GPS定位的基本原理
4.1& GPS定位的方法与观测量
4.1.1& 定位方法的分类◆绝对定位(或单点定位)。即在地球协议坐标系统中，确定观测站相对地球质心的位置。这时，可认为参考点与地球质心相重合。1)单点定位的结果也属该坐标系统。2)优点:一台接收机即可独立定位，但定位精度较差。3) 在船舶、飞机的导航，地质矿产勘探，暗礁定位，建立浮标，海洋捕鱼及低精度测量领域应用广泛。◆相对定位。确定同步跟踪相同的GPS信号的若干台接收机之间的相对位置的方法。可以消除许多相同或相近的误差，定位精度较高。但其缺点是外业组织实施较为困难，数据处理更为烦琐。在大地测量、工程测量、地壳形变监测等精密定位领域内得到广泛的应用。在绝对定位和相对定位中，又都包含静态定位和动态定位两种方式。为缩短观测时间，提供作业效率，近年来发展了一些快速定位方法，如准动态相对定位法和快速静态相对定位法等。
4.1.2 观测量的基本概念目前广泛采用的基本观测量主要有两种，即码相位观测量和载波相位观测量。◆根据码相位观测得出的伪距所谓码相位观测，即测量GPS卫星发射的测距码信号(C/A码或P码)到达用户接收机天线(观测站)的传播时间，因此这种观测方法也称为时间延迟测量。◆根据载波相位观测观测得出的伪距载波相位观测值：测量接收机接收到的、具有多普勒频移的载波信号，与接收机产生的参考载波信号之间的相位差。含有钟差影响的距离通常均称为&伪距&
4.2& GPS定位的基本观测方程
4.2.1& 伪距测量的基本观测方程码相位伪距观测值是由卫星发射的测距码到接收机天线的传播时间（时间延迟）乘以光速所得出的距离。时间延迟实际为信号的接收时刻与发射时刻之差周跳:在观测过程中，如果卫星信号被阻挡或受到干扰，则接收机对卫星的跟踪便可能中断（失锁），而当卫星被重新锁定后，载波相位的小数部分是连续正确的，而这时整周数却不正确，这种现象称为周跳。
4.3& 载波相位差分观测方程载波相位测量的基本方程中包含了两种不同类型的未知参数：一种是必要参数[如测站坐标(X，Y，Z)等]；另一种是多余参数[例如观测瞬间接收机钟的钟差，观测瞬间信号的电离层延迟(单频资料)等]。必要参数和多余参数是相对的。载波相位差分观测值可以按测站、卫星和历元等三要素来产生，根据求差次数的多寡可分为单差观测值、双差观测值和三差观测值，这里仅讨论常用的测站和卫星间的单差和双差观测值。
◆求差法和非差法的比较&&&&&&& 前面我们已经比较详细地介绍了求差法的优点。但求差法也存在一些缺点，主要是：●数据利用率较低，许多好的观测值会因为与之配对的数据出了问题而无法被利用。求差的次数越多，丢失的观测值也越多，数据利用率就越低。●在接收机间求差后，会引进基线矢量而不是原来的位置矢量作为基本未知数，这是一个新的更为复杂的概念，特别是使用多台接收机进行网定位时较难处理。●求差后会出现观测值间的相关性问题，增加了计算的工作量。●在某些情况下难以求差，例如两站的数据输出率不相同时。●在求差过程中有效数字将迅速减少，计算中凑整误差等影响将增大，从而影响最后结果的精度。●求差法实质上是未对多余参数作任何约束，即认为各多余参数是相互独立的。在某些情况下使用非差法的误差模型是有效的，如使用高精度的原子钟作外接频标时，在小范围内进行相对定位时，精度要求不太高时&&●采用求差法时多余参数已被消去，因此难以对这些参数作进一步研究(当然也可以来用回代法求出，但需另增加工作量)。
4.4 GPS伪距绝对定位绝对定位，即利用GPS确定用户接收机天线在WGS84中为绝对位置，它广泛地应用于导航和大地测量中的单点定位工作。1）绝对定位方法和相应的定位模型；2）定位精度的评价方法，卫星的几何分布对定位精度的影响。绝对定位也叫单点定位，通常是指在协议地球坐标系中，直接确定观测站相对于坐标系原点(地球质心)绝对坐标的一种定位方法。利用GPS进行定位的基本原理，是以GPS卫星和用户接收机天线之间距离(或距离差)的观测量为基础，并根据已知的卫星瞬时坐标，来确定用户接收机天线所对应的点位，即观测站的位置。
GPS绝对定位方法的实质，即是空间距离后方交会。为此，在1个观测站上，原则上有3个独立的距离观测量便够了，这时观测站应位于以3颗卫星为球心，相应距离为半径的球与地面交线的交点。
但是，由于GPS采用了单程测距原理，同时卫星钟与用户接收机钟难以保持严格同步，所以实际观测的测站至卫星之间的距离，均含有卫星钟与接收机钟同步差的影响(故习惯上称之为伪距)。因此，在1个观测站上为了实时求解4个未知参数(3个点位坐标分量和1个钟差系数)，至少需要4个同步伪距观测值。也就是说，至少必须同时观测4颗卫星。一般认为，在高度角尚满足上述要求的条件下，当1颗卫星处于天顶而其余3颗卫星相距约120&时，所构成的六面体体积接近最大。这可作为实际工作中选择和评价观测卫星分布图形的参考。
差分GPS可分为单基准站差分、多基站的局域差分和多基站的广域差分三种类型。这里仅介绍单基准站差分，其中重点介绍伪距差分。
&&& 单基准站差分GPS，根据差分GPS基准站发送的信息方式可分为四类，即位置差分、伪距差分、相位平滑伪距差分和相位差分。
伪距差分的优点是：1）基准站提供所有卫星的改正数，用户接收机观测任意4颗卫星，就可完成定位。2）比单点定位精度和位置差分定位的精度要高，一般点位误差约&2.0m；3）实施简单& 其缺点是：1）差分精度随基准站到用户的距离增加而降低，作用距离一般不能超过20km；2）观测过程中不出现失锁现象，虽经过外推可以获得失锁历元的位置，但精度较差。
4.6.3& 相位平滑伪距差分原理
基本思路：1)按伪距差分方法，利用基准站的伪距差对流动站的观测伪距进行改正，得到流动站改正后的伪距观测值；& 2)利用流动站的载波相位观测值对改正后的伪距观测值进行平滑，得到流动站平滑后的伪距观测值；& 3)按伪距差分方法解算流动站坐标并进行精度评定。& &&&&
相位平滑伪距差分的优点是：
&& &1）基准站提供所有卫星的改正数，用户接收机观测任意4颗卫星，就可完成定位。2）比伪距差分的精度要高，一般点位误差约&0.7m；&&&&&&& 其缺点是：&&&& 1）差分精度随基准站到用户的距离增加而降低，作用距离一般不能超过50km；2) 流动站的载波相位观测值中不得出现周跳。若存在周跳时，必须进行修复；3）观测过程中不出现失锁现象，随经过外推可以获得失锁历元的位置，但精度较差。4）实施较困难。
4.7.3 CORS RTK测量方式1）固定参考站不直接向移动用户发送任何改正信息，而是将所有的原始数据通过数据通讯线发给控制中心。&2）移动用户在工作前，向控制中心发送一个概略坐标；&3）控制中心根据用户概略位置，由数据处理中心自动选择最佳的一组固定基准站，根据这些站发来的信息，整体进行GPS测量误差改正；& 4）将高精度的差分信号发给移动站；& 5）移动站利用差分信息及本站观测值进行定位。
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180度定位闭门器，GMT闭门器
价格：1.00元/台起订：100 台供货总量：1000000 台
产品品牌：邦得尔
型号：ZB-1018
规格：大中细机/隐藏
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所在地：广东 肇庆
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