最新GPS相对定位与绝对定位
5.5 GPS绝对定位与相对定位2
上述三次差分观测值模型能有效地消除各种误差： 1、单差观测值模型能够消除与卫星相关的载波相位误差和钟差、卫星轨道误 差、信号传播误差；
双差观测值可以消除与接收机有关的载波相位误差和钟差，信号传播误差； 三差观测值可以消除与卫星和接收机相关的初始整周模糊度N。
思考题：
1、何谓载波相位观测值和载波相位观测值方程？ 解释下式各符号的含义。
Φ kj (ti ) = ϕ kj (ti ) − ϕ k (ti ) + N 0j + Int (ϕ )
2、解释载波相位测量的观测方程各符号的含义。 载波相位测量的观测方程各符号的含义 载波相位测量的观测方程
Φ kj = f f f ρ + f δ t j − f δ t k − δρ 1 − δρ 2 c c c
k i i i i
ρ ' = Φ kj × λ
绝对定位的特点： 绝对定位的特点：
1、定位精度受卫星轨道误差、钟差和信号传播误差等因素 的影响。尽管可以通过一定的模型进行削弱，但是残差仍 不可忽视，因此精度低，远不能满足精密大地测量的要求； 2、 只需一台接收机观测卫星进行定位，定位原理、设备和 操作过程简单、方便。常用于精度要求不高的运动载体的 导航。
基线长度相对误差=基线长度绝对误差/基线长度 基线长度绝对误差=基线长度相对误差*基线长度 =10-6*100KM=10-1
m
1、 基本观测量及其线性组合
相对定位的基本观测量是载波相位的观测值，常用的线性组合是观 测值在卫星间求差、在接收机间求差和在不同历元间求差。
假设： 测站1和测站2分别在 t i 和 t i +时刻对卫星 1 k和卫星j进行了载波相位观测，
gps测量坐标方式及对应精度是什么
GPS测量坐标方式及对应精度是什么1. 引言GPS（Global Positioning System，全球定位系统）是一种通过卫星系统确定地球上特定位置的技术。
随着现代科技的发展，GPS已广泛应用于航海、航空、车辆导航等领域，成为现代社会定位和导航的重要工具。
本文将介绍GPS测量坐标的方式以及对应的精度。
2. GPS测量坐标方式GPS测量坐标的方式可以分为两种：绝对坐标和相对坐标。
2.1 绝对坐标测量方式绝对坐标测量方式是通过接收卫星发射的信号，计算出接收器与卫星之间的距离，并据此确定接收器的精确位置。
在绝对坐标测量方式中，GPS接收器通过接收多颗卫星发射的信号，并利用三角定位原理计算出接收器与卫星的距离。
通过同时接收至少四颗卫星的信号，GPS 接收器可以利用这些距离信息确定自身的位置。
绝对坐标测量方式的优势在于可以快速获得接收器的绝对位置信息，适用于需要精确定位的应用场景，如航行和航空等。
2.2 相对坐标测量方式相对坐标测量方式是通过多个接收器之间的相对位置关系测量坐标。
在相对坐标测量方式中，至少需要两个接收器同时接收卫星的信号，并通过测量接收器之间的距离差异来确定它们的相对位置。
相对坐标测量方式适用于需要确定接收器之间相对位置的应用场景，如车辆导航系统中的车队管理和位置监控等。
3. GPS测量精度GPS测量精度是指测量结果与真实值之间的偏差大小。
GPS测量精度受多种因素影响，包括信号传输延迟、接收器性能、卫星几何结构等。
3.1 卫星几何结构对精度的影响卫星几何结构是指接收器所能接收的卫星的位置相对于接收器的角度和分布情况。
当卫星几何结构较弱时，接收器接收到的卫星信号的角度较小，信号传播路径变长，导致精度较低。
当卫星几何结构较好时，接收器接收到的卫星信号的角度较大，信号传播路径较短，精度较高。
3.2 接收器性能对精度的影响接收器性能是指接收器对卫星信号的接收和处理能力。
接收器的灵敏度越高，能够接收到较弱的卫星信号，从而提高测量精度。
绝对定位和相对定
GPS基线向量网的平差：(1/3)
图中红色点代表测站； 有方向的线段代表各个测站之间的 1 基线向量。 Δ X12 Δ X31 GPS 2 Δ X23 基线 向量 网 Δ X52 Δ X35
Δ X24
3
Δ X73 Δ X36 7
Δ X67
4
Δ X45
5 Δ X85 Δ X95
Δ X56
6
Δ X48
Δ X69
Δ X89
8 9
GPS基线向量网的平差：(2/3)
• 定义 就是以载波相位观测解算得到的基 线向量为观测值，以其方差阵的逆阵 为权，进行平差计算，求得各GPS网 点在WGS-84坐标系的坐标，并进行 精度评定的过程。
GPS基线向量网的平差：(3/3)
• GPS基线网平差的目的： 消除基线网中各类图形闭合条件的不符值， 并建立网的基准，即网的位置、方向和尺度 基准。 目前主要采用的平差方法有：三维无约束 平差、三维约束平差及三维联合平差三种平 差模型。
定位精度的评价
为了评价定位结果，在导航学中，一般 采用有关精度因子（精度衰减因子、精度系 数、精度弥散）DOP（Dilution Of Precision）的概念。 在实践中，根据不同 要求，可选用不同的精度评价模型和相应的 精度因子，通常有：
※平面位置精度因子HDOP(horizontal DOP) ※高程精度因子VDOP(Vertical DOP) ※空间位置精度因子PDOP(Position DOP) ※接收机钟差精度因子TDOP(Time DOP) ※几何精度因子GDOP(Geometric DOP)，描述空 间位置误差和时间误差综合影响的精度因子
绝对定位和相对定位
GPS定位方法分类
定位方法分类 按参考点的不同位臵划分为： （1）绝对定位（单点定位）：在地球协议坐 标系中，确定观测站相对地球质心的位臵。 （2）相对定位：在地球协议坐标系中，确定 观测站与地面某一参考点之间的相对位臵。
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)。
绝对定位和相对定分解
相对定位
• 静态相对定位 • 动态相对定位
静态相对定位
将一台GPS接收机安置在已知坐标的地面点（已知点
）上，另一台或多台GPS接收机安置在为未知坐标的
地面点（待定点）上，安置在基线端点的接收机固定
静态绝对定位可以根据伪距观测量或载波 相位观测量来进行。
定位精度的评价
为了评价定位结果，在导航学中，一般 采用有关精度因子（精度衰减因子、精度系 数、精度弥散）DOP（Dilution Of Precision）的概念。 在实践中，根据不同 要求，可选用不同的精度评价模型和相应的 精度因子，通常有：
• 当观测卫星多于4颗时，需要对卫星有所取舍， 已获得更小的精度因子。
GDOP ∝1/V
六面体体积V 最大情形：
一颗卫星处 于天顶，其余 3颗卫星相距120°
卫星的空间集合分布与精度因子的关系
• 一般精度因子越小，精度就越高。因此如何能使 精度因子更小就成为提高定位精度的一种有效方 式。
• 假如测站与观测到的4颗卫星，构成六面体的体积 等于Vol。经分析表明，精度因子与该六面体的体 积的大小成反比。
卫星的空间几何分布与精度因子的关系
• 卫星高度截止角：指接收机可接收的最小卫 星高度角。一般在5°~20°之间。一般卫星 高度角越高，卫星受大气折射光的影响越小。
• 一般认为，当一颗卫星靠近天顶，其余卫星 之间相距近似120°时，所构成的卫星几何图 形最佳。这是所构成的六面体较大，卫星的 高度角也不至于太小。
静态相对定位
观测量的线性组合
ti时刻载波相位观测量
1 k (ti)和 2 k (ti) ， 1 j(ti)和 2 j(ti)
绝对定位和相对定分解课件
02
需要创建复杂的导航菜 单或模态框等特殊效果 时。
03
需要将元素相对于其正 常位置进行偏移或重叠 时。
04
需要实现响应式设计， 在不同屏幕尺寸下保持 布局的一致性和可读性 时。
05 绝对定位和相对定位的优 缺点比较
绝对定位的优缺点
定位精确
绝对定位能够将元素精确地定位在指定位置，不受其他元素位置的影响。
绝对定位和相对定位
目录
CONTENTS
• 绝对定位 • 相对定位 • 绝对定位与相对定位的区别 • 绝对定位和相对定位的混合使用 • 绝对定位和相对定位的优缺点比较
01 绝对定位
绝对定位的定义
• 绝对定位是CSS定位的一种方式 ，它相对于最近的已定位祖先元 素（即设置了position: relative 、position: absolute、 position: fixed或position: sticky的元素）进行定位。如果 没有已定位的祖先元素，那么它 会相对于初始包含块进行定位。
混合使用的特点
灵活性
混合使用绝对和相对定位可以创建更加复杂和灵活的页面布局， 满足各种设计需求。
控制性
通过调整绝对和相对定位的参数，可以精确控制元素的位置和尺 寸。
兼容性
在大多数现代浏览器中，绝对定位和相对定位都得到了很好的支 持，具有良好的兼容性。
混合使用的使用场景
01
需要将某个元素固定在 屏幕的特定位置，同时 其他元素仍需保持相对 位置不变时。
相对定位
元素的位置相对于其在正常流中的原始位置进行定位。即使元素被移动，它仍 然保留其原始空间。
在页面布局中的区别
绝对定位
元素从正常文档流中删除，不占据空 间，不会影响其他元素的布局。
相对定位和绝对定位的区别与应用
相对定位和绝对定位的区别与应用相对定位和绝对定位是前端开发中常用的两种定位方式，它们在网页布局和样式设计中起着重要的作用。
本文将深入探讨相对定位和绝对定位的区别与应用。
一、相对定位的特点与应用相对定位是相对于元素本身在正常文档流中的位置进行定位的。
通过设置元素的position属性为relative，可以使用top、right、bottom和left属性来调整元素的位置。
1. 相对定位的特点相对定位的元素仍然占据文档流中的空间，不会影响周围元素的位置。
它在原始位置的基础上进行微调，类似于微调器的作用。
相对定位的元素仍然遵循正常文档流的顺序，可以使用z-index属性进行层叠控制。
2. 相对定位的应用相对定位常用于微调元素的位置或对齐。
例如，在一个包含图片和文字的容器中，通过相对定位可以将文字相对于图片稍微上移一些，以保持整体视觉效果的平衡。
二、绝对定位的特点与应用绝对定位是相对于最近的具有定位属性（非static）的父元素进行定位的。
通过设置元素的position属性为absolute，可以使用top、right、bottom和left属性来精确地控制元素的位置。
1. 绝对定位的特点绝对定位的元素完全脱离了文档流，不占据空间，不影响周围元素的位置。
它将相对于最近的具有定位属性的父元素进行定位，如果没有找到匹配的父元素，则以文档的初始包含块为参考进行定位。
绝对定位的元素会覆盖在其他元素之上，可以使用z-index属性进行层叠控制。
2. 绝对定位的应用绝对定位常用于创建浮动效果、实现元素的悬浮、弹出框或对话框的定位等。
例如，在一个导航栏中，通过使用绝对定位，可以让下拉菜单在鼠标悬浮时以浮动的方式展开，并保持在合适的位置。
三、相对定位与绝对定位的区别相对定位和绝对定位都是用来调整元素位置的方法，但在使用上存在一些区别。
1. 定位参考点不同相对定位是相对于元素自身在文档流中的位置进行定位，而绝对定位是相对于最近的具有定位属性（非static）的父元素进行定位。
了解测绘技术中的相对定位与绝对定位方法
了解测绘技术中的相对定位与绝对定位方法测绘技术是一门应用科学，通过不同的方法来获取和处理地理空间数据。
在测绘过程中，相对定位和绝对定位是两种常见的定位方法。
本文将从基本概念、原理和应用角度来介绍这两种方法。
一、相对定位相对定位是指在测量过程中通过与已知基准点的测量关系来确定待测点的位置。
常用的方法有三角测量、交会测量和方位角确定等。
1. 三角测量三角测量是测绘中最常用的相对定位方法之一。
它基于三角形的性质来计算未知点的位置。
通过在测量区域内选择三个已知点，测量它们之间的角度和长度，可以利用三角形的几何计算方法来确定待测点的位置。
2. 交会测量交会测量是利用两个或多个记录了起点和终点坐标的线路的交会点来确定待测点的位置。
通过测量不同的线路上的起点和终点坐标，并进行计算和分析，可以确定线路的交会点，并将其作为待测点的位置。
3. 方位角确定方位角确定是通过设定两个已知的方向角和测量目标点与这两个已知方向角之间的夹角来确定目标点的位置。
在这种方法中，需要测量目标点与两个已知点之间的水平角度，并进行计算来确定目标点的位置。
二、绝对定位绝对定位是指通过使用全球卫星导航系统（如GPS）或其他全球定位系统来确定地理位置坐标。
全球卫星导航系统是通过一组卫星和地面接收器相互配合工作，提供高精度的地理位置数据。
1. 全球卫星导航系统（GPS）GPS是目前应用最广泛的绝对定位系统之一。
它由一组卫星和地面接收器组成，通过测量接收器与卫星之间的信号传输时间和位置关系来确定接收器的位置。
使用三个或更多卫星的信号，可以在三维空间中确定接收器的位置坐标。
2. 其他全球定位系统除了GPS，还有其他全球定位系统可供使用。
例如，俄罗斯的格洛纳斯系统，欧洲的伽利略系统，中国的北斗系统等。
这些系统都是基于卫星和地面接收器的原理，通过不同的卫星组合和技术来提供全球定位服务。
三、相对定位与绝对定位的应用相对定位和绝对定位在测绘技术中有广泛的应用，具体取决于测绘的目的和需求。
测绘中的相对定位与绝对定位方法
测绘中的相对定位与绝对定位方法现代测绘技术的发展，使得人们能够更加精确地了解和描述地球表面的各种特征。
其中，相对定位和绝对定位是测绘中常用的两种方法。
相对定位通过测量物体相对于其他物体的位置关系来确定其位置，而绝对定位则是通过测量物体与地球表面上已知点之间的位置关系来确定其位置。
本文将对这两种方法进行探讨，并分析它们在实际测绘工作中的应用。
首先，我们来了解相对定位方法。
相对定位是指通过测量物体与其他物体之间的位置关系来确定其准确位置。
在测绘中，我们常常使用的相对定位方法有三角测量和边际测量等。
三角测量是指利用三角形的几何关系计算出物体的位置，在实际应用中，我们通过测量物体与三个已知点之间的夹角和边长来确定其位置。
边际测量则是通过测量物体与已知边界之间的距离来确定其位置。
相对定位方法在测绘工作中具有较高的精确度和可靠性，但其缺点是需要建立一定的参考框架和控制点，这对于一些无法使用这些方法的地区来说是一个挑战。
接下来，我们了解绝对定位方法。
绝对定位是指通过测量物体与地球表面上已知地理点之间的位置关系来确定其准确位置。
绝对定位方法常用的有全球卫星导航系统（GNSS）和地面接收站等，其中最著名的就是GPS。
GPS利用地球上的24颗卫星来进行位置测量，可以同时测量物体的三维位置信息，并能够实时更新位置。
绝对定位方法具有高精度和高效率的特点，广泛用于航空、航海、地质勘探等领域。
然而，绝对定位方法的缺点是受到天气、地形和障碍物等因素的影响较大，导致了在一些复杂环境下精度不够高的情况。
在实际测绘工作中，相对定位方法和绝对定位方法常常结合使用。
相对定位方法可以用于建立测绘框架和控制点，而绝对定位方法则可以用于定位具体的测量点。
这种组合使用的方法既保证了定位的精确性，又提高了工作效率。
例如，在建筑测绘中，可以通过相对定位方法确定建筑物相对于其他物体的位置关系，然后使用绝对定位方法来确定建筑物的实际位置，从而实现对建筑物的准确测绘。
最新GPS相对定位与绝对定位
谢
观
谢
看
相对定位可以消除或减弱一些具有系统性误差
的影响，如卫星轨道误差、钟差和大气折射误差等， 而绝对定位受卫星轨道误差，钟同步误差及信号传 播误差等因素的影响，精度只能达到米级。因此相 对定位方法是当前GPS测量定位中精度最高的一种 方法，在大地测量、精密工程测量、地球动力学研 究和精密导航等精度要求较高的测量工作中被普遍 采用。
基 准站的实时位置。
2、分类：动态相对定位根据观测量的不同，分为以测码伪距为观测量的动 态相对定位，以测相伪距为观测量的动态相对定位。
测码伪距动态相对定位：目前实时定位精度为米级。以相对定位原理为基础 的实时差分GPS可有效减弱卫星误差、钟差、大气折射误差以及SA政策影 响，定位精度远远高于测码伪距动态绝对定位。 测相伪距动态相对定位：是预先初始化或动态解算载波相位郑整周未知数为 基础的一种高精度动态相对定位法，目前较小范围内（小于20km）,定位 精度达1-2cm。
相对定位的分类
静态相对定位
1.定义 用两台接接收机分别安置在基线的两个端点， 其位置静止不动，同步观测相同的4颗以上卫星，确 定两个端点在协议地球坐标系中的相对位置，这就 叫做静态相对定位。 2.定位原理 在一个范围不大的区域内，同步观测相同的卫 星，卫星的轨道误差、卫星钟钟差、接收机钟差以 及电离层和对流层的折射误差等，对观测量的影响 具有一定的相关性，利用观测量的不同线性组合， 进行相对定位，就可以有效地减弱上述误差对定S绝对定位也叫单点定位，即利用GPS卫星和用
户接收机之间的距离观测值直接确定用户接收机天线在 WGS-84坐标系中相对于坐标原点——地球质心的绝对 位置。绝对定位又分为静态绝对定位和动态绝对定位。
绝对定位的特点： 1、定位精度受卫星轨道误差、钟差和信号传播误差等 因素的影响。尽管可以通过一定的模型进行削弱，但是 残差仍不可忽视，因此精度低，远不能满足精密大地测 量的求； 2、只需一台接收机观测卫星进行定位，定位原理、设 备和操作过程简单、方便。常用于精度要求不高的运动 载体的导航。
GPS绝对定位与相对定位
• 测码伪距观测方程的线性化形式：
i (t ) i j (t ) Ctij I i j (t ) Ti j (t )
~ j
i (t ) ( i j (t ))0 ki j (t )X i li j (t )Yi mij (t )Zi Ctij I i j (t ) Ti j (t )
PDOP q11 q22 q33 mP 0 PDOP
1 2
1 2
• 空间位置精度衰减因子
• 接收机钟差精度衰减因子 • 几何精度衰减因子
TDOP q44
mT 0 TDOP
1 2
GDOP q11 q22 q33 q44 mG 0 GDOP
单差
双差
三差
~ j
• 测相伪距观测方程的线性化形式：
i (t ) ij (t ) Ctij I i j (t ) Ti j (t ) Ni j (t0 )
~ j
~ j
i (t ) ( ij (t ))0 ki j (t )X i li j (t )Yi mij (t )Zi Ctij I i j (t ) Ti j (t ) Ni j (t0ቤተ መጻሕፍቲ ባይዱ)
六、三差观测模型
• 三差：不同历元，同步观测同一组卫星所得双差 观测量之差。
• 优点：不存在整周未知数
• 总结：
• 在一个测站上对两个观测目标进行观测，将观测 值求差；或在两个测站上对同一个目标进行观测， 将观测值求差；或在一个测站上对一个目标进行 两次观测求差。其目的是消除公共误差，提高定 位精度，利用求差后的观测值解算两观测站之间 的基线向量。
GPS绝对定位与相对定位
1 2
1 2
• 空间位置精度衰减因子
• 接收机钟差精度衰减因子 • 几何精度衰减因子
TDOP q44
mT 0 TDOP
1 2
GDOP q11 q22 q33 q44 mG 0 GDOP
用户站用户站• 基本 Nhomakorabea测量：载波相位 • 中等长度的基线(100-500km)，相对定位精 度可达10-6～10-7，甚至更好 • 缺点：观测时间过长 • 解决办法：整周未知数快速逼近法
• 载波相位观测方程
i (t ) ij (t ) I i j (t ) Ti j (t ) Cti Ct j Ni j (t0 )
用户站用户站中等长度的基线100500km相对定位精度可达106107甚至更好gps误差对两个观测站或者多个观测站同步观测相同卫星具有较强的相关性gps相对定位中的组合方式是发现这些相关性从而消除误差最好的方法组合方式有三种
第五章 GPS卫星定位基本原理
5.5 GPS绝对定位与相对定位 厦门理工学院 空间系
主要内容
• • • • • • GPS绝对定位原理 卫星几何分布精度因子 相对定位的基本概念 单差观测模型 双差观测模型 三差观测模型
一、 GPS绝对定位原理
GPS绝对定位是以地球质心为参考点，确定接收机天 线在WGS-84坐标系中的绝对位置。由于定位过程仅 需一台接收机，因此又称为单点定位。
–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
• 对在某历元同时观测的n颗卫星，其误差 方程及位置解为：
V1 l1dX m1dY n1dZ c Vt R ( 0 )1 1 c Vt S 1 (Vion )1 (Vtrop )1 V2 l2 dX m2 dY n2 dZ c Vt R ( 0 ) 2 2 c Vt S 2 (Vion ) 2 (Vtrop ) 2 ... Vn ln dX mn dY nn dZ c Vt R ( 0 ) n n c Vt S n (Vion ) n (Vtrop ) n 用矩阵形式表示： V Bx l V1 l1 V l 2 V ；B 2 . . Vn ln
GPS相对定位原理
5颗卫星
可以提高精度，并检测和删除不良的卫星信号。
6颗卫星
可以进行三差定位，并且可以在测站位置上自动 校正流动性信号。
影响GPS定位精度的因素
1
大气影响
大气层反射、折射和散射会使GPS信号产生微小误差。
2
重力变化
重力差异会导致测站坐标的微小变化，产生定位偏差。
3
卫星透视
视线障碍或卫星几何构型变形可以影响测站坐标的位置。
适用于地震和构造地质学领域的大型GPS处理。
TEQC
是一个用于GNSS数据转换和品质控制的开源软 件，适用于各种GPS应用领域。
GAMIT/GLOBK
用于高精度GPS数据处理和分析，适用于大型 科研项目和测绘项目。
数据处理流程详解
1
数据预处理
2
根据具体需求对原始数据进行碎裂、
删除、编辑等预处理。
3
GPS相对定位的计算量较小， 易于实现和处理。
GPS相对定位的限制
1 卫星遮挡
2 环境干扰
3 时钟漂移
地形和建筑物会限制卫 星信号的传播，导致 GPS信号弱或失去信号。
环境噪声和电磁干扰会 影响GPS信号质量和定 位精度。
卫星时钟不断漂移，导 致GPS信号时间误差。
可见卫星数的影响
4颗卫星
可以确定水平和垂直方向上的测站位置。
相位观测值的处理方法
静态定位
将移动站的观测值与基准站观测数据相结合， 计算基线长度和向量，最终得出测站位置。
动态定位
使用运动学和动力学原理，计算运动方程和航 迹，过程中要消除多种偏差。
Doppler观测值的处理方法
1 原理
Doppler效应是由于移动站相对于卫星而产生的频率变化，反映移动站与卫星之间的距离 变化率。
GNSS测量中的相对定位技术与绝对定位技术
GNSS测量中的相对定位技术与绝对定位技术概述：全球导航卫星系统（GNSS）是一种基于卫星定位和导航的技术体系，通过利用多颗卫星进行信号传输和接收，可以实现导航、定位和测量等功能。
在现代社会中，人们对GNSS的依赖程度越来越高，其中相对定位技术和绝对定位技术是GNSS测量中两种重要的定位方法。
本文将探讨GNSS测量中的相对定位技术和绝对定位技术的原理、应用及其优缺点。
相对定位技术：相对定位技术是指利用测量接收机和信号接收过程中的差异来实现定位的方法。
常见的相对定位技术包括载波相位差分（CPD）和伪距差分（PRD）两种。
载波相位差分（CPD）是通过测量信号在信号接收机的载波相位差异来计算位置。
此方法精度高，但需要使用复杂的算法对多路径干扰进行校正。
CPD技术主要用于高精度测量领域，如地壳运动、地形测量等。
伪距差分（PRD）是通过测量信号的接收时间和信号发射时间之差来计算位置。
与CPD相比，PRD技术的算法较简单，适用于大范围的定位应用，如车辆导航、物流追踪等。
绝对定位技术：绝对定位技术是指利用接收到的卫星定位信号，直接计算位置的方法。
常见的绝对定位技术包括全球定位系统（GPS）、伽利略卫星导航系统（Galileo）和北斗卫星导航系统（BeiDou）等。
GPS是最为广泛使用的GNSS系统之一，在全球范围内提供位置和时间信息。
通过接收到至少四颗以上的卫星信号，GPS可以实现精度较高的定位。
伽利略和北斗系统与GPS类似，但分别由欧洲和中国开发和部署。
这些系统的绝对定位技术在航空、航海、军事和智能交通等领域得到广泛应用。
相对定位技术与绝对定位技术的比较：相对定位技术和绝对定位技术在GNSS测量中各有其优缺点。
相对定位技术的优点在于其精度较高，可以实现亚米级或更高精度的测量。
相对定位技术的算法复杂且时间较长，但相比绝对定位技术的构建和维护成本要低。
绝对定位技术的优点在于其速度快，可以实时获得定位结果。
绝对定位技术的构建和维护成本较高，但相比相对定位技术，它的算法更简单易用。
GPS绝对定位与相对定位
2022/3/6
21
绝对定位精度的评价
5.几何精度因子GDOP(Geometric DOP)及其三维位置和时 间误差综合影响的中误差MG：
2022/3/6
22
绝对定位精度的评价
精度因子的数值与所测卫星的几何分布图形有 关。假设由观测站与四颗观测卫星所构成的六 面体体积为 V，则分析表明，精度因子GDOP与 该六面体体积V的倒数成正比，即：
5.5 GPS绝对定位与相对定位
2022/3/6
1
绝对定位的定义
绝对定位也称单点定位，是指在协 议地球坐标系中，直接确定观测站 相对于坐标原点（地球质心）绝对 坐标（WGS84）的一种方法。
”绝对”一词主要是为了区别相对 定位，绝对定位和相对定位在观测 方式、数据处理、定位精度以及应 用范围等方面均有原则区别。
2022/3/6
6
最小二乘法
• 比如从最简单的一次函数
y=kx+b讲起： 7
• 已知坐标轴上有些点：
6
5
(1.1,2.0),(2.1,3.2),(3,4 4
.0),(4,6),(5.1,6.0),
3 2
• 求经过这些点的图象的一次
1 0
函数关系式.
0
1
2
3
4
5
6
•当然这条直线不可能经过每一个点,我们只要做到5个 点到这条直线的距离的平方和最小即可。
在两个观测站或多个观测站同步观测相同卫星 的情况下，卫星的轨道误差、卫星钟差、接收 机钟差以及电离层和对流层的折射误差等对观 测量的影响具有一定的相关性，利用这些观测 量的不同组合(求差)进行相对定位，可有效地 消除或减弱相关误差的影响，从而提高相对定 位的精度。
何为相对定位,与gps绝对定位的比较
淮海工学院测绘112班
•Gps绝对定位单点定位，即利用GPS卫星和用户接收机之间的距离观测值直接确定用户接收机天线在wgs-84坐标系中相对于坐地球质心得绝对位置
绝对定位静态绝对定位和动态绝对定位】
•精确最高的一种定位方法：至少用两台Gps接收机，同步
卫星，确定两台接收机天线之间的相对位置
卫星
地球用户接收机
直接确定用户
接收机在WGS-84
中相对于坐标系原点
的绝对位置
（静止）（米级）用户接收机
（运动）
精度为10--40m
可以连续的在不同的历元同步观测不同的卫星，测定卫星至观测站的伪距，获得充分的多余观测值
卫星
地球
静止的接收机
两台接收机提高相对定位的精度•利用的方法：
Ti Ti+1
Ti
Ti+1
卫星k
卫星j
测站1
测站2
2.动态相对定位
•区别：1.相对定位：----两台以上接收机分别置于
–绝对定位：一个接收机就能满足
•<5mm+1ppm•D
•10 -6-10-7
•10 -8-10-。
《GPS相对定位新》PPT课件
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GPS静态相对定位的应用
❖广泛应用于 ❖大地测量 ❖各种工程控制测量 ❖精密工程测量 ❖地球自转参数测定 ❖板块运动和断层相对运动
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7．2．2 静态相对定位观测方程
❖1 基本观测量及其差分形式 ❖2 单差观测方程 ❖3 双差观测方程 ❖4 三差观测方程
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2 精度及应用
•动态相对定位能有效削弱卫星轨道误差、大气折射、卫星钟
差和接收机钟差影响，定位精度远比动态绝对定位高
•测码伪距动态相对定位可达米级相对定位精度
•测相伪距动态相对定位可达厘米级相对定位精度（测程小
于20km）
•测码伪距动态相对定位应用：车、船、飞机导航，交通管理、
地球物理勘探，海洋资源开采，航空与海洋重力测量等
❖式中， 1 ， j ， 2 k ( t i) 1 k ， 2 ( t i) 1 ， j 2 ( t )
（7-8）
N1， j2 ,k N1k， 2N1， j2
❖求双差之后，接收机钟差影响被消除，使法方程中未知数个 数大为减少，方便的解决了GPS数据处理中一个棘手问题。因 此，几乎所有GPS基线解算软件都使用双差观测模型
R 代 表 由 基 准 站
和流动站电台组
成的通讯链
动态相对定
位精法选PP示T 意图
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1 动态相对定位方法分类
•据基准站和流动站之间是否适时传输改正数据分为： •适时差分动态定位 •后处理差分动态定位
•根据动态定位时所测量的对象是伪随机噪声码还是载 波进行划分，分为
•测码伪距动态相对定位 •测相伪距动态相对定位
最新6GPS相对定位ccc汇总
6 GPS 相对定位 c c c第六章GPS相对定位GPS相对定位是利用两台GPS接收机，分别安置在基线的两端，同步观测相同的GPS卫星，以确定基线端点在协议地球坐标系中的相对位置或基线向量。
6.1静态相对定位静态相对定位一般均采用载波相位观测值(或测相伪距)为基本观测量，对中等长度的基线(100-500km)，相对定位精度可达10-6-10-7甚至更好。
观测量的线性组合假设安置在基线端点的接收机Ti(i=1,2)，对GP卫星sj和sk，于历元t1 和t2进行了同步观测，可以得到如下的载波相位观测量：1j(t1)、1j(t2) 、1k(t1) 、1k(t2)、2j(t1) 、2j(t2) 、2k(t1)、2k(t2)。
若取符号j(t)、i(t)和ij(t)分别表示不同接收机之间(站间差分)、不同卫星之间(星间差分)和不同观测历元之间(历元间差分)的观测量之差，则有：12j(t) 2(t) 1j(t)i kj(t) i k(t) i j(t)i j(t1,t2) "t2)/(tj已知载波相位观测方程为:j (t)C i j(t) f[ti⑴tj(t)]N i j(t0)C[亿(t)jT⑴]1、单差(Single-Differenee—— SD)：在不同观测站，同步观测相同卫星所得观测量之差。
观测方程：SD12j(t)2(t )1J(t)1 2(t )一 (t) ft 2(t) t 1(t)N 2(t o ) N 1j(t o )1 2l p (t)一i p (t)j 2T(t)1T(t)在上式中，卫星钟差的影响已经消除，这是单差模型的 优点。
两观测站 接收机的相对钟差，对同一历元两站接收机同步观测量所有单差的影响均为 常量。
而卫星轨道误差和大气折射误差，对两站同步观测结果的影响具有相 关性，其对单差的影响明显减弱。
如果对流层对独立观测量的影响已经根据实测大气资料利用模型进行了 修正；而电离层的影响也利用模型或双频技术进行了修正，则载波相位观测 方程中相应项，只是表示修正后的残差对相位观测量的影响。
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3、定位原理
1）设置基准站----在测区内部设 置基准站，安置接收机连续跟 踪观测 4 颗卫星； 2) 设置流动站----在运动平台上 设置接收机；
目前普遍采用的差分组合
•单差（Single-Difference——SD）:在不同观测站，同步 观测相同卫星所得观测量之差。表示为：
j(t)2 j(t) 1 j(t)
k(t)k(t2)k(t1)
2k(t2)1k(t2)2j(t2)1j(t2) 2k(t1)1k(t1)2j(t1)1j(t1)
三差
所以，上述式子主要是为了消除以下影响： 单差方程式：消除卫星钟差的影响 双差方程式：消除了接收机钟差的影响 三差方程式：方程右端的未知数只有观测站T2 的 坐标，消除了整周未知数的影响
单差
•双差（Double-Difference——DD）：在不同观测站，同
步观测同一组卫星，所得单差之差。符号表示为： k ( t ) k ( t ) j ( t ) 2 k ( t ) 1 k ( t ) 2 j ( t ) 1 j ( t )
双差
•三差（Triple-Difference——TD）：于不同历元，同步 观测同一组卫星，所得观测量的双差之差。表达式为：
基 准站的实时位置。
2、分类：动态相对定位根据观测量的不同，分为以测码伪距为观测量的动 态相对定位，以测相伪距为观测量的动态相对定位。
测码伪距动态相对定位：目前实时定位精度为米级。以相对定位原理为基础 的实时差分GPS可有效减弱卫星误差、钟差、大气折射误差以及SA政策影 响，定位精度远远高于测码伪距动态绝对定位。 测相伪距动态相对定位：是预先初始化或动态解算载波相位郑整周未知数为 基础的一种高精度动态相对定位法，目前较小范围内（小于20km）,定位 精度达1-2cm。
5.优点 •消除或减弱一些具有系统性误差的影响 ，如卫星轨道误差、钟差和大气折射误差 等。
•减少平差计算中未知数的个数。 6.缺点
静态相对定位的观测每个点需要30分 钟以上，而且数据需要测后处理，因此无 法进行导航。
A
B
动态相对定位
1、定义：用一台接收机安置在基准站上固定不动，另一台接收机安置在运 动载体上，两台接收机同时观测相同卫星，以确定运动点相对与
相对定位可以消除或减弱一些具有系统性误差
的影响，如卫星轨道误差、钟差和大气折射误差等， 而绝对定位受卫星轨道误差，钟同步误差及信号传 播误差等因素的影响，精度只能达到米级。因此相 对定位方法是当前GPS测量定位中精度最高的一种 方法，在大地测量、精密工程测量、地球动力学研 究和精密导航等精度要求较高的测量工作中被普遍 采用。
GPS相对定位与绝对定 位
什么是相对定位？
相对定位是利用两台GPS接收机，分别安置在
基线的两端，同步观测相同的GPS卫星，以确定基
线在协议地球收机安置在若干条
基线的端点，通过同步观测GPS卫星，以确定多条
基线向量。
s1
s2
s3
s4
T1
T2
谢
观
谢
看
绝对定位简介
GPS绝对定位原理： GPS绝对定位也叫单点定位，即利用GPS卫星和用
户接收机之间的距离观测值直接确定用户接收机天线在 WGS-84坐标系中相对于坐标原点——地球质心的绝对 位置。绝对定位又分为静态绝对定位和动态绝对定位。
绝对定位的特点： 1、定位精度受卫星轨道误差、钟差和信号传播误差等 因素的影响。尽管可以通过一定的模型进行削弱，但是 残差仍不可忽视，因此精度低，远不能满足精密大地测 量的求； 2、只需一台接收机观测卫星进行定位，定位原理、设 备和操作过程简单、方便。常用于精度要求不高的运动 载体的导航。
相对定位的分类
静态相对定位
1.定义 用两台接接收机分别安置在基线的两个端点， 其位置静止不动，同步观测相同的4颗以上卫星，确 定两个端点在协议地球坐标系中的相对位置，这就 叫做静态相对定位。 2.定位原理 在一个范围不大的区域内，同步观测相同的卫 星，卫星的轨道误差、卫星钟钟差、接收机钟差以 及电离层和对流层的折射误差等，对观测量的影响 具有一定的相关性，利用观测量的不同线性组合， 进行相对定位，就可以有效地减弱上述误差对定位 的影响。
3.定位精度 □ <5mm+1ppm•D □ 广播星历 □ 10-6-10-7 □ 精密星历 □ 10-8-10-9
4.定位特点 □ 在观测过程中，接收机固定不动，这样可以通过连续观 测取得足够多的多余观测数据，提高定位精度。 □ 一般采用载波相位观测值作为基本观测量。载波频率大、 波长短，测量精度远高于测码伪距测量。 □ 为提高精度，一般将观测值进行求差，形成新的观测值 （虚拟观测值），以此消除卫星的轨道误差、卫星钟钟差、 接收机钟差以及电离层和对流层的折射误差等的影响。