单点定位与相对定位

GPS原理及其应用
距离测量与GPS定位 > 单点定位 > DOP值
DOP值④
误差来源 星历数据 卫星钟 电离层 对流层 多路径 接收机观测 用户等效距离误差(UERE), rms 滤波后的 UERE，rms 1-sigma 垂直误差–VDOP = 2.5 1-sigma 水平误差–HDOP = 2.0 PPS 误差模型，双频，P/Y 码 1-sigma 误差，单位 m 偏差 2 .1 2.0 1.0 0.5 1.0 0.5 3.3 3.3 随机误差 0.0 0.7 0.7 0.5 1.0 0.2 1.5 0.4 8.3 6.6 总误差 2.1 2.1 1.2 0.7 1.4 0.5 3.6 3.3
GPS原理及其应用
距离测量与GPS定位 > 单点定位 > DOP值
DOP值③
误差来源 星历数据 卫星钟 电离层 对流层 多路径 接收机观测 用户等效距离误差(UERE), rms 滤波后的 UERE，rms 1-sigma 垂直误差–VDOP = 2.5 1-sigma 水平误差–HDOP = 2.0 SPS 误差模型 – 无 SA 1-sigma 误差，单位 m 偏差 2 .1 2.0 4.0 0.5 1.0 0.5 5.1 5.1 随机误差 0.0 0.7 0.5 0.5 1.0 0.2 1.4 0.4 12.8 10.2 总误差 2.1 2.1 4.0 0.7 1.4 0.5 5.3 5.1
GPS原理及其应用
距离测量与GPS定位 > 单点定位 > 载波相位单点定位的误差方程
载波相位单点定位的误差方程①
• 对于卫星i，误差方程为
Vi li dX mi dY ni dZ c VtR N i ( 0 )i i c Vt S i (Vion )i (Vtrop )i
1 . 1 .

. 1
dY
dZ
c Vt R 1 c Vt R 2 . c Vt R k
N2 . Nn ；

T
GPS原理及其应用
距离测量与GPS定位 > 单点定位 > 载波相位单点定位的误差方程
载波相位单点定位的误差方程④
1 c Vt S 1 (Vion )1 (Vtrop )1 ( 0 )1 c V (V ) (V ) ( ) S 2 ion 2 trop 2 0 2 t 2 . c V ( V ) ( V ) ( ) S n ion n trop n 0 n t n l n 1 c Vt S n 1 (Vion ) n 1 (Vtrop ) n 1 ( 0 ) n 1 ; . c V S (V ) (V ) ( ) ion 2 n trop 2 n 0 2n t 2n 2n . c V (V ) (V ) ( ) S kn ion kn trop kn 0 kn t kn
V TV x (B B) B l；Q (B B) ；D 0 Q； 0 n4
T 1 T T 1 2
GPS原理及其应用
距离测量与GPS定位 > 单点定位 > DOP值
DOP值①
•wk.baidu.comDOP（Dilution of Precision）
– GDOP – Geometry Dilution of Precision – PDOP – Position Dilution of Precision – TDOP – Time Dilution of Precision – HDOP – Horizontal Dilution of Precision – VDOP – Vertical Dilution of Precision
DOP值的定义
GPS原理及其应用
距离测量与GPS定位 > 单点定位 > DOP值
DOP值②
• DOP值与定位精度
m pos URA PDOP 其中： m pos为位置中误差，URA为用户等效距离误差。
• DOP值的性质
– DOP值与单点定位时，所观测卫星的数量与分 布有关，它所表示的是定位的几何条件 – DOP值越小，定位的几何条件越好
Vi li dX mi dY ni dZ c VtR ( 0 )i i c Vt S i (Vion )i (Vtrop )i
GPS原理及其应用
距离测量与GPS定位 > 单点定位 > 伪距单点定位的误差方程
伪距单点定位的误差方程②
• 对在某历元同时观测的n颗卫星，其误差方 程及位置解为 单点定位有4
GPS原理及其应用
距离测量与GPS定位 > 单点定位 > 载波相位单点定位的误差方程
载波相位单点定位的误差方程②
• 若在k个历元里每历元均观测了n颗相同的卫 星，则误差方程
V1 l1dX m1dY n1dZ c Vt R 1 N1 ( 0 )1 1 c Vt S 1 (Vion )1 (Vtrop )1 ... Vn ln dX mn dY nn dZ c Vt R 1 N n ( 0 ) n n c Vt S n (Vion ) n (Vtrop ) n Vn 1 ln 1dX mn 1dY nn 1dZ c Vt R 2 N1 ( 0 ) n 1 n 1 c Vt S n 1 (Vion ) n 1 (Vtrop ) n 1 ... V2 n l2 n dX m2 n dY n2 n dZ c Vt R 2 N n ( 0 ) 2 n 2 n c Vt S 2 n (Vion ) 2 n (Vtrop ) 2 n ... Vkn lkn dX mkn dY nkn dZ c Vt R k N n ( 0 ) kn 2 n c Vt S kn (Vion ) kn (Vtrop ) kn
• 特点
– 优点：一台接收机单独定位，观测简单，可瞬时定位 – 缺点：精度主要受系统性偏差的影响，定位精度低
• 应用领域
– 低精度导航、资源普查、军事、...
GPS原理及其应用
距离测量与GPS定位 > 单点定位 > 伪距单点定位的误差方程
伪距单点定位的误差方程①
• 对于卫星i，在某一个历元的误差方程为
GPS原理及其应用
距离测量与GPS定位 > 单点定位 > 单点定位简介
单点定位简介
• 定义
– 单独利用一台接收机确定待定点在地固坐标系中绝对位 置的方法
• 定位结果－与所用星历同属一坐标系的绝对坐标
– 采用广播星历时属WGS-84 – 采用IGS – International GPS Service精密星历时为ITRF – International Terrestrial Reference Frames
GPS原理及其应用
(十一)
GPS原理及其应用
第四章 距离测量与GPS定位
§4.6 §4.7 单点定位 相对定位
GPS原理及其应用
§4.6 单点定位
GPS原理及其应用
距离测量与GPS定位 > 单点定位 > GPS测量定位方法分类
GPS测量定位方法分类
• 定位模式
– 绝对定位（单点定位） – 相对定位 – 差分定位
GPS原理及其应用
距离测量与GPS定位 > 单点定位 > 载波相位单点定位的误差方程
载波相位单点定位的误差方程③
用矩阵形式表示： V Bx l l1 l 2 . V 1 V ln V 2 ；B ln 1 . . V kn l 2n . l kn x dX m1 m2 . mn mn 1 . m2 n . mkn n1 n2 . nn nn 1 . n2 n . nkn 1 1 . 1 0 . 0 . 0 0 0 . 0 . . 0 . . . . . . N1 0 0 . 0 0 . 0 . 0 . 0 . 0 . 0 0 . 0 0 . 0 . 0 . . . . . . . . . 0 0 . 0 ； . .
• 定位时接收机天线的运动状态
– 静态定位－天线相对于地固坐标系静止 – 动态定位－天线相对于地固坐标系运动
• 获得定位结果的时效
– 事后定位 – 实时定位
• 观测值类型
– 伪距测量 – 载波相位测量
GPS原理及其应用
已发展的GPS技术指标参数
定位技术名称 单点定位 局域差分 广域差分 /WAAS RTK VRS 静态定位 精度(m) ±10 ~±20m ±1.0~±5.0 ±1.0~±5.0 ±0.01~±0.20 ±0.01~±0.20 ±0.001~±0.05 作用距离(km) 全球 <150 <1500/全球 <15 <70 0.01~ 10000 响应时间 实时 实时 实时 实时 实时 半小时~24小 时
q XX q Q YX qZX qtX
q XY qYY qZY qtY
q XZ qYZ qZZ qtZ
q Xt qYt qZt qtt
GDOP q XX qYY qZZ qtt PDOP q XX qYY qZZ TDOP qtt HDOP qNN qEE VDOP qUU 其中： N , E , U 为站心地平坐标系下的 坐标分量。
解为： V TV x (B B) B l；Q (B B) ；D 0 Q； 0 kn 3 k n
T 1 T T 1 2
V1 l1dX m1dY n1dZ c Vt R ( 0 )1 1 c Vt S 1 (Vion )1 (Vtrop )1
个待定参数， 因而至少需 V2 l2 dX m2 dY n2 dZ c Vt R ( 0 ) 2 2 c Vt S 2 (Vion ) 2 (Vtrop ) 2 要同时观测4 ... 颗以上的卫 Vn ln dX mn dY nn dZ c Vt R ( 0 ) n n c Vt S n (Vion ) n (Vtrop ) n 星，才能同 时确定出所 用矩阵形式表示： 有的待定参 V Bx l 数。 1 c Vt S 1 (Vion )1 (Vtrop )1 ( 0 )1 dX V1 l1 m1 n1 1 c V (V ) (V ) ( ) dY V l m n 1 ion 2 trop 2 0 2 2 2 2 2 tS 2 ；l 2 ；x V ；B dZ . . . . . . c V ( V ) ( V ) ( ) cV S n ion n trop n 0 n t Vn ln mn nn 1 t n R