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1、第第6 6章章 GPSGPS定位基本原理定位基本原理12章节内容章节内容p6.1 观测值观测值的的线线性性组组合合p6.2 周跳的探周跳的探测测及修复及修复p6.3 整周模糊度的确定整周模糊度的确定p6.4 单单点定位点定位p6.5 相相对对定位定位p6.6 差分差分GPS3观测值的线性组合观测值的线性组合 1概述概述-观测值观测值的线性组合的线性组合p同类型同频率观测值的线性组合同类型同频率观测值的线性组合目的目的：消除卫星钟差、接收机钟差、确定整周模消除卫星钟差、接收机钟差、确定整周模 糊度糊度p同类型不同频率观测值的线性组合同类型不同频率观测值的线性组合目的目的：消除电离层延迟、确定整周
2、糊度消除电离层延迟、确定整周糊度p不同类型双频观测值的线性组合不同类型双频观测值的线性组合目的目的：消除电离层延迟、确定整周糊度消除电离层延迟、确定整周糊度46.1.1同同类型同频率类型同频率相位观测值的相位观测值的线性组合线性组合p按差分方式可分为按差分方式可分为:n站间差分站间差分n星间差分星间差分n历元间差分历元间差分p按差分次数可分为：按差分次数可分为：n一次差一次差n二次差二次差n三次差三次差5p差分观测值的定义差分观测值的定义n将相同频率的将相同频率的GPS载波相位观测值依据某种方式求载波相位观测值依据某种方式求差所获得的新的组合观测值（虚拟观测值）差所获得的新的组合观测值（虚拟观
3、测值）p差分观测值的特点差分观测值的特点n可以消去某些不重要的参数，或将某些对确定待定可以消去某些不重要的参数，或将某些对确定待定参数有较大负面影响的因素消去或消弱其影响参数有较大负面影响的因素消去或消弱其影响p求差方式求差方式n站间求差站间求差n卫星间求差卫星间求差n历元间求差历元间求差6.1.1同同类型同频率类型同频率相位观测值的相位观测值的线性组合线性组合6原始载波相位观测值原始载波相位观测值6.1.1同类型同频率同类型同频率相位观测值的线性组合相位观测值的线性组合7与接收机无关与卫星无关空间相关性强空间相关性强不随时间变化站间求差（站间差分）站间求差（站间差分）p求差方式求差方式n同步
4、观测值在接收机间求差同步观测值在接收机间求差p数学形式数学形式p特点特点n消除了卫星钟差影响消除了卫星钟差影响n削弱了电离层折射影响削弱了电离层折射影响n削弱了对流层折射影响削弱了对流层折射影响n削弱了卫星轨道误差的影响削弱了卫星轨道误差的影响6.1.1同类型同频率同类型同频率相位观测值的线性组合相位观测值的线性组合8星间求差（星间差分）星间求差（星间差分）p求差方式求差方式n同步观测值在卫星间求差同步观测值在卫星间求差p数学形式数学形式p特点特点n消除了消除了接收机钟差接收机钟差的影响的影响6.1.1同类型同频率同类型同频率相位观测值的线性组合相位观测值的线性组合9历元间求差（历元间差分）历
5、元间求差（历元间差分）p差分方式差分方式 n观测值在间历元求差观测值在间历元求差p数学形式数学形式p特点特点n消去了消去了整周未知整周未知数参数数参数6.1.1同类型同频率同类型同频率相位观测值的线性组合相位观测值的线性组合10单差、双差和三差单差、双差和三差p单差：站间一次差分单差：站间一次差分p双差：站间、星间各求一次差（共两次差）双差：站间、星间各求一次差（共两次差）p三差：站间、星间和历元间各求一次差（三次差）三差：站间、星间和历元间各求一次差（三次差）单差双差三差6.1.1同类型同频率同类型同频率相位观测值的线性组合相位观测值的线性组合11采用差分观测值的缺陷（求差法的缺陷）采用差分
6、观测值的缺陷（求差法的缺陷）p数据利用率低数据利用率低n只有只有同步数据同步数据才能进行差分才能进行差分p引入引入基线矢量基线矢量替代了位置矢量替代了位置矢量p差分观测值间具有了差分观测值间具有了相关性相关性，使处理问题复杂，使处理问题复杂化化n参数估计时，观测值的权阵参数估计时，观测值的权阵p某些参数无法求出某些参数无法求出n某些信息在差分观测值中被消除某些信息在差分观测值中被消除6.1.1同类型同频率同类型同频率相位观测值的线性组合相位观测值的线性组合12 L1的特性的特性 L2的特性的特性6.1.2同类型同类型不同不同频率频率相位观测值的线性组合相位观测值的线性组合13不同频率的载波不同
7、频率的载波(L1,L2)(L1,L2)相位观测值相位观测值p两个不同频率的载波两个不同频率的载波(L1,L2)相位观测值间线性相位观测值间线性组合的一般形式组合的一般形式 n,m6.1.2同类型同类型不同不同频率频率相位观测值的线性组合相位观测值的线性组合14 n,mn,m的特性的特性6.1.2同类型同类型不同不同频率频率相位观测值的线性组合相位观测值的线性组合156.1.2同类型同类型不同不同频率频率相位观测值的线性组合相位观测值的线性组合16p宽巷组合观测值（宽巷组合观测值（Wide-lane）（n=1,m=-1）n形式形式n特点特点n模糊度保持整数特性模糊度保持整数特性n波长较长，模糊度
8、容易确定波长较长，模糊度容易确定n测距精度略低测距精度略低n应用应用n在动态定位时，通常用此观测值在动态定位时，通常用此观测值n辅助确定辅助确定Iono-free组合观测值的模糊度组合观测值的模糊度6.1.2同类型同类型不同不同频率频率相位观测值的线性组合相位观测值的线性组合17p窄巷组合观测值（窄巷组合观测值（Narrow-lane）（n=1,m=1）n形式形式n特点特点n模糊度保持整数特性模糊度保持整数特性n波长短，模糊度较难确定波长短，模糊度较难确定n测距精度高测距精度高n应用应用n辅助确定辅助确定Iono-free组合观测值的模糊度组合观测值的模糊度6.1.2同类型同类型不同不同频率频
9、率相位观测值的线性组合相位观测值的线性组合18p无电离层影响组合观测值（无电离层影响组合观测值（Iono-free）n形式形式n特点特点n模糊度不具有整数特性模糊度不具有整数特性n电离层折射延迟为电离层折射延迟为0n应用应用n长基线解算长基线解算n电离层活跃期或活跃地区基线的解算电离层活跃期或活跃地区基线的解算p不同类型不同类型双频双频观测值间的线性组合观测值间的线性组合p不同类型不同类型单频单频观测值间的线性组合观测值间的线性组合6.1.3不同类型不同类型观测值的线性组合观测值的线性组合196.1.3不同类型不同类型观测值的线性组合观测值的线性组合201. 1. 不同类型不同类型双频双频观测
10、值间的线性组合观测值间的线性组合6.1.3不同类型不同类型观测值的线性组合观测值的线性组合211. 1. 不同类型不同类型双频双频观测值间的线性组合观测值间的线性组合6.1.3不同类型不同类型观测值的线性组合观测值的线性组合221. 1. 不同类型不同类型双频双频观测值间的线性组合观测值间的线性组合6.1.3不同类型不同类型观测值的线性组合观测值的线性组合232. 2. 不同类型不同类型单频单频观测值间的线性组合观测值间的线性组合6.1.3不同类型不同类型观测值的线性组合观测值的线性组合2425周跳的探测及修复周跳的探测及修复26.2.1整整周跳变（周跳周跳变（周跳 Cycle Slips）-
11、 - 重点重点p在某一特定时刻的在某一特定时刻的载波相位观测值载波相位观测值为为p如果在观测过程接收机保持对卫星信号的连续跟踪，如果在观测过程接收机保持对卫星信号的连续跟踪，则则整周模糊度整周模糊度 将保持不变，将保持不变，整周计数整周计数 也将保持连续，但当由于某种原因使接收机无法保也将保持连续，但当由于某种原因使接收机无法保持对卫星信号的连续跟踪时，在卫星信号重新被锁持对卫星信号的连续跟踪时，在卫星信号重新被锁定后，定后， 将发生变化，而将发生变化，而 也不会也不会与前面的值保持连续，这一现象称为与前面的值保持连续，这一现象称为整周跳变整周跳变。周跳T266.2.2产生产生周跳的原因周跳的
12、原因p信号被遮挡，导致卫星信号无法被跟踪信号被遮挡，导致卫星信号无法被跟踪p仪器故障，导致差频信号无法产生仪器故障，导致差频信号无法产生p卫星信号信噪比过低，导致整周计数错误卫星信号信噪比过低，导致整周计数错误p接收机在高速动态的环境下进行观测，导致接接收机在高速动态的环境下进行观测，导致接收机无法正确跟踪卫星信号收机无法正确跟踪卫星信号p卫星瞬时故障，无法产生信号卫星瞬时故障，无法产生信号276.2.3 周周跳的特点跳的特点p只影响整周计数只影响整周计数 周跳为波长的整数倍周跳为波长的整数倍p将影响从周跳发生时刻（历元）之后的所有观将影响从周跳发生时刻（历元）之后的所有观测值测值周跳T周跳将
13、使周跳发生后的所有观测值包含相同的周跳将使周跳发生后的所有观测值包含相同的整周计数整周计数错误错误286.2.4解决解决周跳问题的方法周跳问题的方法p探测与修复探测与修复n设法找出周跳发生的时间和大小设法找出周跳发生的时间和大小p参数法参数法n将周跳标记出来，引入周跳参数，进行解算将周跳标记出来，引入周跳参数，进行解算296.2.5 周跳的探测、修复方法周跳的探测、修复方法p屏幕扫描法屏幕扫描法n方法：人工在屏幕上观察方法：人工在屏幕上观察观测值曲线的变化是否连观测值曲线的变化是否连续。续。n特点特点n费时、只能发现大周跳费时、只能发现大周跳n由于原始的载波观测值由于原始的载波观测值变化很快，
14、通常观察的变化很快，通常观察的是某种观测值的组合，是某种观测值的组合，如如 306.2.5 周跳的探测、修复方法周跳的探测、修复方法31p高次差法的原理（难点）高次差法的原理（难点）n由于卫星和接收机间的距离在不断变化，因而载波由于卫星和接收机间的距离在不断变化，因而载波相位测量的观测值相位测量的观测值N0+Int() +Fr()也随时间在不断也随时间在不断变化。变化。n但这种变化应是有规律的，平滑的。周跳将破坏这但这种变化应是有规律的，平滑的。周跳将破坏这种规律性。种规律性。n对于对于GPS卫星而言，当求至四次差时，其值已趋向卫星而言，当求至四次差时，其值已趋向于零。残留的四次差主要是由于零
15、。残留的四次差主要是由接收机的钟误接收机的钟误差等因差等因素引起的。素引起的。序号序号ni一次差一次差二次差二次差三次差三次差四次差四次差30464623.158111210.0672398.68591.12811.379131475833.225111608.753132487441.9784399.814012008.56712.507233499450.5455402.3212100.579512410.888398.072334511861.4338304.2489300.963912715.1372202.891635*524576.5710507.1405300.272113222
16、.277797.380536*537798.8487409.760099.578113632.03772.197637*551430.8864411.957614043.995138*565474.88176.2.5周跳的探测、修复方法周跳的探测、修复方法 （续）（续）p高次差法的问题（难点）高次差法的问题（难点）n接收机钟差对此方法有效性的影响接收机钟差对此方法有效性的影响n克服接收机钟差影响的方法克服接收机钟差影响的方法 卫星间求差卫星间求差336.2.5 周跳的探测、修复方法周跳的探测、修复方法 （续）（续）p高次差法的问题（难点）高次差法的问题（难点）n即使发现相位观测值中存在数周的不
17、规则变化，也即使发现相位观测值中存在数周的不规则变化，也很难判断是否存在周跳。很难判断是否存在周跳。n所以所以双差观测值双差观测值被广泛采用。被广泛采用。346.2.5 周跳的探测、修复方法周跳的探测、修复方法p多项式拟合法：多项式拟合法：n为了便于用计算机计算，常采用多项式拟合的方法。为了便于用计算机计算，常采用多项式拟合的方法。即根据即根据n个相位测量观测值拟合一个个相位测量观测值拟合一个n阶多项式，据阶多项式，据此多项式来预估下一个观测值并与实测值比较，从此多项式来预估下一个观测值并与实测值比较，从而来发现周跳并修正整周计数。而来发现周跳并修正整周计数。n这种方法实质上和上面介绍的高次差
18、法是相像的，这种方法实质上和上面介绍的高次差法是相像的，但便于计算。但便于计算。35由正确计数部分，求多项式中各待定系数ai(i=0,1,2,3,4)，然后依次向后递推（即令i=1，2，3，4，5；），直至求得发生周跳的观测值的正确数值 为止 6.2.5周跳的探测、修复方法周跳的探测、修复方法 （续）（续）p多项式拟合法的应用特点多项式拟合法的应用特点n由于四次差或五次差一般巳呈偶然误差特性，无法由于四次差或五次差一般巳呈偶然误差特性，无法再用函数来加以拟合，所以用多项式拟合时通常也再用函数来加以拟合，所以用多项式拟合时通常也只需取至只需取至45阶即可。阶即可。n观测值可以是真正的（非差）相位
19、观测值，也可以观测值可以是真正的（非差）相位观测值，也可以是经线性组合后的虚拟观测值：单差观测值和双差是经线性组合后的虚拟观测值：单差观测值和双差观测值。观测值。366.2.5周跳的探测、修复方法周跳的探测、修复方法p残差法残差法n方法方法n根据平差后的残差，进根据平差后的残差，进行周跳的探测与修复行周跳的探测与修复n特点特点n可以发现小周跳可以发现小周跳载波相位双差观测值的残差图载波相位双差观测值的残差图37p采用何种方法应根据实际情况而定。一般在开始时采用较简采用何种方法应根据实际情况而定。一般在开始时采用较简便精度不高的方法发现和修复大周跳，然后用精度较高的公便精度不高的方法发现和修复大
20、周跳，然后用精度较高的公式寻找并修复小周跳，并通过残差来加以检验。式寻找并修复小周跳，并通过残差来加以检验。p整整周跳变与周跳变与接收机的质量接收机的质量和和观测条件观测条件密切相关，必须从选择密切相关，必须从选择机型、选点、组织观测时就注意，以便获得一组质量较好的机型、选点、组织观测时就注意，以便获得一组质量较好的观测值，这是观测值，这是解决周跳的根本途径解决周跳的根本途径。p一一组包含了大量周跳的质量很差的观测数据，想单纯依靠内组包含了大量周跳的质量很差的观测数据，想单纯依靠内业处理的方法加以修复以获取高精度的结果，几乎是不可能业处理的方法加以修复以获取高精度的结果，几乎是不可能的。的。因
21、此，决不能因为存在用内业方法修复周跳的可能性而因此，决不能因为存在用内业方法修复周跳的可能性而放松放松外业观测要求外业观测要求。386.2.5周跳的探测、修复方法周跳的探测、修复方法39整周模糊度的确定整周模糊度的确定36.3.1整整周未知数（整周模糊度周未知数（整周模糊度 Ambiguity）40p按按解解算算时时间间长长短短划划分分：经经典典静静态态相相对对定定位位法法和和快快速速解算法。解算法。n经经典典静静态态相相对对定定位位法法：将将其其作作为为待待定定量量，在在平平差差计计算算中中求求解，为提高解的可靠性，所需观测时间较长。解，为提高解的可靠性，所需观测时间较长。n快快速速解解算算
22、法法包包括括：交交换换天天线线法法、P P码码双双频频技技术术、滤滤波波法法、搜搜索索法法和和模模糊糊函函数数法法等等，所所需需观观测测时时间间较较短短，一一般般为为数数分分钟。钟。p按按接收机状态接收机状态区分；静态法和动态法。区分；静态法和动态法。n前述的快速算法，虽然观测时间很短，仍属静态法前述的快速算法，虽然观测时间很短，仍属静态法n动动态态法法是是在在接接收收机机载载体体的的运运动动过过程程中中确确定定整整周周未未知知数数的的方方法。法。6.3.2整周未知数解算方法分类整周未知数解算方法分类416.3.3 静态相对定位中常用的几种方法静态相对定位中常用的几种方法p待定参数法待定参数法
23、-经典方法经典方法1）取整法）取整法2）置信区间法）置信区间法X XNiNi为模糊度的实数解为模糊度的实数解m mXNiXNi= =s s0 0(Q(QNiNiNiNi) )1/21/2为该参数的中误差为该参数的中误差置信区间为置信区间为X XNiNi- - b bm mXNiXNi，X XNiNi+ + b bm mXNiXNib b b b x xt t(f,(f,/2/2),),根据自由度（根据自由度（f=n-u)f=n-u)和置信水平（和置信水平（1-1-），），从从t t分布的数值表中查取分布的数值表中查取。如：如： f=2500,1-=99.9%, b =3.28,XNi=8.05
24、,mXNi=0.76整数解在置信区间之内。整数解在置信区间之内。3）模糊函数法）模糊函数法42 6.3.3 静态相对定位中常用的几种方法静态相对定位中常用的几种方法p整数解整数解 ：基本方法基本方法n1)求初始解求初始解确定基线向量的实数解和整周未知数的实数解确定基线向量的实数解和整周未知数的实数解n2)将整周模糊度固定为整数将整周模糊度固定为整数n3) 求固定解求固定解p实数解实数解 ：基线较长，误差相关性减弱，初始解的误差将基线较长，误差相关性减弱，初始解的误差将随之增大，从而使模糊度参数很难固定，整数随之增大，从而使模糊度参数很难固定，整数化的意义不大。化的意义不大。 436.3.4 快
25、速快速定位中常用的方法定位中常用的方法p走走停停和快速静态定位法是两种走走停停和快速静态定位法是两种具有代表性的快速定位法。具有代表性的快速定位法。确定整周未知数的方法：确定整周未知数的方法：p走走停停法（走走停停法（Stop and Go）n已知基线法已知基线法n交换天线法交换天线法p快速静态定位法快速静态定位法n快速模糊度解算法（快速模糊度解算法（FARA）44p将已修复周跳、剔除粗差后的双差载波相位观将已修复周跳、剔除粗差后的双差载波相位观测值组成法方程式，然后将已知的基线向量代测值组成法方程式，然后将已知的基线向量代入法方程式并求解模糊度参数，最后再用取整入法方程式并求解模糊度参数，最
26、后再用取整法或置信区间法将求得的实数模糊度固定为整法或置信区间法将求得的实数模糊度固定为整数。数。6.3.4 快速快速定位中常用的定位中常用的方法方法- -已知基线法已知基线法45p原理：在观测之前，先在基准站附近原理：在观测之前，先在基准站附近5-10m5-10m处选择一个天线交换处选择一个天线交换点，将两台接收机天线分别安置在该基线两端，同步观测点，将两台接收机天线分别安置在该基线两端，同步观测2-82-8个个历元后，相互交换天线，并继续观测若干历元；最后将两天线历元后，相互交换天线，并继续观测若干历元；最后将两天线恢复到原来位置。恢复到原来位置。n此时固定站与天线交换点之间的基线向量视为
27、起始基线向量，利用天线此时固定站与天线交换点之间的基线向量视为起始基线向量，利用天线交换前后的同步观测量，求解基线向量，进而确定整周未知数。交换前后的同步观测量，求解基线向量，进而确定整周未知数。21 Sj(t1)Sk(t1)1Sj(t2)Sk(t2)2T1T2T1T26.3.4 快速快速定位中常用的定位中常用的方法方法- -交换天线法交换天线法466.3.4 快速快速定位中常用的定位中常用的方法方法- -交换天线法交换天线法47p1990年年E. Frei和和G. Beutler提出了一种快速解算整周未提出了一种快速解算整周未知数的方法（知数的方法（fast ambiguity resolu
28、tion approachFARA）。）。p基本思想是：基本思想是：n以数理以数理统计统计理理论论的参数估的参数估计计和假和假设检验为设检验为基基础础，n利用初始平差的解向量（点的坐利用初始平差的解向量（点的坐标标和整周未知数的和整周未知数的实实数解）数解）及其精度信息（方差与及其精度信息（方差与协协方差和方差和单单位位权权中中误误差），确定在某差），确定在某一置信区一置信区间间整周未知数可能的整数解的整周未知数可能的整数解的组组合，合，n然后将整周未知数的每一然后将整周未知数的每一组组合作合作为为已知已知值值，重复，重复进进行平差行平差计计算，其中使估算，其中使估值值的的验验后方差（或方差和
29、）后方差（或方差和）为为最小的一最小的一组组整周整周未知数就是所搜索的整周未知数的最佳估未知数就是所搜索的整周未知数的最佳估值值。6.3.4 快速快速定位中常用的定位中常用的方法方法-FARA-FARA48p当观测时间减为几分钟时，初始平差解出的整当观测时间减为几分钟时，初始平差解出的整周未知数实数解的均方差（）会达到周未知数实数解的均方差（）会达到23周，周，当置信水平当置信水平（1）99.9%时，所确定的置时，所确定的置信水平区间中的整周未知数个数信水平区间中的整周未知数个数CN将多达将多达1020个。个。2024/8/10496.3.4 快速快速定位中常用的定位中常用的方法方法-FARA
30、-FARAp假假设设观观测测的的卫卫星星数数nj=6,则则双双差差分分平平差差模模型型的的整整周周未未知知数数的整数解的可能组合数为的整数解的可能组合数为（双频观测则加倍双频观测则加倍） 6.3.5 动态动态定位中常用的方法定位中常用的方法p初始化法初始化法运动载体处于静止状态时与地面基准站一起通运动载体处于静止状态时与地面基准站一起通过过“初始化初始化”来确定整周模糊度，然后运动载来确定整周模糊度，然后运动载体开始运动，进行定位。体开始运动，进行定位。p实时解算模糊度的方法实时解算模糊度的方法506.3.6 实时实时解算模糊度的方法解算模糊度的方法p确定搜索区域确定搜索区域n坐标搜索法坐标搜
31、索法n模糊度搜索法模糊度搜索法p可采用的方法可采用的方法n模糊度函数法模糊度函数法n最小二乘模糊度搜索法最小二乘模糊度搜索法nFARA法法n快速模糊度搜索滤波法快速模糊度搜索滤波法nLAMBDA法法5152精密单点定位精密单点定位46.4.16.4.1精密单点定位（精密单点定位（PPPPPP） 概念概念p精密单点定位精密单点定位(PPP Precise Point Positioning)n指得是利用指得是利用载波相位观测值载波相位观测值以及以及IGS等组织提供的等组织提供的高高精度的卫星星历精度的卫星星历及及卫星钟差卫星钟差来进行高精度来进行高精度单点定位单点定位的方法。的方法。n特点特点n
32、主要观测值为载波相位主要观测值为载波相位n采用精密的卫星轨道和钟数据采用精密的卫星轨道和钟数据n采用复杂的模型采用复杂的模型n定位精度定位精度n亚分米级亚分米级n用途用途n全球高精度测量全球高精度测量n卫星定轨卫星定轨5354IGS组织（组织（International GNSS Service)6.4.1 精密单点定位（精密单点定位（PPP） 概念概念55pGPS satellite ephemerides（GPS卫星星历）卫星星历） pGLONASS satellite ephemerides （GLONASS星历）星历）pEarth rotation parameters （地球自转参数
33、）（地球自转参数）pIGS tracking station coordinates and velocities（站站坐标和速度）坐标和速度） pGPS satellite and IGS tracking station clock information （卫星钟和跟踪站原子钟信息）（卫星钟和跟踪站原子钟信息）pZenith tropospheric path delay estimates （天天顶顶对对流层延迟参数）流层延迟参数）pGlobal ionospheric maps （全球电离层变化图）（全球电离层变化图）6.4.2 精密单点定位（精密单点定位（PPP） IGS的产品的产
34、品56星历类型精度延迟时间更新率采样间隔广播星历200cm / 7ns实时预报星历(P)10cm/ 5ns实时一天四次15min预报星历(O)5cm / 0.2ns3小时一天四次15min快速星历5cm / 0.1ns17小时每天一次15min/5min事后星历5cm / 0.1ns13天每周发布15min/5min6.4.3 精密单点定位（精密单点定位（PPP） 星历产品的精度星历产品的精度5758p卫星轨道卫星轨道 精密产品精密产品p卫星钟差卫星钟差 精密产品精密产品p对流层对流层 待估待估p电离层电离层 Ionospheric free 组合组合p接收机钟差接收机钟差 待估待估p接收机噪
35、声接收机噪声 - 总体的噪声总体的噪声p多路径噪声多路径噪声 6.4.4 精密单点定位（精密单点定位（PPP） 误差改正模型误差改正模型6.4.5 精密单点定位（精密单点定位（PPP） 难点难点p非差相位的周跳探测非差相位的周跳探测 Blewitt方法方法p正确处理各项改正正确处理各项改正p参数的估计方法：参数的估计方法：n参数太多参数太多n参数的个数动态变化参数的个数动态变化pZTD的估计方法的估计方法p定位解算的收敛时间定位解算的收敛时间p软件的稳健性、容错性和可靠性软件的稳健性、容错性和可靠性5960p单机定位单机定位p非差模型非差模型p载波相位定位载波相位定位p精度高精度高p不受作用距
36、离限制不受作用距离限制6.4.6 精密单点定位（精密单点定位（PPP） 技术特点技术特点61p不需要架设不需要架设基准台站基准台站；p单台接收机实现高精度的静态、动态定位；单台接收机实现高精度的静态、动态定位；n作业机动灵活作业机动灵活n节约用户成本节约用户成本n提高作业效率提高作业效率p直接得到最新直接得到最新ITRF框架的三维地心坐标框架的三维地心坐标 (ITRF2005)；p获取绝对天顶对流层延迟参数（获取绝对天顶对流层延迟参数（ZTD）；）；p多系统集成（多系统集成（GPS+GLONASS+Galileo=G3)。6.4.7 精密单点定位（精密单点定位（PPP） 优势优势62p大地测量
37、大地测量p地形测量地形测量p水利水电水利水电p海洋测量海洋测量p航空摄影航空摄影p地震测量地震测量p精细农业精细农业p地籍测量地籍测量p机械控制机械控制p资源保护资源保护p城市规划城市规划p交通工程交通工程p航空导航航空导航p建筑设备制导和控制建筑设备制导和控制p石油物探石油物探p国土资源调查国土资源调查pGIS数据采集数据采集p水道测量和挖掘系统水道测量和挖掘系统p船舶自动引导船舶自动引导p.6.4.8 精密单点定位（精密单点定位（PPP） 应用领域应用领域63phttp:/www.ga.gov.au/bin/gps.pl (AUSPOS)http:/www.ga.gov.au/bin/gp
38、s.pl (AUSPOS)phttp:/milhouse.jpl.nasa.gov/ag/ (Auto GIPSY)http:/milhouse.jpl.nasa.gov/ag/ (Auto GIPSY)phttp:/sopac.ucsd.edu/processinhttp:/sopac.ucsd.edu/processin（Auto Bernese)Auto Bernese)phttp:/gcmd.nasa.gov/index.html (NASA)http:/gcmd.nasa.gov/index.html (NASA)phttp:/www.geod.nrcan.gc.ca/index/p
39、roducts/services/ppp.htmhttp:/www.geod.nrcan.gc.ca/index/products/services/ppp.html (NRCan)l (NRCan)phttp:/www.ngs.noaa.gov/OPUS/ http:/www.ngs.noaa.gov/OPUS/ OnlineOnlinePositioningPositioningUserUserServiceService6.4.9 精密单点定位（精密单点定位（PPP） 网址网址64精密星历和全球站数据的获取地址精密星历和全球站数据的获取地址 p精密星历和全球站的数据获取地址：精密星历和全
40、球站的数据获取地址：nftp:/ garner.ucsd.edu 或或 igscb.jpl.nasa.govp精密星历精密星历nigs*#.sp3：事后精密星历（延迟：事后精密星历（延迟13天）；天）； nigr*#.sp3：快速精密星历（延迟：快速精密星历（延迟17小时）；小时）；nigu*#.sp3 (igp*#.sp3): 实时预报精密星历；实时预报精密星历；nigs*#.sum: 卫星状态数据。卫星状态数据。n其中：其中：*为为GPS周；周；从从1980年年1月月6日子夜零点日子夜零点(UTC)起算起算n #为星期日的序号（如为星期日的序号（如0，1，2，3，4，5，6）65相对定位相
41、对定位56.5.1 6.5.1 概述概述p定义定义n确定进行同步观测的接收机之间相对位确定进行同步观测的接收机之间相对位置的定位方法，称为相对定位。置的定位方法，称为相对定位。p定位结果定位结果n与所用星历同属一坐标系的基线向量与所用星历同属一坐标系的基线向量（坐标差）及其精度信息（坐标差）及其精度信息n采用广播星历时属采用广播星历时属WGS-84n采用采用IGS International GPS Service精密星历精密星历时为时为ITRF International Terrestrial Reference Framen基线向量中含有：基线向量中含有：2个方位基准（一个个方位基准（一
42、个水平方法，一个垂直方位）和水平方法，一个垂直方位）和1个尺度个尺度基准，不含有位置基准基准，不含有位置基准666.56.5.1 .1 概述概述p特点特点n优点：定位精度高优点：定位精度高n缺点：缺点：n多台接收共同作业，作业复杂多台接收共同作业，作业复杂n数据处理复杂数据处理复杂n不能直接获取绝对坐标不能直接获取绝对坐标p应用应用n高精度测量定位及导航高精度测量定位及导航相对定位相对定位676.56.5.2 .2 观测方程观测方程p非差观测方程非差观测方程p单差观测方程单差观测方程p双差观测方程双差观测方程686.56.5.3 .3 各种误差对相对定位结果的影响各种误差对相对定位结果的影响p
43、卫星轨道误差卫星轨道误差 削弱削弱p卫星钟差卫星钟差 消除消除p大气折射误差大气折射误差 削弱削弱p接收机钟差接收机钟差 消除消除p接收机天线相位中心偏差和变化接收机天线相位中心偏差和变化 消除消除696.56.5.4 .4 相对定位的类型相对定位的类型p静态定位静态定位n普通静态定位普通静态定位n快速静态定位快速静态定位nGo and Stopn快速确定整周未知数快速确定整周未知数p动态定位动态定位n动态定位中整周未知数的确定动态定位中整周未知数的确定n静态初始化静态初始化n动态初始化（动态初始化（OTF）n实时动态定位（实时动态定位（RTK Real Time Kinematic）n单基准
44、站单基准站RTKn多基准站多基准站RTK（网络（网络RTK）70p数据处理数据处理探测修复周跳，剔除粗差观测值，获得一组探测修复周跳，剔除粗差观测值，获得一组“干净的干净的”相位观测值。相位观测值。组成法方程式，确定整周模糊度。组成法方程式，确定整周模糊度。将整周模糊度作为已知值带回法方程，此时将整周模糊度作为已知值带回法方程，此时法方程中的未知数个数将十分有限，可方便法方程中的未知数个数将十分有限，可方便地解得基线向量。地解得基线向量。716.56.5.4.4相对定位的类型相对定位的类型 - - 静态相对定位静态相对定位6.56.5.4.4相对定位的类型相对定位的类型 - - 静态相对定位静
45、态相对定位p特点及应用特点及应用n静静态态相相对对定定位位由由于于观观测测时时间间长长，各各种种误误差差消消除除得得比比较充分，因而定位精度高。较充分，因而定位精度高。n长长距距离离高高精精度度GPS静静态态相相对对定定位位的的精精度度已已达达10-810-9 量级，短距离的定位精度也可达量级，短距离的定位精度也可达mm级。级。n这这种种定定位位方方式式被被广广泛泛用用于于：建建立立和和维维持持各各种种参参考考框框架架，测测定定极极移移、日日常常变变化化，测测定定板板块块运运动动、地地壳壳形形变变，布布设设各各种种控控制制网网及及进进行行高高精精度度的的控控制制测测量量、变变形监测。形监测。7
46、26.5.46.5.4相对定位的类型相对定位的类型 - - 动态相对定位动态相对定位p利用安置在基准点和运动载体上的利用安置在基准点和运动载体上的GPS接收机所进行的接收机所进行的同步观测资料来确定运动载体相对于基准点的位置同步观测资料来确定运动载体相对于基准点的位置（即两者之间的基线向量）的工作称为（即两者之间的基线向量）的工作称为动态相对定位动态相对定位。p静静-动相对定位动相对定位p动动-动相对定位动相对定位736.5.46.5.4相对定位的类型相对定位的类型 - - 动态相对定位动态相对定位（1）特点：）特点： -每个历元的基线向量（位置）不尽相同，一般采每个历元的基线向量（位置）不尽
47、相同，一般采取按历元逐个进行解算取按历元逐个进行解算 -未知数的个数总是多于观测方程的个数，因此，未知数的个数总是多于观测方程的个数，因此，法方程总是秩亏的法方程总是秩亏的（2）模糊度的解算方法）模糊度的解算方法 -初始化法初始化法 -模糊度在航解算（模糊度在航解算（OTF）746.5.46.5.4相对定位的类型相对定位的类型 - - 动态相对定位动态相对定位p按历元解算，由于观测时间短，误差消除不够充分，按历元解算，由于观测时间短，误差消除不够充分，故定位精度一般比静态定位差，其典型的定位精度为故定位精度一般比静态定位差，其典型的定位精度为cmdm级级p考虑到载体的运动一般是有规律的，所以在
48、动态定位考虑到载体的运动一般是有规律的，所以在动态定位中虽然不能通过重复观测来提高定位精度，但通常可中虽然不能通过重复观测来提高定位精度，但通常可通过平滑或滤波方法来消除或消弱噪声，从而提高动通过平滑或滤波方法来消除或消弱噪声，从而提高动态定位的精度。态定位的精度。p应用：单纯的动态定位、姿态测量、导航、武器制导、应用：单纯的动态定位、姿态测量、导航、武器制导、地面车辆监控等。地面车辆监控等。756.5.46.5.4相对定位的类型相对定位的类型 - - 准动态定位准动态定位p“走走停停走走停停” ” 法，法，Go and Stopp在迁站过程中需保持对卫星的连在迁站过程中需保持对卫星的连续跟踪
49、续跟踪p连续跟踪是为了将初始化中所确连续跟踪是为了将初始化中所确定的整周模糊度原封不动地传递定的整周模糊度原封不动地传递至下一个待定点。至下一个待定点。76pReal Time Kinematic（RTK）776.5.46.5.4相对定位的类型相对定位的类型 实时动态定位实时动态定位78差分差分GPS66.6.16.6.1概述概述p差差分分GPS产产生生的的诱诱因因：绝绝对定位精度不能满足要求对定位精度不能满足要求nGPS绝绝对对定定位位的的精精度度受受多多种种误误差差因因素素的的影影响响，不不能能完完全全满足某些特殊应用的要求满足某些特殊应用的要求n美美国国的的GPS政政策策对对GPS绝绝对
50、对定定位位精精度度的的影影响响（选选择择可可用用性性SA）SA关闭前后GPS绝对定位精度的变化796.6.1 6.6.1 概述概述p差分差分GPS（DGPS Differential GPS）n利用设置在坐标已知的点（基准站）上的利用设置在坐标已知的点（基准站）上的GPS接收接收机测定机测定GPS测量定位误差，用以提高在一定范围内测量定位误差，用以提高在一定范围内其它其它GPS接收机（流动站）测量定位精度的方法接收机（流动站）测量定位精度的方法pRTCM-104格式格式 RTCM SC104标准是由国际海运事业无线电技术委员会标准是由国际海运事业无线电技术委员会(Radio Technical
51、 Commission for Maritime services)于于1983年年11月提出的月提出的GNSS差分信号格式。差分信号格式。80影响绝对定位精度的主要误差影响绝对定位精度的主要误差p主要误差主要误差n卫星轨道误差卫星轨道误差n卫星钟差卫星钟差n大气延迟（电离层延迟、对流层延迟）大气延迟（电离层延迟、对流层延迟）n多路径效应多路径效应p对定位精度的影响对定位精度的影响81差分差分GPSGPS的基本原理的基本原理p误差的空间相关性误差的空间相关性n以上各类误差中除多路径效应均具有较强的空间相关性，以上各类误差中除多路径效应均具有较强的空间相关性，从而定位结果也有一定的空间相关性。从
52、而定位结果也有一定的空间相关性。p差分差分GPS的基本原理的基本原理n利用基准站（设在坐标精确已知的点上）测定具有空间相利用基准站（设在坐标精确已知的点上）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观测值或定位结果p差分改正数的类型差分改正数的类型n距离改正数：利用基准站坐标和卫星星历可计算出站星间距离改正数：利用基准站坐标和卫星星历可计算出站星间的计算距离，计算距离减去观测距离即为距离改正数。的计算距离，计算距离减去观测距离即为距离改正数。n位置（坐标改正数）改正数：基准站上的接收机对位置（坐标改正数）改
53、正数：基准站上的接收机对GPS卫星卫星进行观测，确定出测站的观测坐标，测站的已知坐标与观进行观测，确定出测站的观测坐标，测站的已知坐标与观测坐标之差即为位置的改正数。测坐标之差即为位置的改正数。82差分差分GPSGPS对测量定位精度的改进对测量定位精度的改进83差分差分GPSGPS的分类的分类p根据时效性根据时效性n实时差分实时差分n事后差分事后差分p根据观测值类型根据观测值类型n伪距差分伪距差分n载波相位差分载波相位差分p根据差分改正数根据差分改正数n位置差分（坐标差分）位置差分（坐标差分）n距离差分距离差分p根据工作原理和差分模型根据工作原理和差分模型n局域差分（局域差分（LADGPS L
54、ocal Area DGPS）n单基准站差分单基准站差分n多基准站差分多基准站差分n广域差分（广域差分（WADGPS Wide Area DGPS）位置差分距离差分距离改正坐标改正位置差分和距离差分的特点位置差分和距离差分的特点p位置差分位置差分n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n差分数据的数据量少差分数据的数据量少n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p距离差分距离差分n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n差分数据的数据量较多差分数据的数据量较多n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
55、求观测完全相同的一组卫星RTK RTK 实时动态载波相位测量实时动态载波相位测量pReal Time KinematicRTK RTK 实时动态载波相位测量实时动态载波相位测量p结构：一个参考站结构：一个参考站+若干流动站若干流动站 p通信：通信：VHF，UHF，扩频，跳频，扩频，跳频, GPRSp关键技术：动态双差相位模糊度搜索与固定（关键技术：动态双差相位模糊度搜索与固定（OTF）p精度：水平：精度：水平：1 至至 3厘米厘米 ；垂直：；垂直：2 至至 5厘米厘米 p工作距离：小于工作距离：小于20 千米千米 意义：实现了精密定位实时化 从而提供了精密控制测 量、精密测图、精密工 程放样和
56、精密工程监控 的实时化技术 88单基准站局域差分单基准站局域差分p结构结构n基准站（一个）、数据通讯链和用户基准站（一个）、数据通讯链和用户p数学模型（差分改正数的计算方法）数学模型（差分改正数的计算方法）n提供距离改正和距离改正的变率提供距离改正和距离改正的变率p特点特点n优点：结构、模型简单优点：结构、模型简单n缺点：差分范围小，精度随距缺点：差分范围小，精度随距基准站距离的增加而下降，可靠性低基准站距离的增加而下降，可靠性低基准站数据通讯链流动站（用户）p结构结构n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p数学模型（差分改正数的计算方法）数学模型（差分改正数的计算
57、方法）n加权平均加权平均n偏导数法偏导数法n最小方差法最小方差法p特点特点n优点：差分精度高、可靠性高，优点：差分精度高、可靠性高， 差分范围增大差分范围增大n缺点：差分范围仍然有限，缺点：差分范围仍然有限， 模型不完善模型不完善多基准站局域差分多基准站局域差分多基准站差分系统结构广域差分广域差分p结构结构n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p数学模型（差分改正数的计算方法）数学模型（差分改正数的计算方法）n与普通差分不相同与普通差分不相同n普通差分是考虑的是误差的综合影响普通差分是考虑的是误差的综合影响n广域差分对各项误差加以分离，建立各自的改正模型广域差分对各
58、项误差加以分离，建立各自的改正模型n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p特点特点n优点：差分精度高、差分精度与距离无关、差分范优点：差分精度高、差分精度与距离无关、差分范围大围大n缺点：系统结构复杂、建设费用高缺点：系统结构复杂、建设费用高差分差分GPSGPS的新进展的新进展 广域差分广域差分GPS中的数据通信问题：中的数据通信问题：改正信号必修具有足够大的覆盖面；改正信号必修具有足够大的覆盖面；用户的接收设备需要十分轻便、廉价。用户的接收设备需要十分轻便、廉价。p增强型系统增强型系统n特点特点n伪卫星技术伪卫星技术n卫星通讯技术卫星通讯技术n类型类型nL
59、AAS Local Area Augmentation System采用地基伪卫星nWAASWide Area Augmentation System (SBAS Space Based Augmentation Systems)采用空基伪卫星采用通讯卫星发送差分改正数差分差分GPSGPS的新进展的新进展WAAS94Master Control Site (MCS)(x,y,z)AtmosphericEffects (x,y,z)(x,y,z)Single Frequency AvionicsReference Stations (RSs)Dual or Single FrequencySat
60、ellite Broadcast of:1. Vector Correction2. Use/Dont Use3. Ranging SignalIndicated LocationTrue LocationSBAS: The PrincipleSBAS: The Principle广域差分增强系统广域差分增强系统p北美地区北美地区 WAAS (Wide Area Augmentation System)p欧洲欧洲 EGNOS(European Geostationary Navigation Overlay System）p日本日本 MSAS（ Multi-Functional Satelli
61、te Augmentation System ） QZSS（ Quasi-Zenith Satellite System ）p印度印度 GAGAN（ GPS Aided Geo Augmented Navigation ）95 世界上在建或已建成的世界上在建或已建成的SBAS系统系统96广域差分增强系统广域差分增强系统pWAAS概述：概述： WAAS Wide Area Augmentation System是美国联邦航空是美国联邦航空局（局（FAA）及美国交通部为提升飞行精确度而发展出来）及美国交通部为提升飞行精确度而发展出来的，因为目前单独使用的，因为目前单独使用 GPS 并无法达到联邦航
62、空局针并无法达到联邦航空局针对精确飞行导航所设定的要求。对精确飞行导航所设定的要求。WAAS 包含了约包含了约25个地个地面参考站台，位置散布于美国境内，负责监控面参考站台，位置散布于美国境内，负责监控 GPS 卫卫星的资料。其中两个分别位于美国东西岸的主站台搜星的资料。其中两个分别位于美国东西岸的主站台搜集其它站台传来的资料，并据此计算出集其它站台传来的资料，并据此计算出 GPS 卫星的轨卫星的轨道偏移量、钟误差，以及由大气层及电离层所造成的道偏移量、钟误差，以及由大气层及电离层所造成的延迟误差，汇整后经由两颗位在赤道上空之同步卫星延迟误差，汇整后经由两颗位在赤道上空之同步卫星的其中之一传播
63、出去。的其中之一传播出去。97差分差分GPSGPS的新进展的新进展pWAAS系统工作原理系统工作原理: 在在WAAS中，数据处理中心根据散布于美国境内的中，数据处理中心根据散布于美国境内的25个地面参考台站的观测资料，计算出差分改正信息个地面参考台站的观测资料，计算出差分改正信息（卫星的轨道偏移量、钟误差，以及由大气层及电离（卫星的轨道偏移量、钟误差，以及由大气层及电离层所造成的延迟误差）并送往地球同步卫星，该同步层所造成的延迟误差）并送往地球同步卫星，该同步卫星也采用卫星也采用L1作为载波，在载波上同样也调制上作为载波，在载波上同样也调制上CA码，码，并将自己的卫星星历和差分改正信息当做导航
64、电文转并将自己的卫星星历和差分改正信息当做导航电文转发给用户，用户根据接收到的差分改正信息进行差分发给用户，用户根据接收到的差分改正信息进行差分定位。定位。 98差分差分GPSGPS的新进展的新进展 99Geostationary satelliteUplink CorrectionsRepeat, Broadcast CorrectionsThe Role of the Geostationary SatelliteThe Role of the Geostationary Satellite 具备具备WAAS功能的功能的GPS接收机在接收机在95%的情况下提供误差小于的情况下提供误差小于3
65、m的精的精准定位。而且不必为了使用准定位。而且不必为了使用WAAS功能而支付任何使用费。功能而支付任何使用费。 WAAS 卫星讯号的适用范围只有北美洲卫星讯号的适用范围只有北美洲.在其他地方并无任何地面在其他地方并无任何地面参考站台，所以这些地区的参考站台，所以这些地区的 GPS 使用者就算能接收到使用者就算能接收到 WAAS 讯讯号，也会因为讯号没经过适当的校正而无法提升其机台的精确度。号，也会因为讯号没经过适当的校正而无法提升其机台的精确度。 该系统具有下列优点：该系统具有下列优点：由于同步卫星所发射的信号与由于同步卫星所发射的信号与GPS卫星的信号相同，故用户卫星的信号相同，故用户只需要
66、只需要GPS接收机即可接收到差分改正信息，无需配备其他接收机即可接收到差分改正信息，无需配备其他 装置，而且同步卫星的信号具有很大的覆盖面，从而较好地装置，而且同步卫星的信号具有很大的覆盖面，从而较好地解决了数据通信问题解决了数据通信问题同步卫星也可作为同步卫星也可作为GPS卫星来使用，提高了导航的精度和可卫星来使用，提高了导航的精度和可靠性，这就是所谓的空基伪卫星技术。靠性，这就是所谓的空基伪卫星技术。100差分差分GPSGPS的新进展的新进展欧洲：欧洲：EGNOSEGNOS101EGNOSEGNOSpEGNOS是欧洲开发的可同时对是欧洲开发的可同时对GPS和和GLONASS广域星基广域星基
67、增强系统增强系统,主要内容是对现有主要内容是对现有GPS和和GLONASS的星基进的星基进行增强，即利用静止卫星，面向欧洲范围内的导航提行增强，即利用静止卫星，面向欧洲范围内的导航提供服务，即供服务，即European Geostationary Navigation Overlay Service （欧洲静地星导航重叠服务），它的原理与美（欧洲静地星导航重叠服务），它的原理与美国的国的WAAS类似，包括相应的地面设施和空间卫星，以类似，包括相应的地面设施和空间卫星，以提高提高GPS和和GLONASS系统的精度、完好性和可用性。系统的精度、完好性和可用性。102Corrections for
68、AccuracyRanging for AvailabilityContinuity and Integrity for Flight SafetyGeostationary Broadcast AreaEGNOS: Service AreaEGNOS: Service Area104Copyright 2006 EUROCONTROLGPSGLONASSNLESTransmits navigation and integrity dataMaster Control CentreGenerates NAV signalProcesses integrityinformationProvide
69、s WADGNSScorrectionsWide Area Ground SegmentProvides monitoring networkChecks integrityCollects GPS/GLONASS/GEO dataGIC/RGICNavigation ReferenceSignal (C-band)NavigationSignals (L-band)Geostationary SatellitesEGNOS: System DesignEGNOS: System Design105Copyright 2006 EUROCONTROLEWANMCC 1MCC 2MCC 3MCC
70、 4NLES(x 6)PACFASQFDVPRIMS(x 34)EGNOS: Ground Segment (1)EGNOS: Ground Segment (1)106Copyright 2006 EUROCONTROLRIMSRIMSNLESNLESMCCMCCEGNOS: Ground Segment (2)EGNOS: Ground Segment (2)日本日本MSASMSASp日本航空局建设的空日本航空局建设的空基增强导航系统基增强导航系统p地面部分地面部分主控站主控站(MCS)u 处理中心CPFu 导航地球站NESu 监测中心M&C地面监控站地面监控站(GMS)测距监控站测距监控
71、站(MRS)通讯系统通讯系统(NCS)p空间部分：空间部分：MTSAT107日本日本QZSSQZSSp日本的准天顶卫星系统日本的准天顶卫星系统(QZSS)，是日本计划发展的另一增强，是日本计划发展的另一增强系统，它将为日本及其邻近国家的系统，它将为日本及其邻近国家的GNSS服务提供与服务提供与GPS兼兼容的额外测距信号，从而提高定位的可用性、精确度和可容的额外测距信号，从而提高定位的可用性、精确度和可靠性。靠性。108印度政府印度政府9 9月月1111日批准了日批准了星基导航系统星基导航系统静地静地轨道增强导航（轨道增强导航（GAGANGAGAN）系统。该系统将满足日系统。该系统将满足日益增长
72、的空中交通导航益增长的空中交通导航的需要，加强航空导航的需要，加强航空导航能力。此系统投入使用能力。此系统投入使用后，印度将成为第四个后，印度将成为第四个拥有星基导航系统的国拥有星基导航系统的国家。家。109 印度GAGAN全球差分GPS（RTG）StarFire是NAVCOM建立的一个全球双频GPS差分定位系统，它是目前世界上第一个可以提供分米级实时精度的星基增强差分系统。区域增强系统区域增强系统LAAS概述：概述：p LAAS的基本概念如下：在需要进行高精度的基本概念如下：在需要进行高精度GPS定位的定位的局部区域周围建立若干个基准站，这些站也和局部区域周围建立若干个基准站，这些站也和WA
73、AS中中的同步卫星一样发射的同步卫星一样发射CA码测距信号和差分改正信号码测距信号和差分改正信号p 同样，用户只需利用同样，用户只需利用GPS接收机就能接收上述信号，接收机就能接收上述信号，从而极大地改善了定位精度和可靠性。这些基准站被称从而极大地改善了定位精度和可靠性。这些基准站被称为地基伪卫星。为地基伪卫星。112差分差分GPSGPS的新进展的新进展差分差分GPSGPS的新进展的新进展p网络网络RTK网络RTK:在一定区域内建立多个（一般为三个或三个以上）基准站，对该地区构成网状覆盖，并以这多个基准站中的为基准，计算和连续发播多种误差和相位差分改正信息，对该地区内的厘米级精度卫星定位用户进
74、行实时改正的定位方式，又称为多基准站RTK。 差分差分GPSGPS的新进展的新进展pVRS 网络网络RTKn作业模型类似作业模型类似RTKn原理原理n利用基准站网计算出用户附近某点（虚拟参考站）利用基准站网计算出用户附近某点（虚拟参考站）各项误差改正，再将它们加到利用虚拟参考站坐各项误差改正，再将它们加到利用虚拟参考站坐标和卫星坐标所计算出的距离之上，得出虚拟参标和卫星坐标所计算出的距离之上，得出虚拟参考站上的虚拟观测值，将其发送给用户，进行实考站上的虚拟观测值，将其发送给用户，进行实时相对定位。时相对定位。n特点特点n精度和可靠性高精度和可靠性高差分差分GPSGPS的新进展的新进展p网络网络
75、RTK116我国的区域网络我国的区域网络RTKRTK 已建成：北京、成都、武汉、深圳、东莞、青已建成：北京、成都、武汉、深圳、东莞、青 岛、上海、天津、杭州等；岛、上海、天津、杭州等； 建设中：重庆、南京、南宁、广州、广东省、河建设中：重庆、南京、南宁、广州、广东省、河 北省、江苏省等；北省、江苏省等； 117深圳连续运行的参考站网（深圳连续运行的参考站网（SZCORSSZCORS）p覆盖范围覆盖范围n国家、地区国家、地区p用途用途n多用途多用途p基准基准n多基准多基准p特点特点n连续运行连续运行p例例n深圳连续运行卫星定位服务系统深圳连续运行卫星定位服务系统深圳连续运行卫星定位服务系统市话网
76、市话网市话网市话网市话网深圳市连续运行卫星定位导航服务系统结构及通信网络示意图市电信局监控分析中心卫星定位信号发射台FM电台基准站1基准站2基准站3基准站4基准站5进入移动电话系统用户用户全向天线定向天线Modem119pSZCORS由深圳市国土和房产管理局主持，深由深圳市国土和房产管理局主持，深 圳市地籍测绘大队负责系统维护，由武汉大圳市地籍测绘大队负责系统维护，由武汉大 学学GPS 工程技术研究中心承建的实时动态定位工程技术研究中心承建的实时动态定位服务系统。服务系统。 p项目于项目于2000 年年5月正式启动，月正式启动，2001年年9月建月建 成成并投入实验和试运行，并投入实验和试运行
77、， 2003年年9月通过以陈俊月通过以陈俊勇院士为组长的专家组的验收。勇院士为组长的专家组的验收。 p项目总经费约项目总经费约1千千2百万（第一期约百万（第一期约480 万）。万）。深圳连续运行的参考站网（深圳连续运行的参考站网（SZCORSSZCORS）120南山分局基准站121系统控制中心服务器 122深圳网络深圳网络RTKRTK内符合精度内符合精度123深圳网络深圳网络RTKRTK外符合精度外符合精度124东莞网络东莞网络RTKRTK基准台站网基准台站网125p东莞市连续运行卫星定位服务系统东莞市连续运行卫星定位服务系统 由广东省国土由广东省国土资源厅主持，由武汉大学资源厅主持，由武汉大
78、学GPS工程技术研究中心会工程技术研究中心会同东莞市国土资源局、省厅测绘院共同承建；同东莞市国土资源局、省厅测绘院共同承建；p 项目于项目于 项目于项目于2004年年8月正式启动，于月正式启动，于2005年年5月月建成并投入试运行。建成并投入试运行。126东莞网络东莞网络RTK RTK 实时精度测试实时精度测试pWGS84坐标系下，内符合精度平面达到0.020m ，高程达到0.030m；外符合精度平面达到0.030m，高程达到0.050m；p地区坐标系下，平面外符合精度达到0.050m。武汉网络武汉网络RTK RTK 实时精度测试实时精度测试内符合精度为：内符合精度为：X方向方向 8.3mm，Y方向方向 14.5mm，H方向方向 15.5mm；地方坐标系下的外符合精度为：地方坐标系下的外符合精度为：X方向方向 24.6mm，Y方向方向 26.5mm，H方向方向 56.9mm。基于基于WHCORS系统和武汉市似大地水准面精化模型的网络系统和武汉市似大地水准面精化模型的网络RTK高程测定精度应在高程测定精度应在2cm左右左右127
