6-1伪距差分定位原理(课堂)课件.ppt

1、12本次课主要内容本次课主要内容3GPSGPS绝对定位精度的变化绝对定位精度的变化这是为什么哪？这是为什么哪？4误差类型误差类型绝对绝对定位定位DGPSDGPS间距（间距（kmkm）3030100100300300500500卫星钟差卫星钟差卫星星历误差卫星星历误差大气延迟：电离层延迟大气延迟：电离层延迟大气延迟：对流层延迟大气延迟：对流层延迟绝对定位和差分定位时的误差估值绝对定位和差分定位时的误差估值 单位：米单位：米3.03.02.42.44.04.00.40.40 0 0 0 0 0 0 0 0 0.04 0.13 0.22 0 0.04 0.13 0.22 0 0.73 1.25 1.

2、60 0 0.73 1.25 1.60 0 0.40 0.40 0.40 0 0.40 0.40 0.40 为什么差分定位可以提高定位精度？为什么差分定位可以提高定位精度？5ASV1SV2SV3SV4B6参数说明：参数说明：X Xi i,Y,Yi i,Z,Zi i:表示点精确坐标；表示点精确坐标；x xi i,y,yi i,z,zi i:表示观测坐标；表示观测坐标；x,x,y,y,z z:表示精确坐标与观测坐标之差。表示精确坐标与观测坐标之差。7ASV1SV2SV3SV4BX XA A-x-xA A=x xA AX XB B-x-xB B=x xB B各类误差中除多路径效应外，对相距不太远的两

3、各类误差中除多路径效应外，对相距不太远的两测站影响基本相同。测站影响基本相同。x xA A x xB B8X XB B=X=XA A x xA A+x+xB B待求量待求量已知量已知量观测量观测量是不是进行差分定位时必须有一个站架设在已是不是进行差分定位时必须有一个站架设在已知点上哪？知点上哪？同理：同理：Y YB B =Y=YA A y yA A+y+yB B Z ZB B =Z=ZA A z zA A+z+zB B差分差分GPSGPS的基本原理的基本原理 利用基准站测定具有空间相关性的误差或其对测量利用基准站测定具有空间相关性的误差或其对测量定位结果的影响，供流动站改正其观测值或定位结果。

4、定位结果的影响，供流动站改正其观测值或定位结果。91.1.根据时效性根据时效性实时差分实时差分事后差分事后差分3.3.根据观测值类型根据观测值类型伪距差分（伪距差分（RTDRTD）载波相位差分（载波相位差分（RTKRTK）2.2.根据差分改正数根据差分改正数位置差分（坐标差分）位置差分（坐标差分）距离差分距离差分4.4.根据工作原理和差分模型根据工作原理和差分模型局域差分（局域差分（LADGPS LADGPS Local Area DGPS Local Area DGPS）单基准站差分单基准站差分多基准站差分多基准站差分广域差分（广域差分（WADGPS WADGPS Wide Area DGP

5、S Wide Area DGPS）10PSV1SV4PSV2SV3P P:基准点单点定位位置。基准点单点定位位置。P:P:基准点已知位置。基准点已知位置。由于各种误差影响由于各种误差影响P P与与P P一般不一般不重合重合。即为位置差分中的改正数矢量。即为位置差分中的改正数矢量。空间直角坐标空间直角坐标:(:(X,X,Y,Y,Z Z）T T大地坐标大地坐标:(:(B,B,L,L,H H）T TPP位置差分时基准站将位置差分时基准站将 播发给用户。播发给用户。PP11设参考站S0的已知坐标：000,ZYXGPS卫星坐标值：jjjZYX,）参考站至GPS卫星的实际距离 2020200)()()(Z

6、ZYYXXjjjj参考站上的GPS接收机测量星、站之间的伪距为j 0 伪距改正数为 jjj000伪距改正数的变化率为 tdjj0012参考站的数据链将 和 发送给用户接收机，用户接收机利用伪距 再加上数据链接收到的伪距改正数，便可以求出改正后的伪距。j0jd0ji)()()()(0ttdtttjijijiji，用户坐标（X(t),Y(t),Z(t)）计算公式：iijijijjiVttctZtZtYtYtXtXt)()()()()()()()(222)(ttiV：用户接收机钟相对于参考站接收机钟的钟差：用户接收机噪声 13差分改正计算的数学模型简单差分改正计算的数学模型简单;差分数据的数据量少差

7、分数据的数据量少;基准站与流动站要求观测完全相同的一组卫星。基准站与流动站要求观测完全相同的一组卫星。位置差分位置差分差分改正计算的数学模型较复杂差分改正计算的数学模型较复杂;差分数据的数据量较多差分数据的数据量较多;基准站与流动站不要求观测完全相同的一组卫星。基准站与流动站不要求观测完全相同的一组卫星。伪距差分伪距差分141.单基准站局域差分单基准站局域差分基准基准站站数据通讯数据通讯链链流动站流动站（用户）（用户）15 在一定的观测时间内，一台或几台接收机分别在在一定的观测时间内，一台或几台接收机分别在一个或几个测站上，一直保持跟踪观测卫星，其它接收一个或几个测站上，一直保持跟踪观测卫星，

8、其它接收机在这些测站的一定范围内流动作业，这些固定测站称机在这些测站的一定范围内流动作业，这些固定测站称为参考站，也称基准站。为参考站，也称基准站。参考站点位选择参考站点位选择1.1.视野开阔，周围无高度超过视野开阔，周围无高度超过1010度的障碍物；度的障碍物；2.2.周围无信号反射物，以减少多路径干扰；周围无信号反射物，以减少多路径干扰；3.3.地面稳固，易于点的保存；地面稳固，易于点的保存；4.4.远离微波塔、电视发射塔、雷达电视，手机信号发射天线等；远离微波塔、电视发射塔、雷达电视，手机信号发射天线等；大型电磁辐射源大型电磁辐射源200200米外，要远离高压输电线路、通讯线路米外，要远

9、离高压输电线路、通讯线路5050米外。米外。16 RTKRTK系统中参考站和流动站的系统中参考站和流动站的GPSGPS接收机通过数据链进接收机通过数据链进行通信联系。因此参考站与流动站系统都设有数据链。行通信联系。因此参考站与流动站系统都设有数据链。组成组成信号调制器信号调制器 信号发射器信号发射器 发射天线发射天线17v流动站（流动站（Roving StationRoving Station）流动站是在参考站的一定范围内流动作业，并流动站是在参考站的一定范围内流动作业，并实时提供三维坐标的接收机。实时提供三维坐标的接收机。18特点特点优点优点：结构、模型简单：结构、模型简单缺点缺点：差分范围

10、小，精度随距基准站距离的：差分范围小，精度随距基准站距离的 增加而下降，可靠性低增加而下降，可靠性低 小范围内的差分定位工作小范围内的差分定位工作19特点特点优点：优点：差分精度高、可靠性高，差分范围增大差分精度高、可靠性高，差分范围增大结构结构 基准站（多个）、数据通讯链和用户。基准站（多个）、数据通讯链和用户。工作原理工作原理 各基准站独立进行观测，分别计算差分改正各基准站独立进行观测，分别计算差分改正数并向外发播。数并向外发播。缺点：缺点：差分范围仍然有限，模型不完善差分范围仍然有限，模型不完善20v结构结构 基准站（多个）、数据通讯链和用户基准站（多个）、数据通讯链和用户v差分改正数的

11、计算方法差分改正数的计算方法v与普通差分不相同与普通差分不相同 普通差分考虑的是误差的综合影响普通差分考虑的是误差的综合影响 广域差分对各项误差加以分离，建立广域差分对各项误差加以分离，建立各自的改正模型各自的改正模型v用户根据自身的位置，对观测值进行改正用户根据自身的位置，对观测值进行改正21v特点特点 优点：优点：差分精度高差分精度高缺点：缺点：系统结构复杂、建设费用高系统结构复杂、建设费用高差分范围大差分范围大差分精度与距离无关差分精度与距离无关22v 网络网络RTKRTK技术技术v 是指在一定区域内建立多个参考站，对该地区构成网是指在一定区域内建立多个参考站，对该地区构成网状覆盖，并进

12、行连续跟踪观测，通过这些站点组成卫星定状覆盖，并进行连续跟踪观测，通过这些站点组成卫星定位观测值的网络解算，获取覆盖该地区和该时间段的位观测值的网络解算，获取覆盖该地区和该时间段的RTKRTK改正参数，用于该区域内改正参数，用于该区域内RTKRTK测量用户进行实时测量用户进行实时RTKRTK改正的改正的定位方式。定位方式。v 网络网络RTKRTK代表代表:虚拟参考站技术（虚拟参考站技术（VRSVRS）区域改正参数法（区域改正参数法（FKPFKP）主辅站技术（主辅站技术（MACMAC）、）、综合误差内插技术（综合误差内插技术（CBICBI）23VRSVRS技术技术 VRS VRS技术是德国技术是

13、德国TerrasatTerrasat公司于公司于19991999年推出，经过几年年推出，经过几年的提高完善已形成实用化、商品化的技术和软件系统，后为的提高完善已形成实用化、商品化的技术和软件系统，后为美国天宝（美国天宝（TrimbleTrimble）公司所用。）公司所用。FKPFKP技术技术由德国由德国Geo+Geo+公司推出公司推出 MACMAC技术技术是由徕卡测量系统公司与是由徕卡测量系统公司与Geo+Geo+公司一起推出公司一起推出CBICBI由武汉大学由武汉大学GPSGPS中心于中心于20022002年推出年推出 24 （CORSCORS -Continously Operating

14、Reference-Continously Operating Reference StationStation，），）vCORSCORS是利用全球导航卫星系统（是利用全球导航卫星系统（GNSSGNSS）、）、计算机计算机、数据通信数据通信和和互联网络互联网络等技术，在一个城市、一个地等技术，在一个城市、一个地区或一个国家范围内，根据需求按一定距离间隔，区或一个国家范围内，根据需求按一定距离间隔，建立长年连续运行的若干个固定建立长年连续运行的若干个固定GNSSGNSS参考站组成的参考站组成的网络系统。网络系统。CORSCORS系统是网络系统是网络RTKRTK系统的基础设施，在此基础上就系统的基础设施，在此基础上就可以建立起各种类型的网络可以建立起各种类型的网络RTKRTK系统。系统。CORSCORS与网络与网络RTKRTK关系：关系：25敬请批评指导敬请批评指导 谢谢！谢谢！