動(dòng)態(tài)絕對(duì)定位原理概要

1、 動(dòng)態(tài)絕對(duì)定位原理 動(dòng)態(tài)絕對(duì)定位原理GPS 絕對(duì)定位又叫單點(diǎn)定位，即以 GPS 衛(wèi)星和用戶接收機(jī)之間的距離觀測(cè)值為基礎(chǔ)，并根據(jù)衛(wèi)星星歷確定的衛(wèi)星瞬時(shí)坐標(biāo)，直接確定用戶接收機(jī)天線在 WGS-84 坐標(biāo)系中相對(duì)于坐標(biāo)原點(diǎn)（地球質(zhì)心）的絕對(duì)位置。根據(jù)用戶接收機(jī)天線所處的狀態(tài)不同，絕對(duì)定位又可分為動(dòng)態(tài)絕對(duì)定位和靜態(tài)絕對(duì)定位。因?yàn)槭艿叫l(wèi)星軌道誤差、鐘差以及信號(hào)傳播誤差等因素的影響，靜態(tài)絕對(duì)定位的精度約為米級(jí)

2、，而動(dòng)態(tài)絕對(duì)定位的精度約為 10~40m。因此靜態(tài)絕對(duì)定位主要用于大地測(cè)量，而動(dòng)態(tài)絕對(duì)定位只能用于一般性的導(dǎo)航定位中。將 GPS 用戶接收機(jī)安裝在載體上，并處于動(dòng)態(tài)情況下，確定載體的瞬時(shí)絕對(duì)位置的定位方法，稱為動(dòng)態(tài)絕對(duì)定位。一般，動(dòng)態(tài)絕對(duì)定位只能獲得很少或者沒有多余觀測(cè)量的實(shí)時(shí)解，因而定位精度不是很高，主要被廣泛應(yīng)用于飛機(jī)、船舶、陸地車輛等運(yùn)動(dòng)載體的導(dǎo)航。另外在航空物探和衛(wèi)星遙感領(lǐng)域也有著廣闊的應(yīng)用前景。定位解算中，根據(jù)采用的距離觀測(cè)原

3、理的不同，可以分為測(cè)碼偽距動(dòng)態(tài)絕對(duì)定位和測(cè) 相偽距動(dòng)態(tài)絕對(duì)定位。一、測(cè)碼偽距動(dòng)態(tài)絕對(duì)定位測(cè)碼偽距觀測(cè)方程（1） ? ? 2 1 0 ?? ?? ????? ? ? ? ?? ? ???? ? ???? ? ? ? ? ? k t czyxn m l為了推導(dǎo)方便，?。海?） 2 1 ?? ?? ? ? ? ? ? ? R則測(cè)碼偽距觀測(cè)方程可寫為（3） ? ? k t czyxn m l R ????? ?? ? ???? ? ???? ?

4、 ? ? ? ? 0式中的電離層和對(duì)流層延遲改正數(shù)可從衛(wèi)星發(fā)射的導(dǎo)航電文中獲得，而衛(wèi)星 在地球協(xié)議 j S坐標(biāo)系中的坐標(biāo)也可從衛(wèi)星星歷中得到。顯然，式中在某個(gè)歷元 只有測(cè)站 在協(xié)議地球坐標(biāo)系中的坐標(biāo)向量 和接收 t i T ? ? z y x , ,機(jī)鐘的鐘差 這 4 個(gè)未知參數(shù)，正是我們需要求解的。為此，至少需要建立 4 個(gè)類似的 k t ?方程。所以，用戶至少需要同步觀測(cè) 4 顆衛(wèi)星以便獲得 4 個(gè)以上測(cè)碼偽距觀測(cè)方程。在動(dòng)態(tài)絕對(duì)定

5、位的情況下，由于測(cè)站是運(yùn)動(dòng)的，所以獲得的偽距觀測(cè)量很少。但為了獲得實(shí)時(shí)定位結(jié)果，必須至少同步觀測(cè) 4 顆衛(wèi)星。假設(shè) GPS 接收機(jī)在測(cè)站 于某一歷元 同步觀測(cè) j 顆衛(wèi)星（ ） ，則由 i T t n j ? , 3 , 2 , 1 ?（3）式可得：（10） ? ? ? ?2 10 0?? ?? ?????? ??? ? ??? ? ???? ? ???? ? ? ? ?k t ct Nzyxn m l令（11） ? ? 2 1 ??

6、?? ?? ? ? ? ? t R代入（10）式，則測(cè)相偽距觀測(cè)方程可寫為（12） ? ? ? ? k t c t Nzyxn m l R ? ????? ? ?? ? ???? ? ???? ? ? ? ? ? 0 0由于測(cè)相偽距法中引入了另外的未知參數(shù)——整周未知數(shù)，因此，若和測(cè)碼偽距法一樣，觀測(cè) 4 顆衛(wèi)星無法解算出測(cè)站的三維坐標(biāo)。假設(shè) GPS 接收機(jī)在測(cè)站 于某一歷元 同步觀測(cè) n 顆以上衛(wèi)星（ ） ， i T t n j ?

7、, 4 , 3 , 2 , 1 ?則由（5-28）式可得誤差方程組為（13）? ?? ?? ?L CN T B AXV? ? ? ?? ? ? ? ???? ? ? ? ???? ?? ?? ??? ? ? ? ???? ? ? ? ???? ? ? ???? ? ? ????? ? ? ???? ? ? ???????? ? ???? ? ???? ? ? ? ???? ? ? ? ????? ? ? ? ???? ? ? ? ???

8、????????????n n nkn n n nRRRt Nt Nt Nt czyxn m ln m ln m lvvvjj02 021 01002012 2 21 1 1211 010 1111? ? ?? ? ? ? ?可見，誤差方程中的未知參數(shù)有：三個(gè)測(cè)站點(diǎn)坐標(biāo)，一個(gè)接收機(jī)鐘差，n 個(gè)整周未知數(shù)。這樣誤差方程中總未知參數(shù)為 4+n 個(gè)，而觀測(cè)方程的總數(shù)只有 n 個(gè)，如此則不可能實(shí)時(shí)求解。如果在載體運(yùn)動(dòng)之前，GPS 接收機(jī)在 時(shí)刻