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文檔簡介
1、 動態(tài)絕對定位原理 動態(tài)絕對定位原理GPS 絕對定位又叫單點定位,即以 GPS 衛(wèi)星和用戶接收機之間的距離觀測值為基礎,并根據衛(wèi)星星歷確定的衛(wèi)星瞬時坐標,直接確定用戶接收機天線在 WGS-84 坐標系中相對于坐標原點(地球質心)的絕對位置。根據用戶接收機天線所處的狀態(tài)不同,絕對定位又可分為動態(tài)絕對定位和靜態(tài)絕對定位。因為受到衛(wèi)星軌道誤差、鐘差以及信號傳播誤差等因素的影響,靜態(tài)絕對定位的精度約為米級
2、,而動態(tài)絕對定位的精度約為 10~40m。因此靜態(tài)絕對定位主要用于大地測量,而動態(tài)絕對定位只能用于一般性的導航定位中。將 GPS 用戶接收機安裝在載體上,并處于動態(tài)情況下,確定載體的瞬時絕對位置的定位方法,稱為動態(tài)絕對定位。一般,動態(tài)絕對定位只能獲得很少或者沒有多余觀測量的實時解,因而定位精度不是很高,主要被廣泛應用于飛機、船舶、陸地車輛等運動載體的導航。另外在航空物探和衛(wèi)星遙感領域也有著廣闊的應用前景。定位解算中,根據采用的距離觀測原
3、理的不同,可以分為測碼偽距動態(tài)絕對定位和測 相偽距動態(tài)絕對定位。一、測碼偽距動態(tài)絕對定位測碼偽距觀測方程(1) ? ? 2 1 0 ?? ?? ????? ? ? ? ?? ? ???? ? ???? ? ? ? ? ? k t czyxn m l為了推導方便,?。海?) 2 1 ?? ?? ? ? ? ? ? ? R則測碼偽距觀測方程可寫為(3) ? ? k t czyxn m l R ????? ?? ? ???? ? ???? ?
4、 ? ? ? ? 0式中的電離層和對流層延遲改正數可從衛(wèi)星發(fā)射的導航電文中獲得,而衛(wèi)星 在地球協(xié)議 j S坐標系中的坐標也可從衛(wèi)星星歷中得到。顯然,式中在某個歷元 只有測站 在協(xié)議地球坐標系中的坐標向量 和接收 t i T ? ? z y x , ,機鐘的鐘差 這 4 個未知參數,正是我們需要求解的。為此,至少需要建立 4 個類似的 k t ?方程。所以,用戶至少需要同步觀測 4 顆衛(wèi)星以便獲得 4 個以上測碼偽距觀測方程。在動態(tài)絕對定
5、位的情況下,由于測站是運動的,所以獲得的偽距觀測量很少。但為了獲得實時定位結果,必須至少同步觀測 4 顆衛(wèi)星。假設 GPS 接收機在測站 于某一歷元 同步觀測 j 顆衛(wèi)星( ) ,則由 i T t n j ? , 3 , 2 , 1 ?(3)式可得:(10) ? ? ? ?2 10 0?? ?? ?????? ??? ? ??? ? ???? ? ???? ? ? ? ?k t ct Nzyxn m l令(11) ? ? 2 1 ??
6、?? ?? ? ? ? ? t R代入(10)式,則測相偽距觀測方程可寫為(12) ? ? ? ? k t c t Nzyxn m l R ? ????? ? ?? ? ???? ? ???? ? ? ? ? ? 0 0由于測相偽距法中引入了另外的未知參數——整周未知數,因此,若和測碼偽距法一樣,觀測 4 顆衛(wèi)星無法解算出測站的三維坐標。假設 GPS 接收機在測站 于某一歷元 同步觀測 n 顆以上衛(wèi)星( ) , i T t n j ?
7、, 4 , 3 , 2 , 1 ?則由(5-28)式可得誤差方程組為(13)? ?? ?? ?L CN T B AXV? ? ? ?? ? ? ? ???? ? ? ? ???? ?? ?? ??? ? ? ? ???? ? ? ? ???? ? ? ???? ? ? ????? ? ? ???? ? ? ???????? ? ???? ? ???? ? ? ? ???? ? ? ? ????? ? ? ? ???? ? ? ? ???
8、????????????n n nkn n n nRRRt Nt Nt Nt czyxn m ln m ln m lvvvjj02 021 01002012 2 21 1 1211 010 1111? ? ?? ? ? ? ?可見,誤差方程中的未知參數有:三個測站點坐標,一個接收機鐘差,n 個整周未知數。這樣誤差方程中總未知參數為 4+n 個,而觀測方程的總數只有 n 個,如此則不可能實時求解。如果在載體運動之前,GPS 接收機在 時刻
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