GPS知識寶庫:GPS如何定位
發(fā)布日期:: 2010/11/1 作者來源:: GPS報/衛(wèi)通達(dá)
GPS接收機可接收到可用于授時的準(zhǔn)確至納秒級的時間信息;用于預(yù)報未來幾個月內(nèi)衛(wèi)星所處概略位置的預(yù)報星歷;用于計算定位時所需衛(wèi)星坐標(biāo)的廣播星歷,精度為幾米至幾十米(各個衛(wèi)星不同,隨時變化);以及GPS系統(tǒng)信息,如衛(wèi)星狀況等。
GPS接收機對碼的量測就可得到衛(wèi)星到接收機的距離,由于含有接收機衛(wèi)星鐘的誤差及大氣傳播誤差,故稱為偽距。對0A碼測得的偽距稱為UA碼偽距,精度約為20米左右,對P碼測得的偽距稱為P碼偽距,精度約為2米左右。
GPS接收機對收到的衛(wèi)星信號,進(jìn)行解碼或采用其它技術(shù),將調(diào)制在載波上的信息去掉后,就可以恢復(fù)載波。嚴(yán)格而言,載波相位應(yīng)被稱為載波拍頻相位,它是收到的受多普勒頻 移影響的衛(wèi)星信號載波相位與接收機本機振蕩產(chǎn)生信號相位之差。一般在接收機鐘確定的歷元時刻量測,保持對衛(wèi)星信號的跟蹤,就可記錄下相位的變化值,但開始觀測時的接收機和衛(wèi)星振蕩器的相位初值是不知道的,起始?xì)v元的相位整數(shù)也是不知道的,即整周模糊度,只能在數(shù)據(jù)處理中作為參數(shù)解算。相位觀測值的精度高至毫米,但前提是解出整周模糊度,因此只有在相對定位、并有一段連續(xù)觀測值時才能使用相位觀測值,而要達(dá)到優(yōu)于米級的定位 精度也只能采用相位觀測值。
按定位方式,GPS定位分為單點定位和相對定位(差分定位)。單點定位就是根據(jù)一臺接收機的觀測數(shù)據(jù)來確定接收機位置的方式,它只能采用偽距觀測量,可用于車船等的概略導(dǎo)航定位。相對定位(差分定位)是根據(jù)兩臺以上接收機的觀測數(shù)據(jù)來確定觀測點之間的相對位置的方法,它既可采用偽距觀測量也可采用相位觀測量,大地測量或工程測量均應(yīng)采用相位觀測值進(jìn)行相對定位。
在GPS觀測量中包含了衛(wèi)星和接收機的鐘差、大氣傳播延遲、多路徑效應(yīng)等誤差,在定位計算時還要受到衛(wèi)星廣播星歷誤差的影響,在進(jìn)行相對定位時大部分公共誤差被抵消或削弱,因此定位精度將大大提高,雙頻接收機可以根據(jù)兩個頻率的觀測量抵消大氣中電離層誤差的主要部分,在精度要求高,接收機間距離較遠(yuǎn)時(大氣有明顯差別),應(yīng)選用雙頻接收機。
在定位觀測時,若接收機相對于地球表面運動,則稱為動態(tài)定位,如用于車船等概略導(dǎo)航定位的精度為30一100米的偽距單點定位,或用于城市車輛導(dǎo)航定位的米級精度的偽距差分定位,或用于測量放樣等的厘米級 的相位差分定位(RTK),實時差分定位需要數(shù)據(jù)鏈將 兩個或多個站的觀測數(shù)據(jù)實時傳輸?shù)揭黄鹩嬎恪?在定位觀測時,若接收機相對于地球表面靜止,則稱為靜態(tài)定位,在進(jìn)行控制網(wǎng)觀測時,一般均采用這種 方式由幾臺接收機同時觀測,它能最太限度地發(fā)揮GPS的定位精度,專用于 這種目的的接收機被稱為大地型接 收機,是接收機中性能最好的一類。目前,GPS已經(jīng)能 夠達(dá)到地殼形變觀測的精度要求,IGS的常年觀測臺站已 經(jīng)能構(gòu)成毫米級的全球坐標(biāo)框架。
(整理:洪麓豐)