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1、第四章第四章 GPS伪距丈量定位伪距丈量定位主讲人主讲人: :张海涛张海涛4.1 观观丈量丈量几何几何间隔隔星站星站间的真的真实间隔。隔。伪距距由接由接纳机机观测的的带有有钟差的星站差的星站间隔。隔。码相位相位观测，得，得测码伪距；距；载波相位波相位观测，得，得测相相伪距。距。观丈量：丈量：伪距。距。1 测测距方法距方法双程测距双程测距用于电磁波用于电磁波测距仪测距仪单程测距单程测距用于用于GPS2测测距距码码C/A码测距时有模糊度码测距时有模糊度P码码信号传播时间3测测距距码测码测距距间隔测定的根本思绪间隔测定的根本思绪信号测距码传播时间的测定信号测距码传播时间的测定信号传播时间的测定信号传
2、播时间的测定4 伪伪距距l由于由于GPS采用单程测距原理，实践观测的站采用单程测距原理，实践观测的站星间隔均含有卫星钟和接纳机钟同步差的影星间隔均含有卫星钟和接纳机钟同步差的影响伪距，卫星钟差可根据导航电文中给响伪距，卫星钟差可根据导航电文中给出的有关钟差参数加以修正，而接纳机的钟出的有关钟差参数加以修正，而接纳机的钟差普通难以预料。差普通难以预料。符号商定：符号商定：tj(GPS)为卫星为卫星sj发射信号时的理想发射信号时的理想GPS时辰；时辰；ti(GPS)为接纳机为接纳机Ti收到该卫星信号时的理想收到该卫星信号时的理想GPS时辰；时辰；tj为卫星为卫星sj发射信号时的卫星钟时辰；发射信号
3、时的卫星钟时辰；ti为接纳机为接纳机Ti收到该卫星信号时的接纳机钟时辰；收到该卫星信号时的接纳机钟时辰； tij为卫星信号到达观测站的传播时间；为卫星信号到达观测站的传播时间； tj为卫星钟相对理想为卫星钟相对理想GPS时的钟差；时的钟差； ti为接纳机钟相对理想为接纳机钟相对理想GPS时的钟差。时的钟差。那么有那么有 tj= tj(GPS)+ tj， ti= ti(GPS)+ ti 信号从卫星传播到观测站的时间为信号从卫星传播到观测站的时间为 tij=ti-tj= ti(GPS) - tj(GPS)+ ti- tj 假设卫星至观测站的几何间隔为假设卫星至观测站的几何间隔为 ijij，在忽略大
4、气影响，在忽略大气影响的情况下可得相应的伪距：的情况下可得相应的伪距： 当卫星钟与接纳机钟严厉同步时，上式所确定的伪距当卫星钟与接纳机钟严厉同步时，上式所确定的伪距即为站星几何间隔。即为站星几何间隔。 通常通常GPSGPS卫星的钟差可从卫星发播的导航电文中获卫星的钟差可从卫星发播的导航电文中获得，经钟差矫正后，各卫星之间的时间同步差可坚持得，经钟差矫正后，各卫星之间的时间同步差可坚持在在20ns20ns以内。假设忽略卫星钟差影响，并思索电离层、以内。假设忽略卫星钟差影响，并思索电离层、对流层折射影响，可得测码伪距观测方程的常用方式对流层折射影响，可得测码伪距观测方程的常用方式4.2 定位方法定
5、位方法根据根据观丈量的性丈量的性质，测码定位和定位和测相定位相定位根据天根据天线所所处的形状分的形状分为静静态定位和定位和动态定位定位动态定位定位以以为接接纳机相机相对于地面是运于地面是运动的。的。静静态定位定位以以为接接纳机相机相对于地面静止不于地面静止不动。根据丈量的方式，分根据丈量的方式，分为绝对定位和相定位和相对定位定位绝对定位定位求求测站点相站点相对于地心的坐于地心的坐标；相相对定位定位求求测站点相站点相对于某知点的坐于某知点的坐标增量增量差分定位：差分定位：在基准点上在基准点上观测求得大气折射等求得大气折射等矫正，并及正，并及时发送送给流流动站，流站，流动站用收到的站用收到的矫正数
6、正数对观测数据数据进展展矫正，得准确点位。正，得准确点位。基于测码的静态绝对定位方法基于测码的静态绝对定位方法1 绝对绝对定位定位绝对定位也称单点定位，是指在协议地球坐标系中，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。坐标的一种方法。 1 绝对绝对定位定位根本原理：根本原理： 以以GPS卫星和用户接纳机天线之间的间隔或间隔卫星和用户接纳机天线之间的间隔或间隔差观丈量为根底，根据知的卫星瞬时坐标，来确差观丈量为根底，根据知的卫星瞬时坐标，来确定接纳机天线所对应的点位，即观测站的位置。定接纳机天线所对应的点位，即观测站的位置。 1 绝对绝对定位定位根本原理：根本原理： GPS绝对定位方法的本质是丈量学中的空间间隔后绝对定位方法的本质是丈量学中的空间间隔后方交会。原那么上观测站位于以方交会。原那么上观测站位于以3颗卫星为球心，颗卫星为球心，相应间隔为半径的球与观测站所在平面交线的交点相应间隔为半径的球与观测站所在平面交线的交点上。上。回想回想
