GPS_GLONASS单点定位的数据处理
测绘技术中的GPS观测数据处理步骤详解
测绘技术中的GPS观测数据处理步骤详解GPS(全球定位系统)是现代测绘技术中不可或缺的工具,其为测绘人员提供了高精度的定位和导航功能。
在实际应用中,GPS观测数据处理是进行测绘工作的关键环节。
本文将详细介绍GPS观测数据处理的步骤和方法。
GPS观测数据处理主要包括以下几个步骤:数据采集、数据预处理、数据解算、数据校正和结果输出。
数据采集是GPS观测数据处理的第一步,它是通过GPS接收机采集卫星信号,并记录下每颗卫星的观测数据。
在采集过程中,需要保证接收机的稳定性和准确性,以获得可靠的观测数据。
数据预处理是对采集到的GPS观测数据进行筛选和修正,以消除各种误差。
首先要进行数据筛选,剔除掉不可靠或异常的数据。
然后对数据进行时间同步,即将所有观测数据同步到一个时间基准上。
此外,还需要对随机噪声进行滤波处理,以提高数据的精度和稳定性。
数据解算是GPS观测数据处理的核心步骤,它通过将观测数据与参考数据进行比较,计算出接收机的位置和钟差等有关参数。
在数据解算过程中,需要进行卫星轨道的预测和星历的插值计算,以实现对接收机位置和钟差等参数的精确估算。
数据校正是对解算结果进行修正和校正,以消除系统误差和误差传播带来的影响。
在数据校正过程中,需要考虑大气延迟、电离层延迟、多路径效应等因素,并进行相应的修正。
此外,还需要进行周跳探测和修复,以解决由于接收机或信号异常引起的观测数据中断的问题。
最后,将处理完的GPS观测数据进行结果输出,生成相应的测量文件和报告。
输出结果应包括位置坐标、高程数据和精度评定等信息。
同时,还可以对处理结果进行可视化展示,以便于用户直观地理解和应用数据。
综上所述,GPS观测数据处理是测绘工作中至关重要的一环。
通过对观测数据的采集、预处理、解算、校正和结果输出等步骤的详细描述,可以帮助人们更好地理解和应用GPS定位技术。
在实际应用中,还需要根据具体需求和测量任务的要求,灵活选择和调整处理方法,以获得更精确和可靠的测量结果。
LGO,GPS数据处理
概述Leica Geo Office (LGO)内业处理软件包支持Leica 所有仪器类型,以统一的方式管理TPS、GPS 和水准数据,功能强大,易于使用,是适合用户自定义和智能向导的工具。
图1 LGO 内业处理软机包LGO 包括标准软件、其它选项以及工具三大部份,不同的安装和配置选项支持用户的不同需求。
标准软件主要包括数据输入/输出、项目管理和查看、报表、编码列表管理等功能;其它选项主要包括水准处理、GPS 处理、网平差以及GIS/CAD 输出等功能;常用工具则包括数据管理器、软件上传以及格式编辑器。
功能LGO 中的GPS 处理基于SKI-Pro V3.0 处理核心,基线解算能力更强,同时以图形方式直观快速地进行成果分析,并生成基于HTML 和XML 报表概念的可视化成果。
GPS 处理的普通操作包括:1)导入数据选择管理-项目后,右键“新建”创建项目后导入GPS 观测数据,导入后可检查数据点名、观测时段等属性是否正确,可即时编辑修改,然后按“分配”即完成数据导入。
图2 GPS 导入数据2)基线处理在LGO 中基线处理分为两种模式:手工和自动。
用户可以根据自己的需求选择处理模式。
在自动模式下,系统将从选择的时段中自动处理一组约束条件组合而成的所有合理基线,此模式下LGO 自动选择合适的参考站,用户仅能选择流动站;手工模式下,可以设置基线处理的各种参数从而进行解算。
解算完成后,检查含糊度状态并保存基线,保存后即可在“查看/编辑”中调阅GPS 网图。
图3 基线处理在“结果”中选择基线按右键打开基线报告:图4 基线报告3)网平差选择“平差”页面,在平差前可进行平差参数的配置,包括平差方式以及平差结果的表现形式。
完成设置后,右键按“网平差计算”,平差后在“结果-网”查看平差报告。
图5 网平差4)坐标转换在LGO 中可以将WGS84 坐标系转换到地方坐标系,也可在两个地方坐标系中进行转换。
坐标转换的方法包括经典2D、经典3D、内插法、一步法、逐步法和两步法,根据不同的情况选择转换方法。
GPS测量与数据处理课件
遥感信息工程学院
Galileo卫星
遥感信息工程学院
3、北斗卫星导航系统
我国自行研制 系统是由空间卫星、地面控制中心站和北斗 用户终端三部分构成。 空间部分包括2~3颗地球同步轨道卫星 用户终端分为:定位、通信终端;差分、校 时终端;集团用户管理站终端
遥感信息工程学院
遥感信息工程学院
车载型用户机
ቤተ መጻሕፍቲ ባይዱ
( D2 − D1 ) = λ s [ N − ( f 0 − f s )( t 2 − t1 )]
遥感信息工程学院
2、卫星多普勒定位测量
已知t1,t2时刻卫星在 空间的位置S1,S2, 则以到S1,S2距离差 为(D2-D1)可以作 出一个旋转双曲面, 测站点必定位于该旋 转双曲面上。
多普勒定位示意图
通讯型用户机
便携型用户机
船载型用户机
指挥型用户机
遥感信息工程学院
3、北斗卫星导航系统
与GPS、GLONASS、Galileo等国外的卫星 导航系统相比: BD–1有自己的优点:如投资少,组建快;具有
通信功能;捕获信号快等。 但也存在着明显的不足和差距:如用户隐蔽性 差;无测高和测速功能;用户数量受限制;用户 的设备体积大、重量重、能耗大等。
遥感信息工程学院
§1.4
其他卫星导航定位系统的概况
1、GLONASS (Global Navigation Satellite System)
开发者:俄罗斯(前苏联) 系统构成:卫星星座、地面控制部分、用户设备 卫星数: 24颗 轨道数: 3个 轨道倾角: 64.8
°
高度: 19 390km 运行周期: 11h15min44s
遥感信息工程学院
1957年10月4日,前苏联发射世界上第一颗地球人造 卫星,使卫星导航定位成为现实;
gps测量数据处理的基本过程
GPS测量数据处理的基本过程GPS(全球定位系统)是一种广泛应用于航空航海、地理勘测、车辆定位等领域的定位技术,它利用卫星进行测量,并通过处理获取所需的位置、速度、时间等信息。
而在实际应用中,对GPS测量数据的处理是至关重要的一环。
本文将从GPS测量数据的采集、预处理、定位计算、平差处理等几个方面介绍GPS测量数据处理的基本过程。
一、数据采集1.卫星信号接收在GPS测量中,首先要进行卫星信号的接收。
接收机会从卫星发射的信号中接收到卫星的定位信息,这些信息包括卫星的位置、精确的时间、卫星健康状态信息等。
一般来说,接收机至少需要接收到4颗卫星的信号才能进行定位计算。
2.观测数据记录接收机在接收到卫星信号后会记录下所接收到的观测数据。
这些数据包括接收到的卫星信号的到达时间、卫星的位置、接收机自身的位置、接收机时钟的误差等信息。
二、数据预处理1.数据筛选在接收到的观测数据中,会包含一些干扰数据和误差数据。
这些数据会对接下来的数据处理造成影响,因此需要对数据进行筛选,去除掉那些明显不正常的数据。
2.伪距观测值转换接收机接收到的是卫星信号的到达时间,而我们想要得到的是距离信息。
因此需要将接收到的到达时间转换成伪距观测值,即信号在大气层中传播所需要的时间乘以光速。
三、定位计算1.单点定位计算通过接收到的伪距观测值,接收机自身的位置信息,卫星的位置信息等数据,可以进行单点定位计算。
单点定位是指在未知参考点的情况下,通过接收到的卫星信息计算出接收机的位置信息。
2.差分定位计算在实际应用中,由于大气层的影响以及接收机的时钟误差等因素,单点定位的精度可能不够高。
因此需要通过差分定位计算,利用已知位置的参考站的数据对接收机的数据进行校正,从而提高定位精度。
四、平差处理1.数据平差在进行定位计算过程中,会涉及到各种观测数据和参数,这些数据和参数之间可能存在一定的矛盾和不一致。
为了保证最终计算结果的精度和可靠性,需要进行数据的平差处理,通过最小二乘法等方法对数据进行优化调整。
全球四大卫星定位系统
全球四大卫星导航系统简介一、美国的GPS系统:美国的GPS系统,由24颗(3颗为备用卫星)在轨卫星组成。
GPS的信号有两种C/A码,P码。
民用:C/A码的误差是29.3m到2.93米。
一般的接收机利用C/A码计算定位。
美国在90代中期为了自身的安全考虑,在信号上加入了SA(Selective Availability),令接收机的误差增大,到100米左右。
在2000年5月2日,SA取消,所以,咱们现在的GPS精度应该能在20米以内。
军用:P码的误差为2.93米到0.293米是C/A码的十分之一。
但是P码只能美国军方使用,AS(Anti-Spoofing),是在P码上加上的干扰信号。
二、中国的“北斗”卫星导航定位系统:“北斗”卫星导航定位系统需要发射35颗卫星,足足要比GPS多出11颗。
按照规划,“北斗”卫星导航定位系统将有5颗静止轨道卫星和30颗非静止轨道卫星组成,采用“东方红”-3号卫星平台。
30颗非静止轨道卫星又细分为27颗中轨道(MEO)卫星和3颗倾斜同步(IGSO)卫星组成,27颗MEO卫星平均分布在倾角55度的三个平面上,轨道高度21500公里。
“北斗”卫星导航定位系统将提供开放服务和授权服务。
开放服务在服务区免费提供定位,测速和授时服务,定位精度为10米,授时精度为50纳秒,测速精度为0.2米/秒。
授权服务则是军事用途的马甲,将向授权用户提供更安全与更高精度的定位,测速,授时服务,外加继承自北斗试验系统的通信服务功能,精度可以达到重点地区水平10米,高程10米,其他大部分地区水平20米,高程20米;测速精度优于0.2米/秒。
这和美国GPS的水平是差不多的。
另外,“北斗一号”还可以提供用户的双向通讯功能,用户与用户、用户与中心控制系统间均可实现双向简短数字报文通信。
通过“北斗”系统,用户一次最多可以传输120个字符【汉字】。
在国产的GPS——“北斗二号”投入使用后,会不会取代GPS呢?曹冲研究员的答案是否定的。
rtklib单点定位处理流程
RTKLIB单点定位处理流程RTKLIB(Real-Time Kinematic Library)是一个开源的软件包,用于进行实时差分定位和精密定位处理。
本文将详细描述RTKLIB的单点定位处理流程,包括数据预处理、观测数据解析、导航文件生成、单点定位计算等步骤。
1. 数据预处理在进行单点定位之前,首先需要对原始观测数据进行预处理。
这些原始数据通常来自于全球导航卫星系统(GNSS)接收机,包括GPS、GLONASS、Galileo等卫星系统。
1.1 数据格式转换首先,将原始观测数据转换为RTKLIB可识别的格式。
常见的格式包括RINEX (Receiver Independent Exchange Format)和UBX(u-blox binary format)。
使用RTKCONV工具可以将不同格式的观测数据转换为RINEX格式。
1.2 数据筛选对于长时间的连续观测数据,可以根据需要选择特定时间段的数据进行处理。
使用RTKPLOT工具可以可视化显示观测数据,并通过滑动窗口选择感兴趣的时间段。
2. 观测数据解析在完成数据预处理后,接下来需要对RINEX文件进行解析,提取其中的卫星观测量和导航电文。
2.1 卫星观测量解析使用RTKCONV工具将RINEX文件转换为OBS格式,其中包含了卫星的伪距观测值和载波相位观测值。
这些观测值是进行定位计算的基础。
2.2 导航电文解析使用RTKCONV工具将RINEX文件转换为NAV格式,其中包含了卫星的导航电文。
导航电文中包含了卫星的轨道参数和钟差等信息,用于计算卫星位置和钟差。
3. 导航文件生成在完成观测数据解析后,需要生成导航文件,用于计算卫星位置和钟差。
3.1 历书平滑由于导航电文中的轨道参数是以时间为自变量的多项式函数表示的,需要对其进行历书平滑处理。
使用RTKNAVIG工具可以对导航电文进行历书平滑,并生成历书平滑后的导航文件。
3.2 导航文件格式转换使用RTKCONV工具将历书平滑后的导航文件转换为SP3(Standard Product 3)格式或CLK(Clock)格式。
GPS/GLoNASS组合标准单点定位性能分析
差, 小数 部 分差 异保 持在 1ms以内 , 导航 文件 中 在 给出[9, 8] 转换 公式 如 ] -
tP G S+ U CU N )G S= t T ( ) L r 1 0 .o6 T (S o一 P c cs + Sfm9 01 u 0 8
.
空基 准 和信 号结 构上 ( 表 1 。 见 )
GP S采 用 1 8 9 0年 1月 6日 0时起 算 的国 际原 子时 (AT) 因 此 , I I , 与 AT 有 1 9 S的 常 数 差 [ ; 6 GL ONAS S时基 于 UT S 时 间 , 3h的 整 数 C( U) 有
1 系统 差 异
GP S与 G ONAS L S系统差 异 主要 表现 在 其 时
・ 2・ 2
全
球
定
位 系 统
第3 7卷
Ga mma 为 卫 星 相 对 频 率 偏 差 ; 为 星 历 时 , N t 为
UT S 时 间 , 进 行 GL C( U) 已 ONAS S到 UT S C( U)
多路径 效应 ( 2 ) 接收 机钟 差误 差 ( 2 、 历误 。 、 星 ) 差( 2, 。 包括 轨道 和卫 星钟差 误 差 ) 一些 未 顾及 和
式 中 : uc u 一 t + T u — G mma *( 一 t) tT( ) 。 s aN a N b
+Tu t a C, 为 卫 星 钟 面 时 ; u 为 卫 星 钟 偏 差 ; Ta N
收 稿 日期 : 0 10 — 0 2 1 - 8 2
基 金 项 目 :中 南 大 学 前 沿 研 究 计 划 (0 9 Z D 0 ) 2 0 Q Z 0 2 ;湖 南 省 高 校 创 新 平 台 开 放 基 金 (0 7 ) 1 K0 7 ;中 南 大 学 学 位 论 文 创 新项 目 联 系人 :余 文 坤 E ma :ns k u ma .o — i g sw y @g i c m l l
三个著名的GPS数据处理软件介绍
三个著名的GPS数据处理软件介绍三个著名的GPS数据处理软件介绍GPS数据处理是GPS研究的一个重要内容。
目前,国际上广泛使用的GPS相对定位软件有:美国麻省理工学院(MIT)和加州大学圣地亚哥分校Scripps海洋研究所(SIO)研制的GAMIT/GLOBK,美国喷气推进实验室(JPL)研制的GIPSY/OASIS软件和瑞士BERNE大学研制的Bernese软件。
选用一种好的数据处理方法和软件对GPS数据结果影响很大。
在GPS 静态定位领域中,几十公里以下的定位应用已经比较成熟,接收机的随机附带软件已经能够满足大多数的应用需要。
但是在GPS卫星定轨以及长距离、大面积的定位应用中,如洲际板块运动监测及会战联测中,这些随机附带软件就远远不能达到要求。
近年来,GPS定位理论和软件科学的发展促进了GPS定位软件的研发,一批满足不同应用需求的GPS定位软件亦已面世。
尽管不同软件在数据处理方法上各有其特点,但它们的总体结构基本上是一致的,即由数据准备、轨道计算、模型改正、数据编辑和参数估计5部分组成。
数据准备:RINREX格式的数据转换为软件特有的数据格式;剔除一些不正常的观测值(如缺伪距或某个相位数据);根据测站的先验坐标、星历和伪距数据确定站钟偏差的先验值或站钟偏差多项式拟合系数的先验值。
轨道计算:将广播星历或精密星历改成标准轨道;如果需要改进轨道,则进行轨道积分,将卫星坐标及坐标对初始条件和其他待估参数的偏导写成列表形式。
模型改正:对观测值进行各种误差模型改正(对流层折射、潮汐、自转等)得到理论值及一阶偏导,从观测值中扣除这些理论值得到相应的验前观测残差。
数据编辑:修正相位观测值的周跳,剔除粗差。
参数估计:采用最小二乘或卡尔曼滤波估计,由编辑干净的非差观测值或双差观测值求解测站坐标、相位模糊度、(如果采用定轨或轨道松弛)卫星轨道改正值、地球自转和对流层湿分量天顶延迟等参数。
GAMIT/GLOBKGAMIT/GLOBK软件是MIT和SIO研制的GPS综合分析软件包,可以估计卫星轨道和地面测站的三维相对位置。
GPS测量操作与数据处理
GPS测量操作与数据处理GPS测量(Global Positioning System)是一种使用卫星信号和地面接收器来确定位置的技术。
GPS测量包括多个步骤,包括准备工作、站点安装、数据采集和数据处理。
下面将对这些步骤进行详细说明。
首先,进行准备工作。
在进行GPS测量之前,需要获得一个GPS接收器和其他必要的测量设备,例如三角架、测量棒等。
接下来,需要选择一个适当的测量区域,并研究该区域的地理特征,以确定测量站点和总线路。
此外,还需要获得相关的专业地图,以便在测量过程中进行参考。
第二步是进行站点安装。
在选择好测量站点后,需要将GPS接收器正确安装在三角架上,并使用测量棒将其固定在地面上。
接收器应保持水平,以确保测量的准确性。
在安装过程中,还需要注意尽量避免将接收器安装在有遮挡物、高大建筑或植被丛生的区域,以确保接收到的卫星信号质量良好。
第三步是数据采集。
一旦安装完毕,接收器将开始接收卫星信号,并测量其位置和时间信息。
测量过程中,接收器会自动并跟踪多颗卫星,并获取它们的信号。
在测量过程中,需要保持接收器稳定,避免任何移动或干扰。
最后一步是数据处理。
在数据采集完成后,需要将采集到的原始数据进行处理,以获得最终的测量结果和位置坐标。
数据处理通常涉及到运用专业的软件来处理和解析原始数据,并应用相关的数学算法来消除误差和提高测量精度。
校正方法包括差分校正和多普勒效应校正等。
此外,数据处理还可能包括对测量结果进行质量控制和验证,以确保测量结果的准确性和可靠性。
在这个过程中,还可以进行数据过滤、插值和外推等操作,以进一步优化和改进测量结果。
总结起来,GPS测量操作包括准备工作、站点安装、数据采集和数据处理。
每个步骤都需要仔细规划和执行,以确保测量结果的准确性和可靠性。
通过正确使用GPS接收器和专业地图,运用相关的软件和算法对数据进行处理,可以获得高精度的位置测量结果。
GPS_GLONASS单点定位的数据处理
GPS G LO NASS单点定位的数据处理 高星伟 葛茂荣(中国测绘科学研究院 100039) (清华大学土木工程系 100084) 【摘 要】 本文讨论了GPS、GLONA SS及GPS GLONA SS伪距单点定位的数学模型和数据处理方法,分析了定位结果的精度。
GPS和GLONA SS分别是美国和前苏联(现由俄罗斯负责)研制的全球卫星导航系统,两个系统的构成、定位原理很相似。
目前GPS系统已进入正常工作阶段,而GLONA SS系统的可用性则有待于进一步完善。
但是GPS的SA和A S措施,使民用用户的实时定位精度降低到100m,同时GPS系统的21个卫星覆盖并不能保证在全球范围内实现用户定位的自主完备性监测RA I M。
因此,基于GPS和GLONA SS两个卫星定位系统的全球导航卫星系统GN SS是现代定位技术的一个发展方向。
与单独的GPS或GLONA SS系统相比,双卫星定位系统的可用性、自主完备性和精度都有明显地提高。
不管将GLONA SS作为一个单独的卫星定位系统,还是与GPS联合构成双卫星定位系统,研究GLONA SS定位方法,开发GLONA SS或GPS GLONA SS数据处理软件都是必要的。
本文主要讨论GLONA SS及GPS GLONA SS伪距单点定位问题。
通过实际观测数据的处理,分析和比较了GPS和GLONA SS及GPS GLONA SS定位的精度。
一、数学模型尽管GLONA SS与GPS的系统构成、定位原理相类似,但在具体实现和数据处理上存在一定的区别。
就联合定位的数据处理而言,应考虑两个系统的坐标系统和时间系统差异,卫星星历表示的差异和两个系统伪距观测值的精度差异。
GPS系统中使用的是W GS284坐标系统,GLONA SS系统使用的是PZ290坐标系统,进行联合数据处理时,必须进行坐标转换。
坐标转换公式为[1]xyz W GS284=1.0-1.9×10-60.1.9×10-61.00.00.00.01.0・xyz PZ290+0.02.50.0(1)GPS系统采用的是GPS时间(GPST),GLONA SS系统采用的是GLONA SS时间(GLONA SST)。
GPS单点定位误差分析
国内统一刊号CN31-1424/TB 2014/1 总第239期GPS单点定位误差分析刘恩盛/井冈山大学建筑工程学院摘 要 采用GPS 单点定位技术与PPP 解算软件,研究在静态GPS 单点定位实践过程中,如何处理观测时间与观测误差的关系,以更好地提高数据采集准确度,为实际工作提供帮助。
关键词 GPS ;精密单点定位;误差分析;误差0 引言GPS 经历了传统单点定位、差分GPS 定位、RTK 技术,发展到了精密单点定位(PPP)。
GPS 精密单点定位(PPP),就是采用一台接受机进行定位的模式(图1),接受机天线在WGS-84世界大地坐标系统中的绝对位置,解决了以往GPS 定位观测的距离限制,用户利用单台GPS 双频双码接收机的观测数据可以在全球范围内任何卫星进行分米级的动态准确度定位或厘米级的快速静态定位。
这是GPS 定位方面的前沿研究方向。
图1 GPS 单点定位系统1 精密单点定位1.1 精密单点定位原理精密单点定位是利用高精度GPS 精密卫星星历和卫星钟差,以及单台双拼GPS 接收机采集的载波相位观测值,采用非差模型进行精密单点定位(Kouba & Heroux, 2001)。
不同测站的观测值不相关,误差也不相关。
采用GPS 接收机便可进行作业,大大提高了作业效率。
精密单点定位的基础是精密卫星星历与钟差,使用最多的是国际GNSS 服务组织IGS 提供的数据。
PPP 观测方程为[1]L = Q + c (D t - D T )+ K N + Mz + N式中:L — L 1和L 2的无电离层相对组合观测值; Q — 测站与卫星间的几何距离; c — 真空的光速; D t — 地面GPS 接收机钟差; D T — GPS 卫星钟差; K N — 无电离层组合相位观测值的模糊值; M — 投影函数; z — 天顶方向对流层延迟改正参数; N — 组合相位观测值的观测噪声和多路径误差。
由于精密单点定位采用了更为复杂的非差定位模型,除了考虑参数结算的数学模型外,还需用到模型估计的方法来消除观测钟的误差。
GPS与GLONASS的几点比较分析
中 图分 类 号 :2 8 P 2
文 献 标 识 码 : B
G S与 G O A S的几 点 比较 分 析 P LN S
付 先 国
( 合肥市测绘设计研究 院, 安徽 合 肥 摘 206 ) 30 1 要: 本文就 G S与 G O A S在卫 星系统 、 P LN S 坐标框 架、 时间基 准、 卫星坐标计算和模糊度的求解 等方 面的差异进行
点 差异进 行 比较分 析 。
N S A S广播 星 历 和历 书 电文 数 据 都 采 用 这 一 坐 标 系 。 它 的原 点在 地球 的质 心 , z轴 指 向 10 — 95年 问 的 90 10 平 均北 极 , x轴 位 于 10 —10 90 95年 问 的 赤 道 平 面上 , X Z面平行 于格 林 尼治 子 午圈 的均 值 , O Y轴与 X Z构 O
交 点 。表 2给 出了两 坐标 系统 的差异 。
G S与 G O A S坐 标 系统 差 异 比 较 P L N S 表2
利用 G SG O A S联 合 定 位 , 成 倍 提 高 卫 星 P/ L N S 可 的可见数 , 而提 高观 测精度 , 少卫 星不 足带 来 的影 从 减 响, 特别是 在 山 区或城 市建筑 物 密集 地 区 。然而 G O L— NS A S是 以 P 一 0为 坐 标 框 架 的 ; G S是 以 WG 一 Z9 而 P S
21 0 0年 4月 第 2期 文 章 编 号 :6 2 8 6 (0 0 O — 1 0 17 — 2 2 2 1 )2 8 — 3
城
市
勘
测
Apr 2 0 . 01 No 2 .
Ur a o e h ia n e t ai n& S r e i g b n Ge tc n c lI v si t g o u v yn
GPS/GLONASS组合单点定位精度分析
式 中 , 为计 算 的星 站几 何 距 离 与经 各 项 误 差 影 响
改 正后 伪距 观测值 的差 ; P为观测 值所 赋 的权 阵 。
3 组合 单点定 位 中的主 要技 术难点
3 1 坐 标 系统 一 .
加 观测卫 星数 、 改善 P O D P值 , 提高 导航 精 度 以及 卫
1 引 言
X =( x , x , x , , A 1A 2 A 3 bB)
() 2
式 中 , 、 、 , 三个 坐标 ( 为 即 , ,) y z 的初始值 改 正数 ; 为 接 收机钟 相对 G S系 统 时 的钟差 ; b P B为 接 收 机 钟 相 对 G O A S 系 统 时 的 钟 差 。法 方 LN S
且 G O A SM、 L N S . 型 卫 星 设 计 寿命 大 幅 L N S — G O A SK
提 高 , 障 了系统持 续 的全工 作状态 运 行能力 , 他 保 其
卫 星导航 系统 还 不 具 备 独 自全 球 应 用 能 力 , 此 , 因
G S G O A S组合 定 位应 用 具 有 现 实 的 意 义 。对 P/ L N S 于用 户应 用来说 , 由于采 用 了 G S N S组 合方 式 , 增 可
星 导航 系统 的可用 性 。 2 GP / ON S S GL A S组 合单 点定 位基 本原 理
据 文献 [ ] 绍 , L N S 1介 G O A S坐标 系统于 2 0 0 7年 由 P .0更 新到 P 9 . 2 与 IR z9 Z 0 0 , T F差 异 保 持在 分 米 量 级 ,Z 0 0 P 9 .2与 IR 2 0 T F 0 0的差 异 只有 原 点 平 移 , 在 、 、 y z方 向分别 为 : 3 c + c + 8m。 一 6 m、 8 m、 1 c
GPS_GLONASS组合系统的PDOP计算和分析
平均值 7. 7
参考文献:
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gnss数据处理的基本流程
gnss数据处理的基本流程GNSS是全球导航卫星系统(Global Navigation Satellite System)的缩写,其包括GPS、GLONASS、北斗、伽利略等卫星系统。
GNSS 数据处理是利用GNSS接收机接收卫星信号,通过计算处理得到卫星和观测站的位置和速度等信息,以及实现差分增强定位和导航。
GNSS数据处理的基本流程包括以下几个步骤:1. 数据采集:GNSS接收机接收卫星信号,并将卫星信号转换成数字信号,以便后续处理。
2. 数据预处理:对接收到的GNSS数据进行预处理,如对信号做同步、去噪、滤波、时钟差校正等处理。
3. 信息提取:从预处理后的数据中提取出卫星信号的到达时间、载波相位、伪距等信息。
4. 数据编辑:对提取出的信息进行编辑,如去除错误点、补充缺失点等。
5. 定位计算:通过计算得到观测站的位置、速度等信息,包括单点定位、差分定位等方式。
6. 数据质量检验:对处理后的GNSS数据进行质量检验,保证计算结果的准确性和可靠性。
7. 数据输出:将GNSS数据处理结果以各种格式输出,方便进行后续的应用、分析和研究。
需要注意的是,GNSS数据处理的流程可以根据不同的应用场景进行调整,比如在差分定位中需要增加数据传输、数据匹配等步骤,以提高定位精度和可靠性;在高精度导航中需要采用精密计算模型和算法,以达到更高的定位精度。
综上所述,GNSS数据处理的基本流程是数据采集、数据预处理、信息提取、数据编辑、定位计算、数据质量检验和数据输出。
这种流程可以通过技术手段不断优化和调整,以适应不同应用场景和需求,实现更加精准和可靠的GNSS定位和导航。
gps数据处理的基本流程
gps数据处理的基本流程
GPS数据处理的基本流程包括以下步骤:
1. 数据传输:将GPS接收机记录的观测数据传输到存储设备。
2. 数据分流:通过解码将各种数据分类整理,剔除无效观测值和冗余信息,形成星历文件、观测文件和测站信息文件等。
3. 统一数据格式:将不同类型接收机的数据记录格式、项目和采样密度和观测值数据单位统一为标准化的文件格式,以便统一处理。
4. 轨道参数平滑处理:采用多项式拟合法,平滑GPS卫星每小时发送的轨
道参数,使观测时段的卫星轨道标准化。
5. 探测周跳、修复载波相位观测值。
6. 观测值修正:对观测值进行必要修改,在GPS观测值中加入对流层改正,单频接收的观测值中加入电离层改正。
7. 数据预处理:预处理的主要目的是净化观测值,提高观测值的精度。
一般的数据处理软件都采用站星双差观测值。
如需更多信息,建议查阅关于GPS数据处理流程的文献、资料,或者咨询
相关专家。
四大卫星导航系统伪距单点定位性能对比分解资料
四大卫星导航系统伪距单点定位性能对比摘要引言卫星导航定位系统的成功产生,促进了卫星导航定位市场这一新兴产业的发展。
全球卫星导航业务一直被美国的GPS即全球定位系统(Global Positi oning System )所垄断。
目前,GPS以其技术优势和廉价的使用成本,在全球得到广泛应用,涉及野外勘探、陆路运输、海上作业及航空航天等诸多行业,其相关产品和服务市场的年产值达80亿美元,成为当今国际公认的八大无线产业之一。
然而在海湾战争和阿富汗战争期间,欧洲使用的GPS系统曾经受到限制,而且定位精度也有所下降;尤其在科索沃战争中,美国还曾经单方面关闭过巴尔干地区的民用导航信号源。
GPS是美国从本世纪70年代开始研制,历时20年,耗资200亿美元,于1994年全面建成,具有在海、陆、空进行全方位实时三维导航与定位能力的新一代卫星导航与定位系统。
在美国全面研制成功并运用到民事和军事领域后,全球各个大国发现了其潜在危机以及机遇。
随后,是俄罗斯的卫星系统“格洛纳斯GLONASS,是俄语中“全球卫星导航系统GLOBAL NAVIGATION SATELLITE SYST的缩写。
最早开发于苏联时期,后由俄罗斯继续该计划。
俄罗斯1993年开始独自建立本国的全球卫星导航系统。
紧接其后是中国的北斗导航系统,他于1994年启动北斗卫星导航试验系统建设。
在之后是欧洲的卫星导航系统。
2002年3月26日,欧盟首脑会议批准Galileo卫星导航定位系统的实施计划。
这标志着在2008年欧洲将拥有自己的卫星导航定位系统,并结束美国的GPS 独霸天下的局面。
第一章伪距单点定位根据观测值的不同,卫星导航系统单点定位可以分为伪距单点定位和相位单点定位。
其中伪距单点定位因速度快、不存在整周模糊度、接收机价格低等优势,被广泛用于各种车辆、舰船的导航和监控、野外勘测等领域。
伪距单点定位原理测码伪距是由卫星发射的码到测站的传播时间与光速的乘积所得的量测距离。
单点定位精度指标
单点定位精度指标单点定位精度是指通过使用各种定位技术,如全球卫星定位系统(GPS)、北斗导航系统、GLONASS等,对目标进行精确定位的能力。
它是现代导航和定位技术中的重要指标,广泛应用于航空航天、自动驾驶、智能手机导航和位置服务等多个领域。
单点定位精度的衡量指标通常以距离误差为依据,例如水平定位误差和垂直定位误差。
水平定位误差是指目标在地面平面上与真实位置之间的水平距离误差;垂直定位误差是指目标在垂直方向上与真实位置之间的距离误差。
这两个指标都对单点定位精度的评价非常重要。
在讨论单点定位精度时,首先需要了解定位系统的基本原理。
GPS是最常用的定位系统之一。
它依靠卫星信号通过三角测量方法计算目标的位置。
然而,由于多种因素的影响,如地理环境、大气条件、接收机精度等,定位系统的测量结果存在一定的误差。
首先,地理环境是影响单点定位精度的重要因素之一。
在城市环境中,高楼大厦、隧道、山谷等阻挡了卫星信号的传输和接收,导致信号质量下降,从而影响定位精度。
此外,地形的起伏以及水体的存在也可能对定位误差产生较大影响。
其次,大气条件也会对单点定位精度带来一定影响。
天气变化、尤其是气象条件不佳的情况下,如风、雨、雪等极端天气,都会影响卫星信号的传播和接收,从而导致定位精度下降。
另外,接收机精度也是决定定位精度的重要因素。
接收机的性能会在一定程度上限制定位的准确性。
较低质量的接收机可能不够灵敏,导致无法接收到足够的卫星信号,从而深入定位误差的产生。
除了这些因素之外,不同的定位技术和算法也会对单点定位精度产生影响。
研究人员一直在努力为不同应用场景开发更精确的定位算法,从而提高单点定位的准确性。
针对提高单点定位精度,有一些解决办法和技术被提出。
首先,采用多系统融合定位技术可以有效提高定位精度。
例如,GPS与北斗卫星导航系统的融合应用可以充分利用两个系统的优势,减小误差,提高定位精度。
其次,差分定位是另一种提高单点定位精度的方法。
GPS/GLONASS组合精密单点定位性能分析
G S GL A S组 合 精 密 单 点定 位 性 能 分析 P / ON S
王 正 军
( 长沙理工大学交通运输工程学院 , 长沙 4 07 ) 10 6
摘 要 在阐述 G SG O A S P/ L N S 组合精密单点定位(P ) P P 方法及模型的基础上 , 利用研发的软件从静动态定位精
度和动态定位收敛性方面 比较分析 了 G S G O A S G S G O A S P 、 L N S 及 P / L N S 组合 3种方式 的精 密单 点定位结果 。结果
表 明: 3种方式都能获得厘米级 的静动态定位精度 , 组合 方式较单 一方式有较好 的统计精度 ; 但 在动态定 位收敛性
c r c n h GP /GL ua y a d te S ONAS c mb n to a mprv he c n e g n e pe d o i e t P S o i a in c n i o e t o v r e c s e f k n ma i PP,pa t u al c ri lry c
p o n n o h a e o s b e v d G S s tl t . r mi e tfrt e c s fl s o s r e P ael e e i Ke r s G S;GL NAS y wo d : P O S;p e i on o i o ig;c mb n t n;sait a c u a y r cs p i tp st n n e i o ia i o tt i l c rc sc a
心发 布 的高 精度 G S卫 星 轨道 和 钟差 产 品 ) 采用 P , l 刚 舌 G S精 密单 点定位 技术 ( P ) P P P 的基本 思 想 是将 G S定 位 中的误 差 划 分 为轨 道 误 差 、 星 钟 差 和 电 P 卫 离层 延迟 误差 、 对流 层延 迟误 差及接 收机 钟差 , 将定 位 中的卫 星轨 道和 卫星钟 差 固定为 一个 全球 网络解 得 到 的高 精度 卫 星轨 道 和钟 差 ( I S及 其 分 析 中 如 G 消 电离层 组合 观测 值 消去 电离 层延 迟 误 差 , 将对 流 层延 迟误 差和接 收机 钟差作 为未 知参数 与测 站 的坐
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GPS G LO NASS单点定位的数据处理 高星伟 葛茂荣(中国测绘科学研究院 100039) (清华大学土木工程系 100084) 【摘 要】 本文讨论了GPS、GLONA SS及GPS GLONA SS伪距单点定位的数学模型和数据处理方法,分析了定位结果的精度。
GPS和GLONA SS分别是美国和前苏联(现由俄罗斯负责)研制的全球卫星导航系统,两个系统的构成、定位原理很相似。
目前GPS系统已进入正常工作阶段,而GLONA SS系统的可用性则有待于进一步完善。
但是GPS的SA和A S措施,使民用用户的实时定位精度降低到100m,同时GPS系统的21个卫星覆盖并不能保证在全球范围内实现用户定位的自主完备性监测RA I M。
因此,基于GPS和GLONA SS两个卫星定位系统的全球导航卫星系统GN SS是现代定位技术的一个发展方向。
与单独的GPS或GLONA SS系统相比,双卫星定位系统的可用性、自主完备性和精度都有明显地提高。
不管将GLONA SS作为一个单独的卫星定位系统,还是与GPS联合构成双卫星定位系统,研究GLONA SS定位方法,开发GLONA SS或GPS GLONA SS数据处理软件都是必要的。
本文主要讨论GLONA SS及GPS GLONA SS伪距单点定位问题。
通过实际观测数据的处理,分析和比较了GPS和GLONA SS及GPS GLONA SS定位的精度。
一、数学模型尽管GLONA SS与GPS的系统构成、定位原理相类似,但在具体实现和数据处理上存在一定的区别。
就联合定位的数据处理而言,应考虑两个系统的坐标系统和时间系统差异,卫星星历表示的差异和两个系统伪距观测值的精度差异。
GPS系统中使用的是W GS284坐标系统,GLONA SS系统使用的是PZ290坐标系统,进行联合数据处理时,必须进行坐标转换。
坐标转换公式为[1]xyz W GS284=1.0-1.9×10-60.1.9×10-61.00.00.00.01.0・xyz PZ290+0.02.50.0(1)GPS系统采用的是GPS时间(GPST),GLONA SS系统采用的是GLONA SS时间(GLONA SST)。
GPST与U TC相差为整数跳秒,GLONA SST与U TC相差3h。
联合数据处理时,除了要做上述时间系统转换外,还要考虑两个时间系统可能存在的同步误差。
GPS星历给出的是卫星轨道的Kep ler根数及其变化参数,GLONA SS星历给出的是卫星在PZ290坐标系中给定时刻的位置和速度及日月引力摄动加速度。
GLONA SS卫星坐标要根据卫星运动方程用数值积分方法得出[2]。
由于在单点定位中一般把SA的影响作为观测噪声,所以GPS观测模型的精度远远低于GLONA SS的观测模型,必须考虑两个观测值随机模型的差异。
根据以上讨论,GPS和GLONA SS单点定位的观测方程为v g i=[(x-X g i)2+(y-Y g i)2+(z-Z g i)2]1 2+c∆T g r-O g i,p g i(2)式中,上标g表示GPS或GLONA SS,下标i为观测值序号;(x,y,z)为测站的W GS284坐标;(X g,Y g,Z g)为卫星在W GS284坐标系中的坐标,GLONA SS卫星的坐标要用公式(1)转换到W GS284坐标系中;∆3gp s r为接收机钟差,∆3g lonassr为接收机钟差加GPST与GLONA SST的同步误差;O g i为加上卫星钟差、大气折射、相对论效应和地球自转改正的伪距观测值;v g i为观测值噪声;p g i为观测值的权。
将观测方程(2)线性化,得出用于参数估计的线性观测方程。
观测方程中包括测站坐标和接收机钟差及两个时间系统同步误差五个未知参数,用最小二乘或滤波方法进行参数估计。
二、数据处理及结果分析在清华大学主楼的已知点上用A ST ECH公司的GG24型单频接收机记录了1.5h的观测数据,采样率设为1s。
GG24接收机有24个通道,可同时8 测 绘 通 报 1999年 第4期跟踪12颗GPS 卫星和12颗GLONA SS 卫星。
整个观测过程中,最多可跟踪7颗GPS 卫星和6颗GLONA SS 卫星。
根据上述数学模型,作者开发了相应的双卫星单点定位软件。
软件功能包括:将GG 24观测数据转换为R I N EX 文件,GLONA SS 卫星轨道的数值积分,GPS 、GLONA SS 和GPS GLONA SS 联合单点定位等功能。
就本次试验的观测数据,用上述软件进行了GPS 单点定位、GLONA SS 单点定位和取不同观测值权的GPS GLONA SS 联合定位计算。
图1,图2为GPS 单点定位结果与真值的平面位置偏差和高程偏差。
从图1,图2可以看出,平面位置和高程精度大约为31m 和42m ,这主要是由于GPS 的SA 影响造成的。
图1 GPS 单点定位的平面偏差图2 GPS 单点定位的高程偏差图3,图4为GLONA SS 单点定位结果与真值的平面位置偏差和高程偏差。
从图3,图4可以看出,平面位置和高程精度大约为13m 和12m ,定位精度与没有SA 影响时的GPS 单点定位精度相当。
在1612s 和3124s 处的断点是由于GLONA SS 观测卫星数变化引起的,第一段为6颗GLONA SS 卫星的结果,第二段为5颗GLONA SS 卫星的结果,第三段是4颗GLONA SS 卫星的结果。
GLONA SS 的X 方向定位结果与坐标真值之间还有微小的系统偏差,我们认为,可能是由于GLONA SS 与GPS 之间的坐标转换公式不够精确造成的,原因是此坐标转换公式并不是在世界范围内得出的,它只对某些地区符合得比较好。
图3 GLONA SS单点定位的平面偏差图4 GLONA SS 单点定位的高程偏差图5~8为GPS GLONA SS 单点定位结果与真值的平面位置偏差和高程偏差。
图5,图6中,GPS 与GLONA SS 观测值的权比为1∶1。
可以看出,此组解的平面位置和高程精度大约为17m 和25m ,高于GPS 解的精度,但低于GLONA SS 解的精度。
在图7,图8中,GPS 与GLONA SS 观测值的权比为0.04∶1,此组解的平面位置和高程精度大约为12m 和11m 。
图5 GPS GLONA SS (1∶1)单点定位的平面偏差图6 GPS GLONA SS (1∶1)单点定位的高程偏差(下转第13页)高,所以,在选择相关点时,一般先考虑邻近点,且一般同类观测量的相关程度高于其他类型的观测量,所以,应选择邻近的同类型测点作为相关检验测点。
3.实例分析结果表明,关联模型分析结果与关联度分析结果是完全一致的,但测点间关联模型的相关程度与灰色关联度在数值上有一定差别,前者在数量上表现得更为明显,因此,用关联度进行相关分析,测点间相关程度的相对关系是正确的,但其绝对关系并不一定可靠。
4.各测点的拟合中误差大多与观测精度接近,复相关系数也较高,说明所选择的拟合模型是合理有效的。
在安全监测过程中,如果某个测点的监测数据发生异常,可以通过相关监测量的检验,初步判定异常发生的原因,从而提高监测数据的可靠性,也为监测数据的实时评判提供了一种有效的方法。
参考文献1吴中如.水工建筑物安全监控理论及其应用.南京:河海大学出版社,19902李德仁.误差处理和可靠性理论.北京:测绘出版社,1988(上接第9页)图7 GPS GLONA SS (0.04∶1)单点定位的平面偏差图8 GPS GLONA SS (0.04∶1)单点定位的高程偏差 三、结 论通过上面的分析比较,可以得出如下结论:GLONA SS 单点定位的精度大大高于有SA 影响时的GPS 的单点定位精度;选择合理的观测值权后,GPS GLONA SS 单点定位精度比GLONA SS 的精度有所提高,但提高的幅度不明显;选择不合理的观测值权后,GPS GLONA SS 定位精度反而低于GLONA SS 定位精度。
总之,双卫星系统大大增强了系统的可用性和自主完备性,合理联合两个系统的观测值可以显著提高GPS 系统的定位精度。
参考文献1 高星伟,李毓麟.PZ 290与W GS 284之间的坐标转换.测绘科技动态,1998(3)中国测绘学会团体会员会议在桂林召开【本刊讯】3月27日至30日中国测绘学会1999年度团体会员会议在桂林召开。
来自全国各行业测绘单位的团体会员代表约50余人参加了会议。
开幕式上,中国测绘学会常务副理事长兼秘书长冯孟华作了主题发言,介绍了中国测绘学会1998年的工作情况及1999年的工作要点。
本次会议的目的是总结过去的工作,继续开展以科技发展和科学管理为中心的经验交流。
会上,中国工程院院士刘先林先生介绍了我国摄影测量学的发展状况及达到国际先进水平的JX 24A D P W 全数字摄影测量工作站的情况;中国测绘科学研究院院长林宗坚教授介绍了“数字地球”的概念、我国在这方面的所做的工作及今后的努力方向;中国测绘学会副秘书长、工程测量分会会长洪立波教授作了我国工程测量现状和发展趋势的报告;中国测绘学会金伯勋高级工程师介绍了我国贯彻ISO 9000标准的情况;香港工程测量师学会主席陈德祥先生和香港测量师学会土地测量组主席莫景良先生介绍了香港测量师学会概况及其在香港建设中发挥的作用。
会议期间,代表们交流了各团体会员单位的工作,并就中国测绘学会在代表各团体会员开展工作方面提出了一些建议和希望。
(丛树平)。