东南大学交通基础设施检测技术课件定位系统.ppt

东南大学交通基础设施检测技术课件定位系统
GPS定位原理
5、GPS定位原理
（1）绝对定位原理
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响的附加待估参数,在数据处理中一并求得。③利用同步观测量求差。
3）多路径效应
测站周围的反射物所反射的卫星信号(反射波)进入接收机天线,将和直接来自卫星的信号(直接波) 产生干涉,从而使观测值偏离,产生所谓的“多路径误差”。这种由于多路径的信号传播所引起的干涉时延效应被称作多路径效应。减弱多路径误差的方法主要有: ①选择合适的站址。测站不宜选择在山坡、山谷和盆地中,应离开高层建筑物。②选择较好的接收机天线,在天线中设置径板,抑制极化特性不同的反射信号
与GPS 接收机有关的误差
（1）接收机钟差
GPS 接收机一般采用高精度的石英钟,接收机的钟面时与GPS 标准时之间的差异称为接收机钟差。把每个观测时刻的接收机钟差当作一个独立的未知数,并认为各观测时刻的接收机钟差间是相关的,在数据处理中与观测站的位置参数一并求解，可减弱接收机钟差的影响。
（２）接收机天线相位中心偏差
在GPS 测量时,观测值都是以接收机天线的相位中心位置为准的,而天线的相位中心与其几何中心,在理论上应保持一致。但是观测时天线的相位中心随着信号输入的强度和方向不同而有所变化,这种差别叫天线相位中心的位置偏差。这种偏差的影响可达数毫米至厘米。而如何减少相位中心的偏移是天线设计中的一个重要问题。
差分GPS
为得到更高的定位精度，我们通常采用差分GPS技术：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，并由基准站实时将这一数据发送出去。用户接收机在进行GPS观测的同时，也接收到基准站发出的改正数，并对其定位结果进行改正，从而提高定位精度。
位置差分原理
这是一种最简单的差分方法，任何一种GPS接收机均可改装和组成这种差分系统。
安装在基准站上的GPS接收机观测4颗卫星后便可进行三维定位，解算出基准站的坐标。由于存在着轨道误差、时钟误差、SA影响、大气影响、多径效应以及其他误差，解算出的坐标与基准站的已知坐标是不一样的， 存在误差。基准站利用数据链将此改正数发送出去，由用户站接收，并且对其解算的用户站坐标进行改正。
最后得到的改正后的用户坐标已消去了基准站和用户站的共同误差，例如卫星轨道误差、 SA影响、大气影响等，提高了定位精度。以上先决条件是基准站和用户站观测同一组卫星的情况。 位置差分法适用于用户与基准站间距离在100km以内的情况。
伪距差分原理
伪距差分是目前用途最广的一种技术。几乎所有的商用差分GPS接收机均采用这种技术。
在基准站上的接收机要求得它至可见卫星的距离，并将此计算出的距离与含有误差的测量值 加以比较。然后将所有卫星的测距误差传输 给用户，用户利用此测距误差来改正测量的伪距。最后，用户利用改正后的伪距来解出本身的位置， 就可消去公共误差，提高定位精度。
与位置差分相似，伪距差分能将两站公共误差抵消，但随着用户到基准站距离的增加又 出现了系统误差，这种误差用任何差分法都是不能消除的。用户和基准站之间的距离对精度有决定性影响。
精度可到１米
相位差分法
将GPS信号的载波作为量测信号
理论上误差与载波周长和相位测量精度有关
精度可到１ｃｍ
GLONASS系统
俄罗斯“格洛纳斯”系统（GLONASS）是GLObal NAvigation Satellite System的字头缩写，是前苏联国防部从20世纪80年代初开始建设的与美国GPS相抗衡的全球卫星导航系统，与GPS系统原理、功能十分类似，耗资30多亿美元，1995年投入使用，现在由俄罗斯联邦航天局管理。
。GLONASS系统单点定位精度水平方向为16米，垂直方向为25米。
欧洲“伽利略”卫星导航系统
数量：30颗中高度圆轨道卫星组成，27颗为工作卫星，3颗为候补；
轨道：高度为24126公里，位于3个倾角为56度的轨道平面内；
精度：最高精度小于1米；
用途：主要为民用；
进展：2005年12月28日首颗实验卫星已成功发射，预计2008年前可开通定位服务。
欧洲的“伽利略”（Galileo）导航卫星系统计划受到了全世界的关注。尽管遇到了许多障碍，“伽利略”系统最终还是得以实施。2002年3月26日，欧盟15国交通部长会议一致决定正式启动“伽利略”导航卫星系统计划。“伽利略”计划的发展对世界卫星导航技术、市场，甚至世界政治格局都将产生深远的影响。
北斗１号与GPS比较
1、覆盖范围：北斗导航系统是覆盖中国本土的区域导航系统。覆盖范围东经约70°一1