6.GPS绝对定位20120918.ppt
《6.GPS绝对定位20120918.ppt》由会员分享,可在线阅读,更多相关《6.GPS绝对定位20120918.ppt(30页珍藏版)》请在得力文库 - 分享文档赚钱的网站上搜索。
1、主要内容主要内容6 61 1 绝对定位概述绝对定位概述6 62 2 动态绝对定位动态绝对定位6 63 3 静态绝对定位静态绝对定位 6 64 4 可视卫星个数及其空间分布对定位的影响可视卫星个数及其空间分布对定位的影响 第六章第六章 GPSGPS绝对定位绝对定位61绝对定位概述绝对定位概述 GPS绝绝对对定定位位也也叫叫单单点点定定位位,即即利利用用GPS卫卫星星和和用用户户接接收收机机之之间间的的观观测测值值直直接接确确定定用用户户接接收收机机天天线线在在WGS-84坐坐标标系系中中相相对对于坐标原点(地球质心)的绝对位置于坐标原点(地球质心)的绝对位置按接收机运动状态分为按接收机运动状态分
2、为:静态绝对定位静态绝对定位:在绝对定位过程中,接收机处于相对静止状态:在绝对定位过程中,接收机处于相对静止状态动态绝对定位动态绝对定位:在绝对定位过程中,接收机天线处于运动状态:在绝对定位过程中,接收机天线处于运动状态根据观测量不同,可分为根据观测量不同,可分为:测码伪距绝对定位测码伪距绝对定位载波相位测量(测相伪距)绝对定位载波相位测量(测相伪距)绝对定位6 62 2 动态绝对定位动态绝对定位 v6 62 21 1 测码伪距动态绝对定位测码伪距动态绝对定位 v6 62 22 2 载波相位测量动态绝对定位载波相位测量动态绝对定位6 62 21 1 测码伪距动态绝对定位测码伪距动态绝对定位 v
3、在在动动态态绝绝对对定定位位情情况况下下,接接收收机机处处于于运运动动状状态态,待待定定点点的的位位置置是是实实时时变变化化的的。每每个个待待定定点点一一般般只只能能获获得得一一个个历历元元的的观测值观测值v对对一一个个测测站站点点,只只要要获获得得一一个个观观测测历历元元4 4颗颗卫卫星星的的观观测测值值,便可唯一求得该测站点的坐标便可唯一求得该测站点的坐标必要观测必要观测v如果大余如果大余4 4颗卫星,存在多余观测值,则可进行平差计算颗卫星,存在多余观测值,则可进行平差计算v1 1 没有多余观测时的定位模型没有多余观测时的定位模型v2 2 存在多余观测时的定位模型存在多余观测时的定位模型
4、1 1 没有多余观测时的定位模型没有多余观测时的定位模型 v假假定定观观测测历历元元t t,有有4 4颗颗卫卫星星的的伪伪距距观观测测量量,并并修修正正了了大大气气折折射和卫星钟差影响,测码伪距观测方程可表达为:射和卫星钟差影响,测码伪距观测方程可表达为:或或(6-26-2)v将观测方程线性化,可得:将观测方程线性化,可得:(6-36-3)v其中,其中,表示测,表示测站(站(坐标初始值坐标初始值)到卫星的距离)到卫星的距离4线性化观测方程的简化线性化观测方程的简化作如下变换,将四元一次方程组简化,令作如下变换,将四元一次方程组简化,令则方程(则方程(6-36-3)变为:)变为:(6-46-4)
5、解方程,得到未知参数唯一解解方程,得到未知参数唯一解:(6-5)未知参数的解及其估值未知参数的解及其估值则未知数向量的估值为则未知数向量的估值为:(6-6)在观测方程线性化时略去了二次微小量,引入一个在观测方程线性化时略去了二次微小量,引入一个模型误差模型误差(线性化误差线性化误差)。如果测站坐标初始值()。如果测站坐标初始值()不够精)不够精确,可能带来无法忽略的影响。确,可能带来无法忽略的影响。解算过程有时需要迭代进行,用解算过程有时需要迭代进行,用dZdZ改正后的值作为新的初始值改正后的值作为新的初始值重新进行计算,迭代过程收敛很快,一般迭代重新进行计算,迭代过程收敛很快,一般迭代2 2
6、3 3次即可次即可没有多余观测时所获得的定位结果,精度和可靠性都不如有多没有多余观测时所获得的定位结果,精度和可靠性都不如有多余观测的情况,在实际过程中应尽量设法避免余观测的情况,在实际过程中应尽量设法避免2 2 存在多余观测时的定位模型存在多余观测时的定位模型*以目前GPS卫星星座的配置,任意测站上可见GPS卫星在412颗间,多数情况下都超过四颗。这意味着存在多余观测,可进行平差计算。利用(5-32)式构成误差方程:(6-7)其中j4,Vi(t)表示观测值的改正数向量如果观测值之间相互独立,并且精度相等,则可用最小二乘法原理构成法方程:(6-8)有多余观测时未知参数的改正值及估值未知参数估值
7、可表示为:未知参数估值可表示为:(6-9)解法方程可得未知参数的改正值(6-106-10)解的精度估计为解的精度估计为:其中其中从而得到测站坐标向量的估值(、),它的精度分别用协方差阵主对角线元素、表示6 62 22 2 载波相位测量动态绝对定位载波相位测量动态绝对定位v根据载波相位测量观测方程根据载波相位测量观测方程v仿仿照照测测码码伪伪距距误误差差方方程程线线性性化化形形式式(5-305-30),可可得得测测相相伪伪距观测方程线性化形式为:距观测方程线性化形式为:(6-13)(6-146-14)化简(6-166-16)载波相位测量的误差方程载波相位测量的误差方程载波相位测量的误差方程为:载
8、波相位测量的误差方程为:(6-176-17)其中,其中,l与与测测码码伪伪距距观观测测方方程程相相比比,多多了了一一个个未未知知数数 ,设设有有j j颗颗卫卫星观测值,则该历元有星观测值,则该历元有4+j4+j个未知参数个未知参数(6-186-18)l如不能预先知道或如不能预先知道或在运动中实时求解整在运动中实时求解整周未知数,测相伪距周未知数,测相伪距绝对定位将无法得到绝对定位将无法得到动态实时解动态实时解设设起起始始历历元元整整周周未未知知数数预预先先已已知知,且且GPSGPS在在整整个个定定位位中中始始终终保保持持对对卫卫星星的的连连续续跟跟踪踪,则则 变变为为一一个个已已知知量量。方方
9、程程(6-186-18)可简化为:可简化为:载波相位测量的动态绝对定位模型就与测码伪距的定位模型载波相位测量的动态绝对定位模型就与测码伪距的定位模型(6-76-7)几乎一样,解算结果与精度估计也完全类似,只要)几乎一样,解算结果与精度估计也完全类似,只要 ,就可获得唯一的动态实时解,就可获得唯一的动态实时解从观测精度讲,测相伪距高于测码伪距,从观测精度讲,测相伪距高于测码伪距,如用载波相位观测如用载波相位观测量进行动态绝对定位,可获得量进行动态绝对定位,可获得分米级分米级至至厘米级水平定位精度厘米级水平定位精度(6-196-19)载波相位测量动态绝对定位中接收机的初始化载波相位测量动态绝对定位
10、中接收机的初始化载载波波相相位位测测量量动动态态绝绝对对定定位位过过程程中中,GPSGPS开开机机后后,一一般般要要静止至少静止至少1 13min3min完成接收机的初始化,两个目的:完成接收机的初始化,两个目的:(1 1)锁定卫星信号)锁定卫星信号(2 2)固定整周模糊度)固定整周模糊度一一般般地地,初初始始化化后后如如有有卫卫星星信信号号失失锁锁,只只要要未未失失锁锁卫卫星星个个数不少于数不少于4 4颗,依然可实现载波相位测量的动态绝对定位颗,依然可实现载波相位测量的动态绝对定位运运动动载载体体在在运运动动过过程程中中很很难难作作到到始始终终保保持持对对卫卫星星的的有有效效跟跟踪,因此,目
11、前动态绝对定位主要依靠踪,因此,目前动态绝对定位主要依靠测码伪距测码伪距实现实现6 63 3 静态绝对定位静态绝对定位 qq静静静静态态态态绝绝绝绝对对对对定定定定位位位位:接接接接收收收收机机机机天天天天线线线线处处处处于于于于静静静静止止止止状状状状态态态态下下下下,确确确确定定定定观观观观测站绝对位置的定位方法测站绝对位置的定位方法测站绝对位置的定位方法测站绝对位置的定位方法qq静静静静态态态态绝绝绝绝对对对对定定定定位位位位中中中中,同同同同一一一一个个个个测测测测站站站站、在在在在不不不不同同同同历历历历元元元元连连连连续续续续地地地地同同同同步步步步观观观观测测测测不不不不同同同同
12、卫卫卫卫星星星星,测测测测定定定定卫卫卫卫星星星星至至至至观观观观测测测测站站站站的的的的伪伪伪伪距距距距,获获获获得得得得充充充充分分分分多的多余观测量,有助于提高定位精度多的多余观测量,有助于提高定位精度多的多余观测量,有助于提高定位精度多的多余观测量,有助于提高定位精度 qq6 6 6 63 3 3 31 1 1 1 测码伪距静态绝对定位测码伪距静态绝对定位测码伪距静态绝对定位测码伪距静态绝对定位 qq6 6 6 63 3 3 32 2 2 2 载波相位测量静态绝对定位载波相位测量静态绝对定位载波相位测量静态绝对定位载波相位测量静态绝对定位 6 63 31 1 测码伪距静态绝对定位测码伪
13、距静态绝对定位 利利用用伪伪距距观观测测量量进进行行静静态态绝绝对对定定位位时时,通通过过在在不不同同历历元元连连续续观观测测不不同同卫卫星星,测测定定卫卫星星到到观观测测站站的的伪伪距距,获获得得充充分分多多的的多多余余观测量,然后利用伪距测量的观测方程进行求解观测量,然后利用伪距测量的观测方程进行求解思路:思路:列出一个观测历元观测列出一个观测历元观测j颗卫星的误差方程颗卫星的误差方程列出列出n个历元、观测个历元、观测j颗卫星的误差方程颗卫星的误差方程解算误差方程解算误差方程6 63 32 2 载波相位测量静态绝对定位载波相位测量静态绝对定位 载载波波相相位位测测量量静静态态绝绝对对定定位
14、位与与载载波波相相位位测测量量的的动动态态绝绝对对定定位位不不同同,动动态态绝绝对对定定位位在在每每个个测测站站只只有有一一个个历历元元的的观观测测数数据,而静态绝对定位却可有多个历元的观测数据据,而静态绝对定位却可有多个历元的观测数据载载波波相相位位测测量量静静态态绝绝对对定定位位的的定定位位模模型型的的列列立立和和观观测测方方程的解算与测码伪距静态绝对定位思路一样程的解算与测码伪距静态绝对定位思路一样首先列出一个观测历元时的误差方程首先列出一个观测历元时的误差方程然后列出然后列出n个历元时的误差方程个历元时的误差方程解算误差方程解算误差方程采采用用载载波波相相位位观观测测量量,观观测测精精
- 配套讲稿:
如PPT文件的首页显示word图标,表示该PPT已包含配套word讲稿。双击word图标可打开word文档。
- 特殊限制:
部分文档作品中含有的国旗、国徽等图片,仅作为作品整体效果示例展示,禁止商用。设计者仅对作品中独创性部分享有著作权。
- 关 键 词:
- GPS 绝对 定位 20120918
限制150内