全球定位系统原理绝对定位原理课件

动态绝对定位原理
i j 0 ( t ) { X j ( t ) [ X i 0 ] 2 [ Y j ( t ) Y i 0 ] 2 [ Z j ( t ) Z i 0 ] 2 } 1 2
• 由此可得
mi2(t) mi3(t) mi4(t)
ni2(t) ni3(t) ni4(t)
1Yi 11Zii
• 或写为 • 式中
ai(t)Zili(t)0
i cti(t)
li(t) L1i(t) L2i (t) L3i(t) L4i (t)T
Lij(t)~ri j(全t)球定位系i统j0(原t理)绝对定位原理
全球定位系统原理绝对定位原理
动态绝对定位原理
• 若取观测站坐标的初始（近似）向量为Xi0=(X0 Y0 Z0)T， 改正数向量为Xi=(X Y Z)iT，则线性化取至一次微 小项后得
~ ri1(t) i10(t) li1(t) mi1(t) ni1(t) 1Xi
~ ~ rr~ riii423(((ttt)))iii342000(((ttt)))llliii423(((ttt)))
~ rij(t)ij(t)cti(t)
•或
~ r ij(t) |ρ j(t) ρ i| cti(t)
全球定位系统原理绝对定位原理
动态绝对定位原理
• j(t)=[Xj(t) Yj(t) Zj(t)]T为卫星sj在协议地球坐标系中的 瞬时空间直角坐标向量
• i=[Xi Yi Zi]T为观测站Ti在协议地球坐标系中的空间直 角坐标向量。
动态绝对定位原理
• 1.测码伪距动态绝对定位法
• 如果于历元t观测站至所测卫星之间的伪距已经经过卫 星钟差改正：
~ ij ij c ti( t) i jI g ( t) i jT ( t)
•取
~ r ij(t) ~ ij(t) i jIg (t) i jT (t)
• 则测码伪距观测方程可写为
• 为了确定观测站坐标和接收机钟差，至少需要4个伪距 观测量。假设任一历元t由观测站Ti同步观测4颗卫星分 别为j=1,2,3,4，则有4个伪距观测方程
~ri 1(t) | ρ1(t) ρi | cti (t) ~ri 2(t) | ρ2 (t) ρi | cti (t) ~ri 3(t) | ρ3(t) ρi | cti (t) ~ri 4(t) | ρ4 (t) ρi | cti (t)
GPS观测方程及线性化
（X,Y,Z）和δtu 是四个待求参数，需观测几颗卫星？
1342RR R R1342AAA A1342tt1tt342llll1432
m1 m2 m3 m4
n1 n2 n3 n4
1dX
1dY
1dZ
1tu
LBx xB1L
X0dXX0 Y0 dYY0 Z0dZZ0 tu0tu tu0 需作迭代计算 问题：最初始的近似坐标如何确定？
全球定位系统原理绝对定位原理
位置的概念
全球定位系统原理绝对定位原理
位置的概念
如何获取地球上任何一点的绝对位置（WGS84）？
全球定位系统原理绝对定位原理
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。
全球定位系统原理绝对定位原理
后方交会原理
Sat1 User
全球定位系统原理绝对定位原理
Sat2 Sat3 Sat4源自几何原理r2 r1
r 1X 1 X 2 Y 1 Y 2 Z 1 Z 2
r3
r 2X 2 X 2 Y 2 Y 2 Z 2 Z 2
r 3X 3 X 2 Y 3 Y 2 Z 3 Z 2
还有一个隐含的条件： X2Y2Z2 Rearth < 阈值
全球定位系统原理绝对定位原理
GPS站星距离测量原理 ？ 问题：距离观测量 ＝ R X S X 2 Y S Y 2 Z S Z 2
t (t t ) s
u 全球定位系统原理绝对定位原理
GPS观测方程
伪距观测量 c t c c(tu ts)
问题：既然τ是真实的信号传播时间，那么c∙τ是不
是卫星和观测点间的真实距离 R 呢？
V T PV s4
问题：需要进行迭代计算吗？
全球定位系统原理绝对定位原理
分类
绝对定位可根据天线所处的状态分为动态绝 对定位和静态绝对定位。无论动态还是静态， 所依据的观测量都是所测的站星伪距。
根据观测量的性质，伪距有测码伪距和测相 伪距，绝对定位相应分为测码伪距绝对定位 和测相伪距绝对定位。
全球定位系统原理绝对定位原理
GPS定位技术与方法 第五章 GPS绝对定位
全球定位系统原理绝对定位原理
GPS绝对（单点）定位原 理
全球定位系统原理绝对定位原理
讲授内容
➢测码伪距绝对定位方法与定位模型 ➢测相伪距绝对定位方法与定位模型 ➢绝对定位精度评价 ➢GPS测时基本原理 ➢GPS测速基本原理
全球定位系统原理绝对定位原理
位置的概念(参照物坐标 系)
全球定位系统原理绝对定位原理
观测多颗卫星的单点定位方程
vvv12slll 12s m m m 12s nnn 12s 1 1 1d d dtuZ Y X R R R12s A A A1s2 ttt1s21s2
VB xL 权阵 P
xˆBTPB 1BTPL 0
Dxˆxˆ 0 2BTPB 1
Ionosphere
cRA
R A ctsctu
TropospheUreser
i XiX2YiY2ZiZ2 Aictictu
全球定位系统原理绝对定位原理
GPS观测方程及线性化
i X i X 2 Y i Y 2 Z i Z 2 A i c t i c t u
Xi,Yi,Zi、 t i 和 A 如何计算？
（X,Y,Z）和δtu 是待求参数
将上述方程在近似坐标（X0 ,Y0 ,Z0 , δtu0 ）处展开：
dX
i Ri li mi ni 1ddYZAi ti
tu
R iX i X 0 2 Y i Y 0 2 Z i Z 0 2
li
Xi X0 Ri
mi
Yi Y0 Ri
ni
Zi
Z0 Ri
全球定位系统原理绝对定位原理