《GPS伪距测量定位》课件

伪距测量定位GPS投稿人定位原理概述GPSGPS接收机接收来自多颗卫星的信号计算接收机与卫星之间的距离根据距离信息确定接收机的三维坐标卫星伪距测量卫星信号接收1接收机接收来自不同卫星的信号，包含时间戳和距离信息时间差计算2接收机内部时钟与卫星时钟存在偏差，需要计算时间差伪距计算3根据时间差和信号传播速度，计算出接收机到卫星的距离，即伪距单点定位公式公式变量ρ=ctr-ts+δ•ρ卫星与接收机之间的距离（伪距）•c光速•tr接收机接收卫星信号的时间•ts卫星发射信号的时间•δ误差项伪距误差分析电离层延迟对流层延迟电离层是地球大气层中的一部分对流层是地球大气层的最底层，，会使信号发生延迟会使信号发生折射卫星钟漂移误差多路径效应卫星上的原子钟并非完美，会产信号在到达接收机之前可能会被生微小的误差反射，导致多路径效应电离层延迟123主要因素影响误差电子密度信号路径弯曲高达100纳秒对流层延迟原因电磁波穿过对流层时，速度会发生变化，导致延迟影响因素气压、温度和湿度解决方法使用对流层模型进行校正相对论效应时间膨胀引力红移卫星在高速运行，时间会变慢卫星处于低重力环境，时间会变快卫星钟漂移误差原子钟不完美时间偏差累积12卫星上的原子钟并非完全精确钟漂导致卫星时间与地面时间，存在微小的漂移不一致，误差会随着时间推移而累积影响定位精度3钟漂误差会影响伪距测量，降低定位精度多路径效应信号反射多条路径定位误差卫星信号到达接收机时，会遇到各种障碍反射信号与直达信号叠加，形成多条路径多路径效应会导致接收机测量的伪距出现物，如建筑物、树木等，导致信号发生反，导致接收机接收到的信号强度和时间信误差，进而影响定位精度射息发生偏差接收机噪声接收机内部电子元件的热噪声会叠加噪声水平与接收机质量和信号强度有在接收信号上，导致测量误差关，信号越弱，噪声影响越大伪距误差总体分析12误差累积动态变化多种误差相互影响，导致定位精度下误差随时间、空间、环境等因素而变降化3难以消除需要使用多种技术手段，尽可能降低误差影响最小二乘解算误差最小化1寻找最佳拟合矩阵运算2求解方程组定位精度3提高定位精度解算步骤收集数据接收卫星信号，获取卫星的伪距和位置信息构建方程基于伪距观测值，建立定位方程组求解方程使用最小二乘法或其他优化算法，求解定位方程组，得到接收机的位置坐标定位精度指标因子PDOPPDOP PositionDilution ofPrecision含义衡量卫星几何分布对定位精度的影响值越小卫星分布越好，定位精度越高优化天线设置天线高度天线位置天线类型天线高度越高，信号越强，定位精度越高尽量将天线放置在开阔地带，避免遮挡物选择合适的GPS天线类型，例如，全向天但高度受限于实际情况，确保信号不受影响线适用于一般情况，定向天线适用于特殊环境差分原理GPS差分基站误差改正用户定位参考站接收卫星信号，计算精确位置基站计算误差并广播给用户接收机用户接收机利用差分数据修正定位精度差分基站建设基站选址1选择高精度，无遮挡，信号稳定位置设备安装2安装高精度GPS接收机，天线数据采集3实时采集卫星数据，计算差分改正值数据传输4通过网络或无线电，将差分数据传输至用户差分数据传输实时传输1差分数据需要实时传输，以保证定位精度多种方式2数据传输可以通过无线电、互联网、移动网络等方式进行数据格式3差分数据通常以特定的格式进行编码，例如RTCM格式差分定位算法基准站坐标1已知精确坐标伪距差2基准站与移动站伪距差移动站坐标3计算移动站坐标差分定位精度方法精度单点定位10-100米差分定位亚米级RTK定位厘米级原理RTK实时动态定位高精度定位12RTK接收机利用来自参考站的通过差分校正，可将定位精度差分校正信息，实时计算出接提升至厘米级，甚至毫米级收机位置双频测量3利用双频信号，可消除电离层延迟误差的影响，进一步提高定位精度系统组成RTK接收机基站无线电通讯模块接收卫星信号，计算定位数据提供参考定位数据，消除误差传输基站数据给接收机初始化RTK基站定位1基站接收卫星信号，计算自身精确位置接收机定位2移动站接收卫星信号，进行初步定位基站数据传输3基站将差分数据传输至移动站误差修正4移动站接收差分数据，修正自身定位误差数据交换RTK基站数据RTK基站将修正后的卫星数据进行广播数据传输数据可以通过无线电、网络或蜂窝网络传输接收机接收接收机接收基站的修正数据定位精度接收机利用修正数据进行精确的定位计算定位精度RTK110厘米级毫米级实时动态定位静态高精度定位典型应用案例GPS伪距测量定位技术在各个领域都有广泛应用，例如:•导航系统:汽车、航空、航海导航系统•位置服务:地图应用、位置共享、追踪定位•精准农业:农业机械定位、精准施肥、病虫害监测•城市管理:交通流量监测、车辆调度、公共安全•灾害救援:地震救援、人员搜救、灾情监测行业应用前景智能农业工程建设物流运输精确导航和定位技术，帮助农民进行精准施用于工程测量、地形勘测、施工定位，确保实现车辆定位、路线规划、货物追踪，提高肥、灌溉和收获，提高效率和效益工程精度和效率运输效率和安全性结束语GPS伪距测量定位技术在各行各业都发挥着重要作用未来，该技术将不断发展，应用范围将会更加广泛。