2.边连接:相邻同步环间由一条边相连接而构成的异步环网图; 3.边点混合连接:既有点连接又有边连接的GPS网;
1动态已知点的学说,○2全球覆盖,○3被动式定NNSS的优点和局限性:优点:○
位。局限性:信号覆盖的区域有限;电磁波传播受大气影响,定位精度不够;技
术滞后和设备陈旧。难以适应现代航海、航空和陆地车辆的导航定位需要 WGS-84坐标系定义:原点位于地球质心,Z轴指向BIH1984.0定义的协议地球极方向,X轴指向BIH1984.0的零子午面和CTP赤道的交点,Y轴与Z轴X轴构成右手坐标系。对应于WGS-84大地坐标系有WGS-84椭球。
定位星座:用GPS进行导航定位时,为了获得地面点的三维坐标,所必需观测的4颗卫星。
间隙段:某时某地虽可观测四颗卫星,但是用其定位时,精度要比平时差,甚至不能解算该点的三维坐标,这个时间段为间隙段。 GPS的编号方式:
1顺序编号:按照GPS卫星发射时间的先后顺序对卫星进行编号 ○
2PRN编号:根据GPS所采用的伪随机噪声码(PRN码)对卫星编号 ○
3IRON编号:内部距离操作码,美国和加拿大组成的北美空军指挥部对卫星的○编号
4NASA编号:美国航天局在文件中对GPS卫星的编号 ○
5国际识别号:第一部分为发射年代,第二部分为发射卫星的序列号 ○
导航电文的内容:
卫星的星历,卫星工作状况,系统时间,时钟改正,轨道摄动改正,电离层时延改正即电离层折射参数,大气折射改正,由C/A码捕获P码的信息,卫星的概略星历等导航信息。
广播星历:通过卫星发射的含有轨道信息的导航电文传递给用户的,用户接收机接收到这些信息,经过解码便可获得所需要的卫星星历。
精密星历:一些国家的某些部门根据各自建立的跟踪站所获得的精密观测数据,用于确定预报星历相似的方法计算的卫星星历,是哦后向用户提供在用户观测时间内的卫星精密轨信息,避免了预报星历外推的误差 时间延迟τ的测定:
卫星-自己时钟-发出某一结构的测距码-经?t 时间-接收机; b)接收机-自己的时钟-产生一组结构完全相同的测距码(复制码)-时延器-延迟时间τ;
c)两组测距码-相关处理-自相关系数 R(t) = 1(两组对齐)- τ(复制码的延迟时间)= ?t(卫星信号的传播时间); d)?t*c=卫星至接收机的伪距。 确定N0方法的分类:
1.按解算所需时间的长短区别a。经典静态相对定位法b.快速结算模糊度法:滤波法,交换天线法,p码双频法,FARA模糊度函数法2.确定模糊度时接收机的运动状态:静态:整周未知数的平差待定参数法、三差法(多普勒法):连续跟踪载波相位观测值(历元之间),由于其含有相同的整周未知数,求差后方程会不再含有整周未知参数,因此可直接解出坐标参数。交换无线法、FARA法,动态(OTF):最小二乘搜索法、模糊度函数法、综合法
FARA主要思想:以数理统计理论假设检验为基础,利用初次平差提供的所有信息,包括解向量.相应的协因数阵和单位权中误差,确定在某一置信区间整周未知数一切可能的整数解得组合,并依次将该整周未知数的组合作为以知值代入方程通过平差进行搜索,寻求平差后方差和最小的一组整周未知数作为最优解。
GPS定位的最基本原理: 将卫星是为飞行的控制点,在已知其瞬间坐标的条件下,以GPS卫星和用户接收机天线之间的距离作为观测量,进行空间后方交会,确定用户接收机天线的位置 GPS定位的最基本原理-----需解决的两个关键问题1.确定卫星的位置2.测量出站星距离.
即已知控制点、瞬间位置, 距离(距离差)观测量,交会
静态定位的四种基本观测量1、测码伪距2、载波相位观测得出的伪距3、由积分多普勒计数得出的伪距差4、由卫星射电干涉测量得出的时间延迟
整周跳变:在载波相位测量中,若由于仪器线路的瞬间故障、卫星信号被障碍物阻挡、载波锁相环路的短暂失锁等原因而引起累积工作中断,则当信号恢复跟踪后整周计数将会丢失ΔN的现象称整周跳变
周跳产生的原因:信号被遮挡,仪器线路:基准和卫星信号无法混频;差频信号,无法计数 外界干扰或动态环境,(DLL)失锁
常用处理方法屏幕扫描法,高次差法/多项式拟合法,简单的高次差,星间差分的高次差,在卫星间求差,残差法,一组观测值中,周跳出现频繁与否,与GPS接收机的质量和野外观测环境密切相关。为了取得优良的成果,必须选择质量好的接收机、组织观测、选择良好的观测站和观测星座-环境(这些内容将在后边讨论)。切不可认为,在数据后处理中可以修复周跳而放宽对它们的要求,因为一组频繁发生周跳的观测值是难以通过内业数据处理获得好的测量成果的。 实时定位方法:
单点动态定位(绝对动态定位):安设运动载体上GPS,测得该运动载体的实时位置,从而描绘出该运动载体的运行轨迹
实时差分动态定位(相对动态定位):安设在运动载体上的GPS接收机和安设在
基准点上的另一台GPS,联合测得该运动载体的实时位置,描绘出运动载体的运行轨迹。
后处理差分定位:与2)的主要差别是:在运动载体和基准点之间无线电数据传输,而在定位观测后,进行测后的联合处理,测得载体的实时位置
伪距差分动态定位
差分动态定位(DGPS):两台接收机-两个测站上同时测量来自相同GPS卫星的信号,用以联合测得动态用户的精确位置。其中,位于已知点(基准点)接收机,叫做基准接收机。另一个接收机,流动站接收机。两者同时测量来自相同GPS卫星的导航定位信号。
基准站:测三维位置与已知值进行比较,获得校正值。 假定:共视卫星相同
流动站:实时接受差分信息的(实时差分动态定位)否则:后处理差分动态定位。 RTK(原理):-在两台静态型测量仪器间加上一套无线电数据通讯系统(也称数据链),将相对独立的GPS信号接收系统连成一个有机整体。-基准站把接收到的所有卫星信息(包括伪距和载波相位观测值)和基准站的一些信息,如基准站的坐标、天线高等)都通过通讯系统传送到流动站。-流动站本身在接收卫星数据的同时,也接收基准站传送的卫星数据,在流动站完成初始化后,并将基准站的载波观测信号与本身接收到的载波观测信号进行差分处理(基线),同时输入相应的坐标,转换参数和投影参数,即可实时求得实用的未知坐标。
RTK(核心部分):快速准确地求解整周模糊度及数据传输:1.运动中快速求解整周模糊度算法——OTF (on the fly)利用载波相位观测值进行GPS测量,在整周模糊度求出后,只需观测少数几个历元的数据就可以达到很高的观测精度。在较短时间内解求出整周模糊度的值,否则就达不到快速定位的目的,有两种方法:①模糊度函数法 ②最小二乘搜索法,2.数据传输(RTCM协议和VHF电磁波!!) 误差的分类:1.与卫星有关的误差。1)卫星星历误差2)SA政策3)卫星钟误差4)卫星天线相位中心偏差5)相对论效应2.与信号传播有关的误差1)电离层折射2)对流层折射3)多路径误差3.与接收机有关的误差1)接收机的钟误差2)接收机的位置误差3)天线相位中心误差
改善接收机天线:1.在天线下设置抑径板2.接收机天线对极化特性不同的反射信号应该有较强的抑制作用
技术设计书的编写:1任务来源及工作量2测区概概况3布网方案4选点与埋标5外业观测6精度和可靠性估算7数据处理8完成任务的措施 观测时段:测站上开始接收卫星信号从进行观测到观测停止,所连续观测的时间间隔
同步观测:两台或两台以上接收机同时对卫星进行的连续观测
基线向量:对两接收机的观测数据进行解算所得到的相应两测站的三位坐标差 同步基线:采用相同的处理模型和处理方案,用相同的基线解算软件对两台或多台接收机的同步观测数据进行解算所获得的基线向量
同步环:由三条或三条以上的同步基线构成的多边形闭合环路 异步环:含有异步基线的多边形闭合环路
独立环:由独立观测获得的基线向量所构成的多边形环路
GPS数据处理具有的特点:1数据量大2处理过程复杂3处理方法形式多4自动化程度高
预处理的目的:1对数据进行平滑滤波检验,剔除粗差,删除无效无用数据;2统一数据文件格式,将各类接收机的数据文件加工成彼此兼容的标注化文件;3gps卫星的轨道方程的标准化,一般用一多项式拟合观测时段内的星历数据;4诊断整周跳变点,发现并恢复整周跳变,使观测值进行各种模型改正,最常见的是大气折射模型改正。