GPS测量原理及应用

GPS卫星信号

GPS卫星信号是GPS卫星向广大用户发送的用于导航定位的调制波

包含:载波、测距码、数据码,时钟频率为10.23MHZ

GPS使用L波段的两种载频,为了测量或者消除掉由于电离层效应而引起的延迟误差

L1载波fl1=19.032cm

L2载波fl2=24.42cm

伪随机噪声码(伪随机码或伪噪声码)PRN

具有一定周期的取值0和1的离散符号串,具有高斯噪声所有的良好自相关特征,而且具有某种确定的编码规则。

粗码C/A码

用于粗测距和捕获GPS卫星信号的伪随机码

精码P(y)码

卫星的精测码,码率10.23MHZ,由两个伪随机码乘积得到。

主要的GPS接收机型号

徕卡 GPS1200

天宝5700/5800双频接收机

南方测绘 灵锐S82双频RTK

GPS接收机类型

按用途分:

1导航型接收机(车载型 航海型 航空型 星载型)

2测地型接收机(用于精密大地测量 采用载波相位观测 精度高)

3授时型接收机(用于天文台及无线电通中时间同步)

按接收机载波频率分:

1单频接收机(只接收L1载波信号 不能有效消除电离层延迟影响 只适合短基线小于15km的精密定位)

2双频接收机(同时接收L1、L2载波信号 可消除电离层对电磁波信号延迟影响)

GPS卫星定位基本原理

伪距测量

伪距法定位是由GPS接收机在某一时刻测出得到四颗以上GPS卫星的伪距以及已知的卫星位置,采用距离交会的方法求定接收机天线所在点的三维坐标。

GPS卫星依据自己的时钟发出某一结构的测距码,该测距码经过t时间传播后到达接收机,接收机在自己的时钟控制下产生一组结构完全相同的测距码-复制码,并通过时延器使其延迟时间t’将两组测距码进行相关处理,直到自相关系数为1

载波相位法(精度高)

载波相位测量的观测是GPS接收机所接收的卫星载波信号与接收机本振参考信号的相位差

周跳:在跟踪卫星过程中,由于某种原因,卫星失锁,计数器无法继续计数,信号重新被跟踪后,整周计数不正确,但是不到一个整周的相位观测值仍是正确的现象。

GPS绝对定位(单点定位)

静态绝对定位:接收机天线处于静止状态下,确定观测站坐标的方法称为绝对定位法。

静态相对定位

相对定位是用两台接收机分别安置在基线的两端,同步观测相同的GPS卫星,以确定基线端点的相对位置或基线向量。

将观测值直接相减的过程叫做求一次差,所获得的结果被当做虚拟观测值,叫载波相位观测值的一次差或单差。

对载波相位观测值的一次差分观测值继续求差,所得的结果仍可以被当做虚拟观测值,叫做载波相位观测值的二次差或双差。

差分GPS定位技术:是将一台GPS接收机安置在基准站上进行观测,根据基准站已知精密坐标,计算出基准站到卫星的距离改正数,并由基准站实时地将这一改正数发送,用户接收机在进行GPS观测同时,也接收到基准站的改正数,并对其定位结果进行改正,提高精度°

GPS定位误差:1多台接收机公有误差2传播延迟误差3接收机固有误差

差分GPS可分为1基准站差分2多个基准站差分3局部区域差分4广域差分

GPS卫星导航

1单点动态定位2伪距差分动态定位3动态载波相位差分测量

GPS测量的误差来源及其应用

偶然误差(信号的多路径效应)

系统误差(星历误差、卫星误差、接收机时钟误差、大气折射的误差)

与信号有关误差

1电离层折射(1双频观测2利用电离层改正模型加以修正3利用同步观测值求差)

2对流层折射(1采用对流层模型加以改正2引入描述对流层影响的附加待估参数3利用同步观测量求差4利用水气辐射计直接测定信号传播的影响)

3多路径误差(测站周围的反射物所反射的卫星信号进去接收机天线,和直接来自卫星的信号产生干涉,从而产生多路径效应)

(1选择合适站址2对接收机天线要求)

与卫星有关的误差

(1卫星星历误差2卫星钟的钟误差3相对论效应)

卫星星历数据来源1广播星历2实测星历

与接收机有关的误差

1接收机钟误差2接收机的位置误差3天线相位中心位置误差4GPS天线相位中心的误差

其他误差(1地球自转的影响2地球潮汐改正)

第八章GPS测量的设计与实施

最后编辑于
©著作权归作者所有,转载或内容合作请联系作者
  • 序言:七十年代末,一起剥皮案震惊了整个滨河市,随后出现的几起案子,更是在滨河造成了极大的恐慌,老刑警刘岩,带你破解...
    沈念sama阅读 203,456评论 5 477
  • 序言:滨河连续发生了三起死亡事件,死亡现场离奇诡异,居然都是意外死亡,警方通过查阅死者的电脑和手机,发现死者居然都...
    沈念sama阅读 85,370评论 2 381
  • 文/潘晓璐 我一进店门,熙熙楼的掌柜王于贵愁眉苦脸地迎上来,“玉大人,你说我怎么就摊上这事。” “怎么了?”我有些...
    开封第一讲书人阅读 150,337评论 0 337
  • 文/不坏的土叔 我叫张陵,是天一观的道长。 经常有香客问我,道长,这世上最难降的妖魔是什么? 我笑而不...
    开封第一讲书人阅读 54,583评论 1 273
  • 正文 为了忘掉前任,我火速办了婚礼,结果婚礼上,老公的妹妹穿的比我还像新娘。我一直安慰自己,他们只是感情好,可当我...
    茶点故事阅读 63,596评论 5 365
  • 文/花漫 我一把揭开白布。 她就那样静静地躺着,像睡着了一般。 火红的嫁衣衬着肌肤如雪。 梳的纹丝不乱的头发上,一...
    开封第一讲书人阅读 48,572评论 1 281
  • 那天,我揣着相机与录音,去河边找鬼。 笑死,一个胖子当着我的面吹牛,可吹牛的内容都是我干的。 我是一名探鬼主播,决...
    沈念sama阅读 37,936评论 3 395
  • 文/苍兰香墨 我猛地睁开眼,长吁一口气:“原来是场噩梦啊……” “哼!你这毒妇竟也来了?” 一声冷哼从身侧响起,我...
    开封第一讲书人阅读 36,595评论 0 258
  • 序言:老挝万荣一对情侣失踪,失踪者是张志新(化名)和其女友刘颖,没想到半个月后,有当地人在树林里发现了一具尸体,经...
    沈念sama阅读 40,850评论 1 297
  • 正文 独居荒郊野岭守林人离奇死亡,尸身上长有42处带血的脓包…… 初始之章·张勋 以下内容为张勋视角 年9月15日...
    茶点故事阅读 35,601评论 2 321
  • 正文 我和宋清朗相恋三年,在试婚纱的时候发现自己被绿了。 大学时的朋友给我发了我未婚夫和他白月光在一起吃饭的照片。...
    茶点故事阅读 37,685评论 1 329
  • 序言:一个原本活蹦乱跳的男人离奇死亡,死状恐怖,灵堂内的尸体忽然破棺而出,到底是诈尸还是另有隐情,我是刑警宁泽,带...
    沈念sama阅读 33,371评论 4 318
  • 正文 年R本政府宣布,位于F岛的核电站,受9级特大地震影响,放射性物质发生泄漏。R本人自食恶果不足惜,却给世界环境...
    茶点故事阅读 38,951评论 3 307
  • 文/蒙蒙 一、第九天 我趴在偏房一处隐蔽的房顶上张望。 院中可真热闹,春花似锦、人声如沸。这庄子的主人今日做“春日...
    开封第一讲书人阅读 29,934评论 0 19
  • 文/苍兰香墨 我抬头看了看天上的太阳。三九已至,却和暖如春,着一层夹袄步出监牢的瞬间,已是汗流浃背。 一阵脚步声响...
    开封第一讲书人阅读 31,167评论 1 259
  • 我被黑心中介骗来泰国打工, 没想到刚下飞机就差点儿被人妖公主榨干…… 1. 我叫王不留,地道东北人。 一个月前我还...
    沈念sama阅读 43,636评论 2 349
  • 正文 我出身青楼,却偏偏与公主长得像,于是被迫代替她去往敌国和亲。 传闻我的和亲对象是个残疾皇子,可洞房花烛夜当晚...
    茶点故事阅读 42,411评论 2 342

推荐阅读更多精彩内容