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GPS知識(shí)寶庫(kù):GPS如何定位
- 發(fā)布日期: 2010-11-01
- 生成日期: 2022/6/1
- 發(fā) 布 人: 衛(wèi)通達(dá)
- 信息來(lái)源: GPS報(bào)
GPS接收機(jī)可接收到可用于授時(shí)的準(zhǔn)確至納秒級(jí)的時(shí)間信息;用于預(yù)報(bào)未來(lái)幾個(gè)月內(nèi)衛(wèi)星所處概略位置的預(yù)報(bào)星歷;用于計(jì)算定位時(shí)所需衛(wèi)星坐標(biāo)的廣播星歷,精度為幾米至幾十米(各個(gè)衛(wèi)星不同,隨時(shí)變化);以及GPS系統(tǒng)信息,如衛(wèi)星狀況等。
GPS接收機(jī)對(duì)碼的量測(cè)就可得到衛(wèi)星到接收機(jī)的距離,由于含有接收機(jī)衛(wèi)星鐘的誤差及大氣傳播誤差,故稱(chēng)為偽距。對(duì)0A碼測(cè)得的偽距稱(chēng)為UA碼偽距,精度約為20米左右,對(duì)P碼測(cè)得的偽距稱(chēng)為P碼偽距,精度約為2米左右。
GPS接收機(jī)對(duì)收到的衛(wèi)星信號(hào),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(chēng)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(hào)載波相位與接收機(jī)本機(jī)振蕩產(chǎn)生信號(hào)相位之差。一般在接收機(jī)鐘確定的歷元時(shí)刻量測(cè),保持對(duì)衛(wèi)星信號(hào)的跟蹤,就可記錄下相位的變化值,但開(kāi)始觀測(cè)時(shí)的接收機(jī)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(cè)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(duì)定位、并有一段連續(xù)觀測(cè)值時(shí)才能使用相位觀測(cè)值,而要達(dá)到優(yōu)于米級(jí)的定位 精度也只能采用相位觀測(cè)值。
按定位方式,GPS定位分為單點(diǎn)定位和相對(duì)定位(差分定位)。單點(diǎn)定位就是根據(jù)一臺(tái)接收機(jī)的觀測(cè)數(shù)據(jù)來(lái)確定接收機(jī)位置的方式,它只能采用偽距觀測(cè)量,可用于車(chē)船等的概略導(dǎo)航定位。相對(duì)定位(差分定位)是根據(jù)兩臺(tái)以上接收機(jī)的觀測(cè)數(shù)據(jù)來(lái)確定觀測(cè)點(diǎn)之間的相對(duì)位置的方法,它既可采用偽距觀測(cè)量也可采用相位觀測(cè)量,大地測(cè)量或工程測(cè)量均應(yīng)采用相位觀測(cè)值進(jìn)行相對(duì)定位。
在GPS觀測(cè)量中包含了衛(wèi)星和接收機(jī)的鐘差、大氣傳播延遲、多路徑效應(yīng)等誤差,在定位計(jì)算時(shí)還要受到衛(wèi)星廣播星歷誤差的影響,在進(jìn)行相對(duì)定位時(shí)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(jī)可以根據(jù)兩個(gè)頻率的觀測(cè)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(jī)間距離較遠(yuǎn)時(shí)(大氣有明顯差別),應(yīng)選用雙頻接收機(jī)。
在定位觀測(cè)時(shí),若接收機(jī)相對(duì)于地球表面運(yùn)動(dòng),則稱(chēng)為動(dòng)態(tài)定位,如用于車(chē)船等概略導(dǎo)航定位的精度為30一100米的偽距單點(diǎn)定位,或用于城市車(chē)輛導(dǎo)航定位的米級(jí)精度的偽距差分定位,或用于測(cè)量放樣等的厘米級(jí) 的相位差分定位(RTK),實(shí)時(shí)差分定位需要數(shù)據(jù)鏈將 兩個(gè)或多個(gè)站的觀測(cè)數(shù)據(jù)實(shí)時(shí)傳輸?shù)揭黄鹩?jì)算。 在定位觀測(cè)時(shí),若接收機(jī)相對(duì)于地球表面靜止,則稱(chēng)為靜態(tài)定位,在進(jìn)行控制網(wǎng)觀測(cè)時(shí),一般均采用這種 方式由幾臺(tái)接收機(jī)同時(shí)觀測(cè),它能最太限度地發(fā)揮GPS的定位精度,專(zhuān)用于 這種目的的接收機(jī)被稱(chēng)為大地型接 收機(jī),是接收機(jī)中性能最好的一類(lèi)。目前,GPS已經(jīng)能 夠達(dá)到地殼形變觀測(cè)的精度要求,IGS的常年觀測(cè)臺(tái)站已 經(jīng)能構(gòu)成毫米級(jí)的全球坐標(biāo)框架。
(整理:洪麓豐)