单点定位的基本原理
Lecture-13 GPS单点定位
0
0
0
li
mi
ni
方向余弦
Ri = 0
(
X
i s
−
X 0 )2
+
(Ysi
− Y0 )2
+
(
Z
i s
−
Z0 )2
导航定位数学模型（四颗星）
11
参数解算
⎡ P1
⎢ ⎢
P2
⎢P3
⎢ ⎣
P4
⎤ ⎥ ⎥ ⎥ ⎥ ⎦
−
⎡ ⎢ ⎢ ⎢ ⎢ ⎣⎢
R01 R02 R03 R04
⎤ ⎥ ⎥ ⎥ ⎥ ⎦⎥
+
⎡⎢⎢ccddttSS12 ⎣⎢⎢⎢ccddttSS34
GPS原理及其应用
第十三讲 单点定位
张小红 武汉大学测绘学院
内容回顾
distance =
Elapsed
time per
xse1c8o6n,0d00
miles
利用测距码测定卫星到地面接收机间的距离
GPS单点定位的几何原理
一个站星距离
9 测站位于以卫星为球心，站星 距离为半径的球面上
GPS单点定位的几何原理
qYZ qZZ qtZ
qYt
⎥ ⎥
qZt qtt
⎥ ⎥ ⎦
mpos = m0 qXX + qYY + qZZ
站心坐标系中的精度计算
16
空间直角坐标系与站心地平坐标系的微分转换式为：
⎡dN ⎤ ⎡− sin B cos L
⎢ ⎢
dE
⎥ ⎥
=
⎢ ⎢
− sin L
⎢⎣dU ⎥⎦ ⎢⎣ cos B cos L
9 GPS单点定位通常是指只利用一台GPS接收机直接确定 观测站在地心地固坐标系中的绝对坐标的一种定位方 法，单点定位也叫绝对定位。
gps测量坐标方式及对应精度是多少度
GPS测量坐标方式及对应精度引言全球定位系统（GPS）是一种利用卫星信号来确定地理位置的技术。
它以高精度的方式给出了地球上任何一个点的经纬度坐标。
本文将介绍GPS测量坐标的方式以及对应的精度。
GPS测量坐标方式单点定位单点定位是GPS测量坐标的最基本方式，也是最常用的方式。
通过接收至少4颗卫星的信号，GPS接收机能够计算出接收机所在位置的经度、纬度以及海拔高度。
单点定位的原理是借助卫星信号的传输时延来计算位置。
GPS信号的传播速度近似为光速，GPS接收机通过测量信号的传播时延，从而计算出卫星与接收机之间的距离。
通过多个卫星的距离测量，接收机可以定位其所在的位置。
差分定位差分定位是一种通过比较两个或多个接收机的信号，来提高定位精度的技术。
其中一个接收机称为基站，它的位置已知。
其他接收机称为流动站，它们的位置需要测量。
在差分定位中，基站接收到卫星信号，并计算出自己的位置信息。
然后，通过与流动站的信号进行比较，基站可以确定流动站的位置误差，并将其传递给流动站。
流动站利用该位置误差进行校正，提高自身的定位精度。
差分定位的精度受到基站与流动站之间的距离限制。
一般来说，基站越近，定位精度越高。
RTK定位实时运动定位（RTK）是一种高精度定位技术，适用于需要高精度、高实时性的应用场景，例如测量、地质勘探等。
RTK定位与差分定位类似，也是通过比较基站和流动站的信号来提高定位精度。
不同之处在于，RTK定位中基站和流动站之间的数据传输是实时的。
在RTK定位中，基站接收到卫星信号，并计算出自己的位置信息。
然后，通过与流动站的信号进行比较，并实时将位置误差传递给流动站。
流动站利用该位置误差进行校正，以实现高精度定位。
GPS测量坐标的精度GPS测量坐标的精度是指测量结果与实际位置之间的差异程度。
精度通常用米（m）来表示。
对于单点定位，GPS接收机的位置精度通常在10至20米之间。
这意味着测量结果与实际位置的差异可能在10至20米之间。
标准单点定位原理与实践
标准单点定位原理与实践标准单点定位原理与实践摘要：本文对标准单点定位的理论和算法进行了较为深入的学习和研究，对其中的关键技术进行了多方面的探讨，编制了用双频伪距观测量组合进行标准单点定位的程序，借助自行编制的程序模块进行了一些研究，并对标准单点定位的误差进行了分析，如对流层延迟、多路径效应、卫星钟差、卫星星历误差等，尽量使定位精度达到最高。
关键词：标准单点定位；数据处理；精密星历；钟差中图分类号： N37 文献标识码： A 文章编号：GPS自投入使用以来，正向着实时、高精度、高可靠性的方向发展。
在GPS应用中，通常采用相对定位的作业模式， GPS技术的不断发展，相对定位作业模式被发现存在一些不足，随着各种研究的不断深入，产生了一种解决这些不足的方法，即GPS精密单点定位技术，它可以利用单台接收机在全球范围内进行高精度的独立的静态或者动态定位，利用卫星星历及卫星钟差，以单台双频接收机采集的非差相位和伪距数据作为主要观测值来进行单点定位，可以直接得到分米级甚至厘米级的高精度的ITRF框架标。
一、GPS标准单点定位的基本原理伪距单点定位是利用测码伪距观测值以及由广播星历提供的卫星轨道参数和卫星钟改正数来独立确定单测站的绝对位置的定位方法，它具有速度快，数据处理简单等优点，其精度也足以满足部分用户的需要，是导航及低精度测量中所用的一种定位方法。
本文以伪距单点定位为基础研究了电离层与对流层误差模型。
利用单点定位方法进行动态定位时，由于每个载体位置只能进行一次观测，故精度较低，但可以通过平滑或滤波等方法来消弱噪声，提高定位精度。
利用单点定位方法进行静态定位时，由于点位可反复测定，当观测时间较长时可提高定位精度。
二、GPS标准单点定位的主要误差源及改正模型1．电离层延迟电离层延迟是GPS点定位中的一种重要误差源，也是致使差分GPS系统的定位精度随流动站和基准站间距增加而迅速下降的主要原因之一。
地球高层大气的分子和原子在太阳的紫外线，X射线和高能粒子的作用下电离，产生自由电子和和正负离子，形成从宏观上说仍然是中性的等离子体区域，称为电离层（刘经南，1999）。
单点定位名词解释
单点定位名词解释
单点定位是指通过对一个物体或者地点进行精确的定位，来确定其在空间中的位置。
这种定位方式通常使用全球定位系统（GPS）或者其他卫星导航系统来实现。
单点定位的原理是通过接收来自多颗卫星的信号，计算出物体或者地点的精确位置。
这种定位方式的精度可以达到几米甚至更高，因此被广泛应用于航空、航海、军事、地质勘探、测绘等领域。
在航空领域中，单点定位可以帮助飞行员确定飞机的位置和航向，从而确保飞行的安全。
在航海领域中，单点定位可以帮助船长确定船只的位置和航向，从而避免船只迷失或者撞上礁石。
在军事领域中，单点定位可以帮助军队确定敌方的位置和行动，从而制定更加精确的作战计划。
在地质勘探和测绘领域中，单点定位可以帮助科学家们确定地质构造和地形地貌，从而更好地了解地球的内部结构和表面特征。
除了以上领域，单点定位还被广泛应用于智能手机、汽车导航、物流配送等领域。
例如，智能手机可以通过GPS定位来帮助用户找到目的地，汽车导航可以通过GPS定位来指引司机行驶路线，物流配送可以通过GPS定位来实现货物的精确配送。
总之，单点定位是一种非常重要的定位方式，它可以帮助人们确定物体或者地点的精确位置，从而实现更加精确的导航、勘探、测绘、作战等活动。
GPS定位原理 绝对定位 相对定位 差分模型 单点差分 局域差分 广域差分
第四章GPS定位原理GPS绝对定位（单点定位、伪距定位）静态绝对定位动态绝对定位GPS相对定位（差分定位？）静态相对定位动态相对定位第一节 GPS绝对定位GPS绝对定位：是一个用户利用GPS接收机，以地球质心为参考点，对卫星信号进行接收和观测，确定接收机天线在WGS-84坐标系中的绝对位置，又称单点定位或伪距定位。
GPS绝对定位基本原理：以GPS卫星和用户接收机天线之间的距离观测量为基准，根据已知的卫星瞬时坐标，来确定用户接收天线所对应的位置。
现令 : (X j Y j Z j) 为卫星 j 的已知坐标, j = 1，2 …n。
2、绝对定位的精度评价:（1）平面位置精度因子HDOP（2）高程精度因子VDOP（3）空间位置精度因子PDOP（4）几何精度因子GDOP（5）接收机钟差精度因子TDOP注:1）DOP值∝ 1/V , V为星站六面体的体积。
2）亦要考虑大气传播误差的影响。
第二节 GPS相对定位GPS相对定位：是利用两台或两台以上GPS接收机分别安置在不同的GPS点上，并同步观测相同的GPS卫星，将所获得观测值按一定的方法进行差分处理，消除一些误差对各观测值影响的相关部分，然后再进行解算，可以获得GPS点间的相对位置或基线向量。
GPS相对定位数学模型载波相位测量的观测方程:1、一次差分观测值:1) .站际一次差分观测※其消除了与卫星有关的误差(星钟误差等)影响,削弱了大气传播误差(电离层和对流层折射误差)影响。
2).星际一次差分观测※其消除了与接收机有关的误差(机钟误差等)影响,削弱了大气传播误差(电离层和对流层折射误差) 的影响。
3).历元间一次差分观测※其削弱了大部分误差的影响,同时消去了N0( 初始整周模糊度 )。
2、二次差分观测值:1).站际与星际二次差分观测值:消除了与测站、卫星有关的误差，减弱了对流层折射和电离层折射的误差2).星际与历元间二次差分观测值:消除了与测站、卫星有关的误差，减弱了对流层折射和电离层折射的误差，同时消去了N0 (初始整周模糊度)。
单点定位名词解释
单点定位名词解释什么是单点定位单点定位（Single Point Positioning，简称SPP）是一种用于确定物体或人在空间中单一位置的定位技术。
它是基于全球导航卫星系统（Global Navigation Satellite System，简称GNSS）的原理和技术，通过接收来自多颗卫星的信号，并利用这些信号的时间延迟、频率变化等信息，来计算被定位物体或人的地理坐标。
GNSS与单点定位的关系GNSS是由一组卫星组成的导航系统，包括全球定位系统（GPS，GlobalPositioning System）、伽利略卫星导航系统（Galileo）、北斗卫星导航系统（BeiDou）等。
这些卫星以恒定的轨道绕地球运行，向地面发送无线电信号，接收器接收并处理这些信号，从而实现定位和导航功能。
单点定位是GNSS中最基本的定位方式，它仅利用一个接收器接收卫星信号，通过计算信号的时间差、频率等信息，确定接收器所在的位置。
相比于差分定位和RTK定位，单点定位的精度较低，但它具有简单、易操作等特点，在不需要高精度定位的情况下，具有较为广泛的应用。
单点定位的原理单点定位的原理主要基于三个方面的信息：接收时间、卫星位置和信号传播速度。
•接收时间：接收器接收到来自卫星的信号后，可以通过测量信号到达的时间差来计算信号的传播距离。
•卫星位置：接收器需要知道至少四颗卫星的位置信息，这样才能计算得到接收器所在的位置。
卫星的位置信息可以通过广播信号传输给接收器。
•信号传播速度：信号在空间中传播的速度是一个固定值，接收器可以利用信号的传播速度，将信号传播时间转换为接收器与卫星之间的距离。
基于上述信息，接收器可以通过解算的方式，计算出接收器所在的位置坐标。
常用的解算方法包括最小二乘法、加权最小二乘法等。
单点定位的误差源单点定位的精度受到多个因素的影响，主要的误差源包括以下几个方面：1.天线相位中心偏移误差：接收器的天线相位中心与经纬度坐标系的参考点之间存在一定的偏移，这会引入一定的误差。
单点校正法
单点校正法
单点校正法是一种定位技术，它可以帮助人们准确掌握所处位置。
它是“单点定位”的主要方法，通过计算空间坐标系中特定点的位置，实现定位的功能。
单点校正法的定位原理很简单，通过计算从已知点到单个点的直线距离，可以确定单个点的空间坐标。
首先，通过在已知点上测量出距离，确定单点位置；其次，计算点到点之间的距离，以及距离和空间坐标之间的关系；最后，按照已知点上测得的距离来计算单个点的位置坐标。
单点校正法应用广泛，包括土地登记、地理编码、路径规划、交通运输在内的各个领域。
它的特点之一就是精度高，控制误差的能力也很强，并且可以在大篇幅的区域中普遍应用。
在土地登记中，单点校正是一种常用的调查技术。
可以采用精密测距仪和平板电脑来获取测量点之间的距离，并结合卫星导航数据来确定坐标。
采用单点定位原理可以较准确地确定土地的边界线和权界点的位置，防止因不熟悉地形而导致的精度下降。
在地理编码领域，单点校正法也可以得到精确的定位结果。
它可以通过测量两个点之间的距离并将结果投影到地图上，以计算出最终定位坐标。
这种方法非常适用于计算任何类型的地理编码，包括街道编码、建筑物编码等。
此外，单点校正法还可以用于路径规划和交通运输。
它可以帮助路径规划者准确测量出最佳路线，而在交通运输方面，可以通过跟踪
车辆的位置，帮助改善交通状况。
单点校正法在定位技术领域有着不可替代的作用。
它的特点是精度高，控制误差的能力也很强，还可以普遍应用于各种领域，为人们准确定位提供了便利。
GPS伪距单点定位
GPS伪距单点定位⼀计算流程GPS单点定位的原理⽐较简单，主要就是空间距离的后⽅交会，⽤⼀台接收机同时接受四个或者以上卫星的信号得出卫星的位置坐标和卫星与接收机的距离，运⽤后⽅交会解算出接收机的三维坐标。
其中，接收机钟误差作为⼀个参数参与解算。
如果观测的卫星数⽬多于四颗，则采⽤最⼩⼆乘法进⾏平差求解。
1，读取数据包括读取O⽂件和N⽂件⾥的数据O⽂件⾥包括头⽂件和观测数据⽂件。
头⽂件⾥要读取出观测⽇期、接收机近似坐标，观测间隔，观测数据类型等。
观测数据⽂件包括观测时间，卫星数量，卫星质量标记，卫星的伪随机编号，之后分每个历元有对各颗卫星的观测数据，例如，P1、P2、L1、L2，要将这些数据读取出来。
N⽂件⾥包含的数据种类⽐较多，主要包括卫星的星历数据，通过这些数据可以求解出卫星的位置坐标。
数据包括卫星钟差参考时刻、卫星星历参考时刻，以及参考时刻升交点⾚径、参考时刻轨道倾⾓等好多参数信息。
2，计算卫星位置卫星计算位置⾥⾯采⽤模块函数的⽅式，可以直接调⽤。
在读取N⽂件中的数据之后，可以调⽤这些已经读出来的数据进⾏使⽤，函数提供两个形参，⼀个是星历数据的编号，另外⼀个是卫星信号发射时刻。
计算过程⽐较繁琐，⼀步⼀步的算就⾏。
3，交会定位计算⼀般每个历元的卫星数⽬不⽌四颗，通常采⽤最⼩⼆乘法进⾏平差求解。
公式为：Ｖ＝ＡδＸ－Ｌ。
在具体计算的时候，⾸先要对（1）式进⾏线性化，得到矩阵A，L，这中间要⽤到很多矩阵的运算。
在求得卫星位置之后，要对O⽂件中每个历元⾥的卫星编号与N⽂件中的卫星编号进⾏匹配，如果匹配成功，再对时间进⾏匹配，如果时间差⼩于两个⼩时，那么该数据可以⽤于运算。
就这样，⼀个历元⾥匹配出的卫星数⽬超过4个的话，就可以通过平差计算出接收机的坐标了。
4，GPS时间的计算GPS时间的计算⽐较简单，计算出参考1980年1⽉6⽇0时0分0秒的不⾜⼀周的秒数。
主要在于判断所在的年是否为闰年，是否超过2⽉份，其他的问题就⽐较简单，采⽤⼀个Select Case的条件语句就可以了，函数最后得到不⾜⼀周的秒数就⾏。
(精密单点定位)
简介精密单点定位--precisepointpositioning（PPP）所谓的精密单点定位指的是利用全球若干地面跟踪站的GPS观测数据计算出的精密卫星轨道和卫星钟差,对单台GPS接收机所采集的相位和伪距观测值进行定位解算。
利用这种预报的GPS卫星的精密星历或事后的精密星历作为已知坐标起算数据;同时利用某种方式得到的精密卫星钟差来替代用户GPS定位观测值方程中的卫星钟差参数;用户利用单台GPS双频双码接收机的观测数据在数千万平方公里乃至全球范围内的任意位置都可以2-4dm级的精度，进行实时动态定位或2-4cm级的精度进行较快速的静态定位,精密单点定位技术是实现全球精密实时动态定位与导航的关键技术，也是GPS定位方面的前沿研究方向。
编辑本段精密单点定位基本原理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。
所解算出来的坐标和使用的IGS精密星历的坐标框架即ITRF框架系列一致，而不是常用的WGS-84坐标系统下的坐标，因此IGS精密星历与GPS广播星历所对应的参考框架不同。
编辑本段密单点定位的主要误差及其改正模型在精密单点定位中,影响其定位结果的主要的误差包括:与卫星有关的误差（卫星钟差、卫星轨道误差、相对论效应）;与接收机和测站有关的误差（接收机钟差、接收机天线相位误差、地球潮汐、地球自转等）;与信号传播有关的误差（对流层延迟误差、电离层延迟误差和多路径效应）。
由于精密单点定位没有使用双差分观测值,所有很多的误差没有消除或削弱,所以必须组成各项误差估计方程来消除粗差。
有两种方法来解决：a.对于可以精确模型化的误差，采用模型改正。
b.对于不可以精确模型化的误差,加入参数估计或者使用组合观测值。
如双频观测值组合,消除电离层延迟;不同类型观测值的组合,不但消除电离层延迟,也消除了卫星钟差、接收机钟差;不同类型的单频观测值之间的线性组合消除了伪距测量的噪声,当然观测时间要足够的长,才能保证精度。
第6章 单点定位
• 单位权中误差，其受伪距测量精度、星历精度及大气延迟 影响；
• 对应的协因数矩阵，它由卫星的空间几何分布决定
6.1 伪距单点定位
协因数矩阵中各个元素反映了在特定的卫星空间几何分布 下，不同参数的定位精度及其相关性信息。因此，利用这些信 息即可描述卫星空间几何分布对定位精度影响的精度因子: 常用的精度因子有： （1）几何精度因子（Geometric Dilution of Precision, GPOP）
式中 ， Qx
qYX
qYY
qYZ
R
sin L0
cos L0
0
为坐标转换矩阵，
qZX qZY qZZ
cos B0 cos L0 cos B0 sin L0 sin B0
B0和L0分别为对应的大地纬度和大地经度。
6.1 伪距单点定位
由此可得到另两个常用的精度因子 （4）水平精度因子（Horizontal Dilution of Precision, GPOP）
23934824.154
23978631.5766+43
822.577
24181945.803 24298916.7595+116 967.755
22957572.280 22965399.9529+7 834.145
22385541.968 22355209.7858 30 330.506
ni
1
VX VY
VZ
=i
i0
+cV t
i
S
Ii Ti i
cVtR
若接收机同时接收n（ n ≥4）颗卫星，则上式可写为：
6.1 伪距单点定位
l1
l2
l3
GPS单点定位算法及实现
GPS单点定位算法及实现GPS单点定位算法是通过接收来自卫星的信号，通过计算接收信号到达时间差以及接收信号强度等信息，确定自身的位置坐标。
常见的GPS单点定位算法包括最小二乘法定位算法、加权最小二乘法定位算法、无拓扑算法等。
最小二乘法定位算法是一种基本的GPS定位算法，通过最小化测量误差的平方和，求得位置坐标最优解。
该算法假设接收器没有任何误差，并且卫星几何结构是已知的。
具体实现步骤如下：1.收集卫星信息：获取可见卫星的位置和信号强度信息。
2.数据预处理：对接收信号进行滤波和数据处理，例如去除离群点、噪声滤除等。
3.卫星定位计算：根据接收器和可见卫星之间的距离和相对几何关系，计算每颗卫星与接收器之间的距离。
4.平面定位计算：根据卫星位置和距离信息，使用最小二乘法求取接收器的经度和纬度。
5.高度定位计算：根据卫星位置和距离信息，使用最小二乘法或其他方法求取接收器的高度。
加权最小二乘法定位算法在最小二乘法定位算法的基础上加入对测量数据的加权处理，以提高定位精度。
加权最小二乘法定位算法的实现步骤与最小二乘法定位算法类似，只是在卫星定位计算和平面定位计算中，对每个测量值进行加权处理。
无拓扑算法是一种基于统计的定位算法，不需要事先知道接收器和卫星的几何关系，而是通过分析多个卫星的信息来确定接收器的位置。
其实现步骤如下：1.收集卫星信息：获取可见卫星的位置和信号强度信息。
2.数据预处理：对接收信号进行滤波和数据处理，例如去除离群点、噪声滤除等。
3.卫星选择：选择可见卫星中信号强度最强的几颗卫星。
4.定位计算：根据已选择的卫星信息，使用统计模型或其他算法计算接收器的位置。
1.数据采集与处理：获取和处理接收信号、卫星信息和测量数据，对数据进行有效的滤波和预处理。
2.算法选择与优化：根据定位精度和计算效率的要求，选择合适的算法，并进行算法优化和参数调整。
3.数据处理与结果可视化：对定位结果进行处理和分析，可通过地图等方式可视化结果，以便用户更直观地了解定位情况。
GPS单点定位与RTK测量的对比分析
GPS单点定位与RTK测量的对比分析近年来，全球定位系统（GPS）在测量领域得到了广泛的应用。
GPS单点定位和RTK测量是两种常见的测量方法，它们在精度和适用性等方面存在着一定的差异。
本文将对GPS单点定位和RTK测量进行对比分析，以帮助读者了解它们的优缺点和适用范围。
一、原理与工作方式GPS单点定位是利用卫星信号和接收器来确定一个位置点的方法。
在GPS单点定位中，接收器接收到至少4颗不同卫星的信号，并利用这些信号的传播时间来计算接收器的位置。
这种方法简单且容易实现，但由于信号传播时间的误差和地球大气层的影响，其精度相对较低。
RTK测量是一种实时运动定位的方法，它通过在基准站和移动站之间建立无线电通信，传递基准站测量数据，并利用差分测量的原理来提高定位精度。
RTK测量利用差分GPS技术实现了高精度的实时测量，其原理是相位观测值差分后的固定解。
由于需要建立基准站和移动站之间的通信，在实际应用中会有一定的限制。
二、精度比较GPS单点定位在理想条件下，其位置精度可达到10米左右。
然而，在现实环境中，由于信号传播时间误差和大气层的影响，其精度会受到一定的限制，通常在几十米到数百米之间。
RTK测量相比于GPS单点定位具有更高的精度。
在进行RTK测量时，通过差分处理可以将基准站的精确位置信息传递给移动站，从而实现厘米级的高精度定位。
RTK测量的精度通常在几厘米到十几厘米之间，并且可以实现实时测量，在某些需要高精度结果的应用领域具有重要意义。
三、适用范围GPS单点定位在一些普通地表测量中广泛应用，如土地调查、地形测量和导航等。
由于方法简单且成本较低，它广泛应用于日常的导航和位置服务中。
然而，其精度有限，无法满足一些高精度测量需求。
RTK测量在需求更高精度的应用领域中得到了广泛应用，如高精度地形测量、建筑物及基础工程测量、道路建设和地下管网等。
由于RTK测量可以实现高精度的实时测量，其适用范围相对广泛。
然而，由于设备的成本较高，以及基准站与移动站之间通信的限制，RTK测量的应用受到一定的限制。
精密单点定位的技术原理
精密单点定位的技术原理
精密单点定位是一种利用卫星导航系统（如GPS）进行精确定位的技术。
其原理主要包括两个方面：距离测量和位置解算。
1. 距离测量：精密单点定位利用接收来自卫星的多个信号并计算其到达时间差来测量距离。
每个卫星向接收器发送带有时间信号的电波，接收器通过测量这些电波的到达时间并将其转换为距离值。
由于电波传播速度的恒定，可以通过信号的到达时间差计算出接收器与卫星的距离。
2. 位置解算：在测量到足够数量的卫星距离后，可以使用三角测量原理来解算接收器的位置。
具体来说，通过在三维空间中使用至少三个卫星的距离测量结果，可以获得接收器所在的三个球面的交点。
由于接收器实际上位于这些球面的交点处，因此可以通过解算这些交点来确定接收器的位置。
在实际应用中，精密单点定位还需要考虑一些因素，如钟差校正、信号传播误差等。
同时，对于更高精度的定位，还可能使用相位差测量等更精细的技术来提高定位精度。
第五讲-GPS绝对(单点)定位
2020/8/20
GPS技术与应用
11
注意事项
（1）由于未知数Nij与所观测的卫星有关，在不同历元观 测不同卫星时，将会增加新的未知数，这不仅会使数据处
理变得复杂，而且有可能降低解的精度，因此在一个测站
的观测中，尽可能观测同一组卫星是适宜的。
cVtR 接收机钟差改正 cVtis 卫星钟差改正
Ni 整周模糊度改正
(Vion )i 电离层改正 (Vtrop )i 对流层改正
i 星历误差改正 (mul )i 多路径误差改正 i 随机误差改正
近似公式：
i ( X i X )2 (Y i Y )2 (Z i Z )2 cVtR cVtis Ni
i 星历误差改正 (mul )i 多路径误差改正 i 随机误差改正
2020/8/20
GPS技术与应用
7
伪距测量的观测方程
近似公式：
~
i (X i X )2 (Y i Y )2 (Z i Z )2 cVtR cVtis
(Vion )i (Vtrop )i 卫星钟误差经过多项式模型拟合后为微小量，可以忽略；
2020/8/20
GPS技术与应用
2
绝对定位的基本原理
➢ 以GPS卫星和用户接收机天线之间的距离（或距离差） 观测量为基础，根据已知的卫星瞬时坐标，来确定接收 机天线所对应的点位，即观测站的位置。GPS绝对定位 方法的实质是测量学中的空间距离后方交会。原则上观 测站位于以3颗卫星为球心，相应距离为半径的球与观 测站所在平面交线的交点上。
（2）当观测卫星数为nj，观测历元数为nt时，在任一观测 站Ti可得观测量的总数为nj nt，同时待解的未知数包括： 观测站的3个坐标分量， nt个接收机钟差参数和与所测卫 星相应的nj个整周未知数。为了求解，观测量总数必须满
GNSS精密单点定位基本原理及应用
GNSS精密单点定位基本原理及应用【摘要】文中详细介绍了GN SS精密单点定位技术的基本原理及在各领域中的应用前景，供国土测绘界同行参考。
【关键词】GN SS；精密单点定位；大地测量1.前言精密单点定位是指利用全球若干地面跟踪站的GNSS观测数据计算出的精密卫星轨道和卫星钟差，对单台GNSS接收机所采集的相位和伪距观测值进行定位解算，利用这种预报的GNSS卫星的精密星历或事后的精密星历作为已知坐标起算数据；同时利用某种方式得到的精密卫星钟差来替代用户GNSS定位观测值方程中的卫星钟差参数；用户利用单台GNSS双频双码接收机的观测数据在数千万平方公里乃至全球范围内的任意位置都可以2- 4dm级的精度，进行实时动态定位或2- 4cm级的精度进行较快速的静态定位，精密单点定位技术是实现全球精密实时动态定位与导航的关键技术，也是GNSS 定位方面的前沿研究方向。
2.精密单点定位基本原理单点定位是利用卫星星历和一台接收机确定待定点在地固坐标系中绝对位置的方法，其优点是一台接收机单独定位，观测组织和实施方便，数据处理简单。
缺点是精度主要受系统性偏差（卫星轨道、卫星钟差、大气传播延迟等）的影响，定位精度低。
应用领域：低精度导航、资源普查、军事等。
对于单点定位的几何描述，保持GNSS卫星钟同GNSS接收机钟同步；GNSS卫星和接收机同时产生相同的信号；采用相关技术获得信号传播时间；GNSS卫星钟和GNSS接收机钟难以保持严格同步，用相关技术获得的信号传播时间含有卫星钟和接收机钟同步误差的影响。
单点定位虽然是只需要一台接收机即可，但是单点定位的结果受卫星星历误差、卫星钟差以及卫星信号传播过程中的大气延迟误差的影响较为显著，故定位精度一般较差。
精密单点定位为技术针对单点定位中的影响，采用了精密星历和精密卫星钟差、高精度的载波相位观测值以及较严密的数学模型的技术，如用户利用单台GNSS 双频双码接收机的观测数据在数千万平方公里乃至全球范围内，点位平面位置精度可达1- 3cm，高程精度可达2- 4cm，实时定位的精度可达分米级。
gnss伪距单点定位的基本原理
GNSS（全球导航卫星系统）是一种利用卫星信号进行定位和导航的技术。
GNSS伪距单点定位是GNSS定位的一种基本原理，其原理包括接收卫星信号、计算伪距、求解定位坐标等步骤。
一、卫星信号的接收接收器需要接收来自卫星的信号。
在空旷的地方，接收器可以同时接收4颗或更多的卫星信号，每颗卫星都向接收器发送信号。
这些信号中包含有关卫星位置和发射时间的信息。
二、伪距的计算接收器通过测量来自卫星的信号的时间延迟，计算出伪距值。
伪距是指卫星发射信号到达接收器的时间延迟乘以光速。
伪距值是接收器和卫星之间的距离，但由于接收器的钟差和其他误差，伪距值并不是真实的距离值。
三、定位坐标的求解接收器通过测量来自多颗卫星的伪距值，可以得到多个方程，通过解这些方程可以求解出定位坐标。
一般至少需要4颗卫星信号才能进行定位，称为四星定位。
总结：1. GNSS伪距单点定位是通过接收卫星信号、计算伪距值和求解定位坐标来实现定位的过程。
2. 伪距是接收器和卫星之间的距离，通过测量来自卫星的信号的时间延迟来计算。
3. 定位坐标是通过多个卫星的伪距值求解出来的。
GNSS伪距单点定位是GNSS定位技术的重要基础，其原理简单清晰，但在实际应用中需要考虑钟差、大气延迟、多路径效应等因素，进行精确定位需要更复杂的方法和算法。
随着技术的不断进步，GNSS定位技术也在不断完善和发展，为人们的生活和工作带来了便利。
四、钟差和大气延迟的影响在GNSS伪距单点定位中，我们需要考虑到一些误差来源，主要包括接收器的钟差和大气延迟。
1. 钟差：接收器的钟差是指接收器内部时钟与卫星的精确时间之间的偏差。
由于接收器的时钟可能会出现微小的偏差，因此在计算伪距时需要对钟差进行补偿，以确保定位的准确性。
2. 大气延迟：卫星信号传播至地面时会经过大气层，大气层中的湿度和温度变化会引起卫星信号的传播速度变化，从而产生大气延迟。
通过大气延迟的补偿，可以得到更准确的伪距值，提高定位的精度。
GPS单点定位的原理与方法
GPS单点定位的原理与方法GPS（全球定位系统）单点定位是通过利用卫星信号来计算接收器的位置坐标的一种定位方法。
其原理基于三角测量和卫星轨道测量，具体包括以下几个步骤：1.卫星发射信号：GPS系统由一组人造卫星组成，这些卫星在地球上方不断绕行。
每颗卫星都向地面发射微波信号，包含了卫星的精确位置信息和时间信息。
2.接收器接收信号：GPS接收器是我们手持设备或车载设备中的组成部分，能够接收卫星发射的信号。
至少接收到4个卫星的信号时，GPS接收器开始进行定位计算。
信号的接收通常会受到建筑物、树木、峡谷等遮挡物的干扰。
3.信号时间测量：GPS接收器接收到卫星信号后，会测量信号从卫星发射到接收器接收的时间，根据信号的传播速度得出卫星和接收器之间的距离。
4.三角测量定位：至少接收到4个卫星信号后，GPS接收器会通过三角测量计算出接收器与各个卫星之间的距离差，进而确定接收器所在的位置。
5.计算接收器位置：根据接收器与至少4个卫星之间的距离差，GPS接收器可以利用三角测量原理计算出接收器的空间坐标，即经度、纬度和海拔高度。
6.位置纠正：单点定位的结果通常会受到多种误差的影响，如大气延迟、钟差、多普勒效应等。
为了提高定位的精确度，还需要纠正这些误差。
纠正方法包括差分GPS、RTK（实时动态定位）等。
除了上述的基本原理之外，GPS单点定位还可以通过改进方法来提高定位的精确度。
以下是几种常用的方法：1.多星定位：通过接收更多的卫星信号来计算接收器位置，增加多星定位的可靠性和精度。
2.差分GPS：差分GPS是通过两个或多个接收器同时接收卫星信号，其中一个接收器已知位置，用来纠正目标接收器的误差。
这样可以提高定位的精确度。
3.后处理：将接收器记录到的GPS信号数据回传到办公室，在计算机上进行后期处理，利用更复杂的算法和精确的星历文件来提高定位精度。
4.RTK定位：实时动态定位是一种高精度的GPS定位方法，利用地基台接收器和流动台接收器之间的无线通信，可以实现毫米级的定位精度。
gnss单点定位的原理
gnss单点定位的原理好吧，今天咱们聊聊GNSS单点定位的原理。
听起来挺高大上的对吧？其实啊，GNSS就是全球导航卫星系统，咱们最常听到的就是GPS。
说白了，就是用卫星来帮咱们找到位置，真是高科技，跟科幻电影里的情节一样。
想象一下，咱们在外面转悠，手机在兜里一响，立马就知道自己在哪儿。
这感觉简直太棒了，像是有个隐形的导游，时刻在你身边。
要知道，这背后可是有一整套复杂的技术在运作呢。
GNSS的原理其实就像是一个巨大的拼图，卫星发射信号，地面接收，然后通过计算，拼出一个准确的位置。
真的是“天上掉馅饼”，可是这馅饼可不是随便掉的，得靠数学来确保它的准确性。
这整个过程啊，其实就是卫星在不停地对地面发出信号，像是跟咱们打招呼。
每颗卫星都会把自己的位置和时间信息传给接收器，接收器再根据信号的到达时间来计算距离。
就像你在打电话，接到的信号越快，距离就越近。
这些卫星就像是天上的“侦探”，不停地把自己的情况报告给地面。
然后，接收器根据这些信息，结合几颗卫星的数据，就能得出准确的位置。
简直是“天衣无缝”，把复杂的事情做得那么简单。
不过，GNSS可不是万能的哦，有时候它也会有点“小脾气”。
比如，天气不好、信号被建筑物挡住，甚至是在隧道里，定位就可能不太准确。
这时候，你就会发现，咱们的“小助手”突然变得不靠谱了。
有时候它甚至会告诉你，“您在大海中”，结果你明明是在马路上。
这时候就得靠自己判断了，毕竟人是最聪明的导航系统嘛，哈哈。
不得不提一下“多对比，少争吵”的道理。
虽然GNSS定位很方便，但有时候使用手机的地图软件，特别是网络信号不好的时候，可能会给你带来麻烦。
这就像是在一起吃饭，总有人点的菜不好，大家都得一起努力找到最合适的选择。
定位也是这样，越多的卫星信号、越准确的算法，才能给你一个更靠谱的定位结果。
GNSS也在不断进步，技术每天都在更新换代。
现在的卫星越来越智能，定位的精度也在逐步提升。
咱们未来可能会在任何地方，只要一打开手机，就能获得实时的位置信息，真是想想都让人期待。
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单点定位的基本原理
在现代科技发展的背景下，我们可以看到越来越多的应用需要获取用户的位置信息。
而单点定位技术就是一种获取用户位置信息的基本原理。
通过单点定位，我们可以精确地确定一个点的经纬度坐标，从而实现定位服务。
单点定位的基本原理是通过多个基站或卫星的信号来确定一个点的位置。
下面我们来详细介绍单点定位的基本原理。
1. GPS定位
GPS（Global Positioning System）是一种基于卫星的定位系统。
它由一组卫星、地面监控站和用户设备组成。
卫星以固定的轨道绕地球运行，每颗卫星通过无线电信号向地面用户设备广播时间和位置信息。
用户设备接收到至少三颗卫星的信号后，可以通过计算信号传播时间来确定自己的位置。
2. 基站定位
基站定位是利用移动通信基站的信号强度来确定用户的位置。
移动通信基站会不断地向周围的设备发送信号，设备接收到信号后会返回一个响应信号。
基站可以根据信号的强度以及信号传播的时间来计算设备与基站之间的距离，进而确定设备的位置。
3. WiFi定位
WiFi定位是通过扫描周围的WiFi信号来确定设备的位置。
每个WiFi路由器都有一个唯一的MAC地址，设备可以通过扫描周围的WiFi信号并获取到MAC地址和信号强度信息。
通过比较设备与不同WiFi路由器之间的信号强度，可以确定设备与不同路由器的距离，进而确定设备的位置。
4. 蜂窝定位
蜂窝定位是利用移动通信网络中的蜂窝基站来确定设备的位置。
移动通信网络由多个蜂窝基站组成，每个蜂窝基站负责覆盖一个特定的区域。
设备可以通过检测周围蜂窝基站的信号强度和信号传播时间来计算自己与基站之间的距离，从而确定自己的位置。
以上就是单点定位的基本原理。
通过GPS、基站、WiFi和蜂窝等信号，我们可以确定设备的位置信息。
这些定位技术已经广泛应用于导航、物流、智能家居等领域，为我们的生活带来了便利。
同时，随着技术的不断进步和发展，单点定位的精确度也在不断提高，为用户提供更准确的位置信息。
总结起来，单点定位的基本原理是通过接收多个基站或卫星的信号来确定一个点的位置。
不同的定位技术有不同的实现方式，如GPS、基站、WiFi和蜂窝等。
通过这些技术，我们可以获取到精确的经纬度坐标，实现定位服务。
单点定位技术的应用范围广泛，为我们的生活带来了便利。
随着技术的不断发展，我们相信单点定位技术将
会越来越精确，为我们提供更好的位置服务。