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1、1,第5章 距离测量与GPS定位,刘智敏 山东科技大学,2,第5章 距离测量与GPS定位,5.1 利用测距码测定卫地距 5.2 载波相位测量 5.3 单差、双差、三差观测值 5.4 其他一些常用的线性组合观测值 5.5 周跳的探测及修复 5.6 整周模糊度的确定 5.7 单点定位 5.8 相对定位 5.9 网络RTK及CORS 5.10 差分GPS,3,4,5,概 述,当今的卫星定位GNSS(Global Navigation Satellites System)技术正向着实时、高精度、高可靠性的方向发展，网络化、集中式的数据服务（Data Service）是这些技术的典型特征。 定位技术的领
2、域界限逐渐变得模糊，随着理论的不断完善，各种定位方法相互融合，趋向统一。 定位技术的发展越来越多地依赖于计算机、无线通信、网络等的技术发展，它的技术发展呈现出多元化和学科交叉的特点。,6,卫星定位技术的发展,非差相位精密单点定位 （PPP）,网络RTK技术,伪距单点定位,伪距差分定位,载波静态定位,绝对定位,相对定位,常规RTK,广域差分定位,定位技术 -X,第一代,第二代,第三代,第四代,7,GPS定位平面精度谱,绝对,差分,相位观测值,码观测值,SPS标准定位服务 PPS精密定位服务 SA 选择可用性,测量（静态）,（+1ppm）,载波相位 RTK导航,伪距/载波相位浮动解,相位平滑伪距D
3、GPS,伪距DGPS,PPS,SPS（无SA）,SPS（有SA）,GPS观测精度分布谱,定位方法,8,什么是差分GPS（DGPS Differential GPS） 基本思路：利用设于坐标已知的参考站，计算各类改正数 影响GPS测量定位的误差,9,什么是差分GPS（DGPS Differential GPS） 误差的特性 卫星轨道误差：影响大小与测站位置有关，距离较近时，影响大小相近（误差的空间位置相关性） 卫星钟差：影响大小与测站无关 大气折射（电离层、对流层折射）：影响具有空间位置相关性 SA：Epsilon可以归于卫星轨道误差，Dither可归于卫星钟差 多路径：于测站有关，测站间无关
4、差分GPS 基准站（Reference/Base Station）与流动站（Mobile/Rover Station） 差分改正数,10,什么是差分GPS（DGPS Differential GPS）,差分GPS系统的构成,11,差分GPS的类型 位置（坐标）差分与距离（伪距）差分 位置改正数 位置改正数的确定 缺陷 要求参考站和流动站所观测的卫星完全相同 距离改正数 距离改正数的确定：计算距离 观测距离,12,差分GPS的类型 局域差分与广域差分 局域差分GPS（LADGPS Local Area DGPS） 基准站作用距离：数百公里 特点：计算出 广域差分GPS（WADGPS Wide A
5、rea DGPS） 基准站作用距离：数千公里 特点：将各项误差分离出来，建立误差与位置的关系 分离出的误差：卫星轨道、卫星钟差 建立误差与位置的关系模型：大气折射,13,差分GPS的类型 增强型的差分GPS系统 伪卫星（Pseudolites） LAAS 局域增强系统 Local Area Augmentation System 应用领域：机场，着陆系统 WAAS 广域增强系统 Wide Area Augmentation System 连续运行参考站（CORS）,14,RTK Real Time Kinametic（实时动态差分） 系统构成 参考站 流动站 数据链 应用,15,国内、外应用范
6、例,1、香港GPS永久参考站网络,16,2、新加坡VRS参考站网络,17,3、一个典型的基准站网络 瑞士,瑞士全境及建站选点：,18,网络RTK的关键技术,利用多个基准站观测数据对电离层、对流层、观测误差的误差模型进行优化 利用多个基准站已知坐标和观测数据快速确定某类整周模糊度值，然后进一步确定误差模型的精细结构 利用上述误差模型和整周模糊度寻找确定流动站的误差修正的算法 利用修正后的流动站观测值和基准站坐标固定流动站整周模糊度 快速、实时性解算技术，结果精度和可靠性的检验,19,相对定位的方式,20,相对定位的方式,21,广域差分GPS系统,工作原理 对GPS观测量的误差源加以区分，并对每一个误差源分别加以“模型化”，然后将计算出来的每一个误差源的误差修正值（差分改正值），通过数据通讯链传输给用户，对用户GPS接收机的观测值误差加以改正，以达到削弱这些误差源影响，改善用户GPS定位精度的目的。 增强广域差分系统 WAAS Wide Area Augment System 利用同步卫星,22,广域差分GPS系统,23,广域差分GPS系统,24,广域差分GPS系统,25,小结,名词 网络RTK；CORS；WADGPS；WAAS；LADGPS；LAAS 不同方法的使用范围、精度等特点,