卫星星历、卫星信号传播误差等），定 位精度较高。但其缺点是外业组织实施较为困难，数 据处理更为烦琐。
在大地测量、工程测量、地壳形变监测等精密定位 领域内得到广泛的应用。
相对定位
❖ 注意：
在绝对定位和相对定位中，又都包含静态 定位和动态定位两种方式。因此形成了动态绝 对定位和静态绝对定位，动态相对定位和静态 相对定位。
为缩短观测时间，提供作业效率，近年来 发展了一些快速定位方法，如准动态相对定位 法和快速静态相对定位法等。
运动定位主要应用于飞机、船舶和陆地车辆等运 动载体的导航中。
注意：针对不同的研究问题，同一对象可 以在二者之间进行转换
5.1.2 绝对定位和相对定位
❖绝对定位
又称单点定位，独立确定待定点在坐标系中的 绝对位置。由于目前GPS系统采用WGS-84系统 ，因而单点定位的结果也属该坐标系统。绝对定 位的优点是一台接收机即可独立定位，但定位精 度较差。
❖ 在自相关系数最大情况下测定的传 播时间，从某种意义上讲就是用n 个标志测定的信号传播时间的平均 值。这样可以大幅度消除各种随机 误差的影响，提高测定精度。
利用码相关法测定伪距的具体实施
❖ 测距码（C/A码、P码等）是一种二进制编 码，由“0”和“1”组成。它通常由一个幅度
为 ±1的矩形波来表示。根据乘法规则，两个 幅度为±1的矩形波相乘后仍得到一个幅度 为±1的矩形波。
5.2.2 伪距测量定位原理 伪距测量的观测方程
码相关法测量伪距时，有一个基本假设，即卫星 钟和接收机钟是完全同步的。但实际上这两台钟之间 总是有差异的。因而在R(t) =max的情况下求得的时 延τ就不严格等于卫星信号的传播时间Δt，它还包含 了两台钟不同步的影响在内。此外，由于信号并不是 完全在真空中传播，因而观测值τ中也包含了大气传 播延迟误差。在伪距测量中，一般把在R(t) =max的 情况下求得的时延τ和真空中的光速c的乘积当作观测 值，需建立卫星与接收机之间的距离同观测值之间的 关系。
静态定位主要应用于测定板块运动、监测 地壳形变、大地测量、精密工程测量、地球动力 学及地震监测等领域。
❖动态定位
在定位过程中，接收机天线处于运动状态。这种 运动状态也是相对的，通常是指待定点的位置，相 对其周围的点位发生显著的变化，或针对所研究的 问题和事物来说, 其状态在观测期内不能认为是静止 的可以忽略。
（3）将这两组测距码进行相关处理，直到两 组测 距码的自相关系数 R(t) = 1为止，此时，复制码已 和接收到的来自卫星的测距码对齐，复制码的延迟 时间τ就等于卫星信号的传播时间∆t；
（4）将∆t乘上光速c后即可求得卫星至接收机的伪 距。
❖ 测距码 伪随机噪声码（PRN） 模二和 二进制信号 码元、时间周期（TP）与长度周期（LP） 运算规则：
两个矩形波同号的部分乘积为+1，异 号的部分乘积为-1。于是，测距码U （t-△t）和复制码U’（t-τ）之间的 自相关系数可以表示为： R(t)=
特点 ❖ 无模糊度（多值性）问题
❖ 定位速度快，实时定位 ❖ 可提高测距精度 ❖ 对信号的强度要求不高，易于捕获
微弱的卫星信号 ❖ 采用的是CDMA（码分多址）技术 ❖ 便于对系统进行控制和管理