GPS7定位基本原理.pptx
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1、GPS原理及其应用主讲:付建红主讲:付建红遥感信息工程学院遥感信息工程学院第七讲 GPS定位的基本原理GPS原理及其应用原理及其应用遥感信息工程学院遥感信息工程学院GPS测量定位方法分类测量定位方法分类u定位模式定位模式绝对定位(单点定位)绝对定位(单点定位)相对定位相对定位差分定位差分定位u定位时接收机天线的运动状态定位时接收机天线的运动状态静态定位:天线相对于地球坐标系静止静态定位:天线相对于地球坐标系静止动态定位:天线相对于地球坐标系运动动态定位:天线相对于地球坐标系运动准动态定位:搬站过程中保持信号连续观测准动态定位:搬站过程中保持信号连续观测遥感信息工程学院遥感信息工程学院u获得定位
2、结果的时效获得定位结果的时效事后定位事后定位实时定位实时定位u观测值类型观测值类型伪距测量伪距测量载波相位测量载波相位测量GPS测量定位方法分类测量定位方法分类遥感信息工程学院遥感信息工程学院u单点定位单点定位u相对定位相对定位u差分差分GPSGPS主要内容主要内容遥感信息工程学院遥感信息工程学院7.1 单点定位单点定位GPS单点定位的概念单点定位的概念GPS单点定位的几何原理单点定位的几何原理GPS单点定位的求解单点定位的求解GPS单点定位小结单点定位小结遥感信息工程学院遥感信息工程学院我在哪我在哪里?里?遥感信息工程学院遥感信息工程学院遥感信息工程学院遥感信息工程学院航空摄影摄区航空摄影摄
3、区遥感信息工程学院遥感信息工程学院遥感信息工程学院遥感信息工程学院遥感信息工程学院遥感信息工程学院1、GPS单点定位的概念单点定位的概念uGPS单点单点定位是指根定位是指根据卫星星历以及据卫星星历以及单台单台GPS接收机接收机观测值来观测值来确定测站点在确定测站点在WGS84坐标系坐标系中绝对坐标的中绝对坐标的方法,也称为绝对定方法,也称为绝对定位。位。O(0,0,0)XYZ(X,Y,Z)(XS,YS,ZS)遥感信息工程学院遥感信息工程学院优点:优点:一台接收机单独定位,观测简单,一台接收机单独定位,观测简单,可瞬时定位可瞬时定位缺点:缺点:精度主要受系统性偏差的影响,定位精度低精度主要受系统
4、性偏差的影响,定位精度低应用领域应用领域低精度导航、资源普查、军事、低精度导航、资源普查、军事、.遥感信息工程学院遥感信息工程学院u在在待测点上设站待测点上设站,向,向3个或个或3个以上已知点进行角个以上已知点进行角度观测,通过后方交会方法求出待测点的坐标。度观测,通过后方交会方法求出待测点的坐标。平面后方交会方法回顾平面后方交会方法回顾遥感信息工程学院遥感信息工程学院2、GPS单点定位的几何原理单点定位的几何原理u观测一颗卫星观测一颗卫星测站位于以卫星位置为球心,测站位于以卫星位置为球心,站星距离为半径的球面上。站星距离为半径的球面上。(X1,Y1,Z1,)(X,Y,Z,)遥感信息工程学院遥
5、感信息工程学院2、GPS单点定位的几何原理单点定位的几何原理u观测两颗卫星观测两颗卫星做两个球面做两个球面两球面相交为一个圆两球面相交为一个圆测站位于圆上测站位于圆上(X2,Y2,Z2,)(X1,Y1,Z1,)2、GPS单点定位的几何原理单点定位的几何原理u观测三颗卫星观测三颗卫星做三个球面做三个球面三个球面相交为两点三个球面相交为两点测站位于其中一点上测站位于其中一点上(X3,Y3,Z3,)(X2,Y2,Z2,)(X1,Y1,Z1,)遥感信息工程学院遥感信息工程学院2、GPS单点定位的几何原理单点定位的几何原理uGPS单点定位方法的实质是单点定位方法的实质是空间距离后方交会空间距离后方交会观
6、测一个站星距离观测一个站星距离观测两个站星距离观测两个站星距离观测三个站星距离观测三个站星距离观测三个站星距离地球观测三个站星距离地球球面球面圆圆两点两点一点一点遥感信息工程学院遥感信息工程学院3、GPS单点定位的求解单点定位的求解遥感信息工程学院遥感信息工程学院GPS卫星在卫星在“T”时刻发射信号时刻发射信号GPS接收机于接收机于“T+t”时刻接收到信号时刻接收到信号站星距离站星距离=tt光速光速电离层电离层对流层对流层遥感信息工程学院遥感信息工程学院由于大气误差的影响,由于大气误差的影响,GPS卫星钟和卫星钟和GPS接收机钟接收机钟都含有误差,造成星站距离观测值并非星站几何距离。都含有误差
7、,造成星站距离观测值并非星站几何距离。遥感信息工程学院遥感信息工程学院遥感信息工程学院遥感信息工程学院(X,Y,Z,dt)S1S2S3S4遥感信息工程学院遥感信息工程学院给定待定点的初始坐标给定待定点的初始坐标 (X0,Y0,Z0)遥感信息工程学院遥感信息工程学院遥感信息工程学院遥感信息工程学院观测到多颗卫星观测到多颗卫星遥感信息工程学院遥感信息工程学院遥感信息工程学院遥感信息工程学院DOP(Dilution of Precision)GDOP Geometry Dilution of PrecisionPDOP Position Dilution of PrecisionTDOP Time
8、Dilution of PrecisionHDOP Horizontal Dilution of PrecisionVDOP Vertical Dilution of Precision遥感信息工程学院遥感信息工程学院遥感信息工程学院遥感信息工程学院N,E,H为站心坐标系下的坐标分量为站心坐标系下的坐标分量遥感信息工程学院遥感信息工程学院DOP值与定位精度值与定位精度DOP值的性质值的性质DOP值与单点定位时,所观测卫星的数量值与单点定位时,所观测卫星的数量与分布有关,它所表示的是定位的几何条件与分布有关,它所表示的是定位的几何条件DOP值越小,定位的几何条件越好值越小,定位的几何条件越好遥感
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