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  • GNSS接收机差分定位原理

    千次阅读 2019-11-25 14:39:30
    一、GNSS差分定位按照服务范围来分,可分为局域、区域和广域三大类。它们对应着不同的基线长度值。 局域差分一般具有较高的定位精度;考虑到差分系统的出发点主要在于消除卫星钟差、卫星星历、电离层延迟、对流程...
       一、GNSS差分定位按照服务范围来分,可分为局域、区域和广域三大类。它们对应着不同的基线长度值。
       局域差分一般具有较高的定位精度;考虑到差分系统的出发点主要在于消除卫星钟差、卫星星历、电离层延迟、对流程延迟误差,我们可以理解:短基线即为这些误差经差分校正后的残余误差要小于多路径和接收机噪声等误差,这些误差成分在用户与基准站处的空间相关性较高;反之,则为长基线。一般定义几十公里以下的基线为短基线。局域差分的基线长度一般在10-100km左右。
       二、按照差分校正的目标参数不同,可以分为位置差分、伪距差分、载波相位平滑后的伪距差分和载波相位差分四大类。
       (1)位置差分的一个缺点是基站和流动站必须采用同一种定位方法和同一套卫星测量值组合;
       (2)利用载波相位测量值实现精密定位的根本任务是求解载波相位测量值中的整周模糊度。载波相位平滑的伪距差分特点是没有整周模糊度,其精度介于伪距差分和载波相位差分之间。
       (3)根据定位结果分类:绝对定位和相对定位。
          在绝对定位中,基准站接收天线的位置坐标需要被事先精确地确定,而利用差分服务的用户接收机可求解出其天线位置在同一坐标系统中的定位值;相反,用户并不关心基站的绝对位置,用户接收机解得的定位结果是相对于基准站位置的位移向量(基线向量)。当前在相对定位系统中,若基准站接收机天线的精确位置坐标已知。
          用户接收机是否获取到绝对定位值得关键因素在于基准站所播发的差分校正量的内容:若基准站播发测量值的差分校正量,则用户接收机可以根据经差分校正后的测量值计算出它的绝对定位值;若基站播发的不是对测量值的差分校正量,而是直接播发其接收机的测量值,则用户接收机对来自基准站接收机和其本身的两个方面测量值进行组合,进而计算出基线向量而实现相对定位。
          (4)根据差分操作的级数不同,可分为单差、双差和三差。
          (5)根据用户运动状态,分为静态差分和动态差分。
          静态载波相位差分是最高精度一种,能达到毫米级。动态差分要求用户接收机和基准站基线长度小于10km,一般不超过20km。
          (6)实时差分一般是短基线应用;长基线差分一般要求后处理。
    
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  • GPS 入门 5 —— 定位误差产生的原因和差分定位原理 (2008-10-11 20:24:19) var $tag=gps,杂谈; var $tag_code=7aa35aee21f6c370f3e1e53a870b6b27; 标签:gps 杂谈 分类:GPS.our.life
    GPS 入门 5 —— 定位误差产生的原因和差分定位原理 (2008-10-11 20:24:19)
    GPS定位误差产生的原因

     

     

    我们在利用GPS进行定位时,会受到各种各样因素的影响。影响GPS定位精度的因素可分为以下四大类:

    (1)与GPS卫星有关的因素

    SA政策

    美国政府从其国家利益出发,通过降低广播星历精度(技术)、在GPS基准信号中加入高频抖动(技术)等方法,人为降低普通用户利用GPS进行导航定位时的精度。(2000年已取消)

    卫星星历误差

    在进行GPS定位时,计算在某时刻GPS卫星位置所需的卫星轨道参数是通过各种类型的星历[7]提供的,但不论采用哪种类型的星历,所计算出的卫星位置都会与其真实位置有所差异,这就是所谓的星历误差。

    卫星钟差

    卫星钟差是GPS卫星上所安装的原子钟的钟面时与GPS标准时间之间的误差。
    卫星信号发射天线相位中心偏差
    卫星信号发射天线相位中心偏差是GPS卫星上信号发射天线的标称相位中心与其真实相位中心之间的差异。

    (2)与传播途径有关的因素

    电离层延迟

    由于地球周围的电离层对电磁波的折射效应,使得GPS信号的传播速度发生变化,这种变化称为电离层延迟。电磁波所受电离层折射的影响与电磁波的频率以及电磁波传播途径上电子总含量有关。

    对流层延迟

    由于地球周围的对流层对电磁波的折射效应,使得GPS信号的传播速度发生变化,这种变化称为对流层延迟。电磁波所受对流层折射的影响与电磁波传播途径上的温度、湿度和气压有关。

    多路径效应

    由于接收机周围环境的影响,使得接收机所接收到的卫星信号中还包含有各种反射和折射信号的影响,这就是所谓的多路径效应。

    (3)与接收机有关的因素

    接收机钟差

    接收机钟差是GPS接收机所使用的钟的钟面时与GPS标准时之间的差异。

    接收机天线相位中心偏差

    接收机天线相位中心偏差是GPS接收机天线的标称相位中心与其真实的相位中心之间的差异。

    接收机软件和硬件造成的误差

    在进行GPS定位时,定位结果还会受到诸如处理与控制软件和硬件等的影响。

    (4)其它

    GPS控制部分人为或计算机造成的影响
    由于GPS控制部分的问题或用户在进行数据处理时引入的误差等。
    数据处理软件的影响
    数据处理软件的算法不完善对定位结果的影响。

     

     

    GPS差分定位原理(DGPS)

     

     

    (1)工作原理
    目前单GPS系统提供的定位精度是优于25米,而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。
     
    (2)差分分类
    差分GPS分为两大类:伪距差分和载波相位差分。

    1. 伪距差分原理
    这是应用最广的一种差分。在基准站上,观测所有卫星,根据基准站已知坐标和各卫星的坐标,求出每颗卫星每一时刻到基准站的真实距离。再与测得的伪距比较,得出伪距改正数,将其传输至用户接收机,提高定位精度。这种差分,能得到米级定位精度,如沿海广泛使用的信标差分"

    2.载波相位差分原理
    载波相位差分技术又称RTK(Real Time Kinematic)技术,是实时处理两个测站载波相位观测量的差分方法。即是将基准站采集的载波相位发给用户接收机,进行求差解算坐标。
    载波相位差分可使定位精度达到厘米级。大量应用于动态需要高精度位置的领域。

    (3)基准站-移动站差分系统介绍
    基准站-移动站差分是指采用两台GPS接收机。一台是基准站GPS,另一台是用户端GPS,并且知道一个已知点的坐标,原理是在已知坐标的固定点上架设一台GPS接收机(称基准站),通过GPS的定位数据和已知坐标点的数据解算出差分数据(RTCM),再通过数据链将误差修正参数实时播发出去,用户端通过数据链接收修正参数并传给GPS,GPS接收修正参数后和自己的定位数据进行修正解算,即可将定位精度提高到米级、甚至厘米级。
    (4) 信标差分系统原理
    信标差分系统实际上就是差分系统,只是信标差分系统不需要用户自己架设基准站,因为考虑到实时差分系统未来的需要,国家交通部海监局在我国沿海从南到北沿海岸线建立了20个信标台站(也就相当于差分系统的基准站),这些信标站24小时发送RTCM差分校正信息,而且不收任何费用,其传输的距离是:在内陆是300KM的覆盖范围,在海上是500KM的覆盖范围。用户端只需要一台移动站的GPS就可以实现高精度的实时定位。

     

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  • GPS定位误差产生的原因     我们在利用GPS进行定位时,会受到各种各样因素的影响。影响GPS定位精度的因素可分为以下四大类: (1)与GPS卫星有关的因素 SA政策 美国政府从其国家利益出发,...
    GPS定位误差产生的原因

     

     

    我们在利用GPS进行定位时,会受到各种各样因素的影响。影响GPS定位精度的因素可分为以下四大类:

    (1)与GPS卫星有关的因素

    SA政策

    美国政府从其国家利益出发,通过降低广播星历精度(技术)、在GPS基准信号中加入高频抖动(技术)等方法,人为降低普通用户利用GPS进行导航定位时的精度。(2000年已取消)

    卫星星历误差

    在进行GPS定位时,计算在某时刻GPS卫星位置所需的卫星轨道参数是通过各种类型的星历[7]提供的,但不论采用哪种类型的星历,所计算出的卫星位置都会与其真实位置有所差异,这就是所谓的星历误差。

    卫星钟差

    卫星钟差是GPS卫星上所安装的原子钟的钟面时与GPS标准时间之间的误差。
    卫星信号发射天线相位中心偏差
    卫星信号发射天线相位中心偏差是GPS卫星上信号发射天线的标称相位中心与其真实相位中心之间的差异。

    (2)与传播途径有关的因素

    电离层延迟

    由于地球周围的电离层对电磁波的折射效应,使得GPS信号的传播速度发生变化,这种变化称为电离层延迟。电磁波所受电离层折射的影响与电磁波的频率以及电磁波传播途径上电子总含量有关。

    对流层延迟

    由于地球周围的对流层对电磁波的折射效应,使得GPS信号的传播速度发生变化,这种变化称为对流层延迟。电磁波所受对流层折射的影响与电磁波传播途径上的温度、湿度和气压有关。

    多路径效应

    由于接收机周围环境的影响,使得接收机所接收到的卫星信号中还包含有各种反射和折射信号的影响,这就是所谓的多路径效应。

    (3)与接收机有关的因素

    接收机钟差

    接收机钟差是GPS接收机所使用的钟的钟面时与GPS标准时之间的差异。

    接收机天线相位中心偏差

    接收机天线相位中心偏差是GPS接收机天线的标称相位中心与其真实的相位中心之间的差异。

    接收机软件和硬件造成的误差

    在进行GPS定位时,定位结果还会受到诸如处理与控制软件和硬件等的影响。

    (4)其它

    GPS控制部分人为或计算机造成的影响
    由于GPS控制部分的问题或用户在进行数据处理时引入的误差等。
    数据处理软件的影响
    数据处理软件的算法不完善对定位结果的影响。

     

     

    GPS差分定位原理(DGPS)

     

     

    (1)工作原理
    目前单GPS系统提供的定位精度是优于25米,而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。
     
    (2)差分分类
    差分GPS分为两大类:伪距差分和载波相位差分。

    1. 伪距差分原理
    这是应用最广的一种差分。在基准站上,观测所有卫星,根据基准站已知坐标和各卫星的坐标,求出每颗卫星每一时刻到基准站的真实距离。再与测得的伪距比较,得出伪距改正数,将其传输至用户接收机,提高定位精度。这种差分,能得到米级定位精度,如沿海广泛使用的信标差分"

    2.载波相位差分原理
    载波相位差分技术又称RTK(Real Time Kinematic)技术,是实时处理两个测站载波相位观测量的差分方法。即是将基准站采集的载波相位发给用户接收机,进行求差解算坐标。
    载波相位差分可使定位精度达到厘米级。大量应用于动态需要高精度位置的领域。

    (3)基准站-移动站差分系统介绍
    基准站-移动站差分是指采用两台GPS接收机。一台是基准站GPS,另一台是用户端GPS,并且知道一个已知点的坐标,原理是在已知坐标的固定点上架设一台GPS接收机(称基准站),通过GPS的定位数据和已知坐标点的数据解算出差分数据(RTCM),再通过数据链将误差修正参数实时播发出去,用户端通过数据链接收修正参数并传给GPS,GPS接收修正参数后和自己的定位数据进行修正解算,即可将定位精度提高到米级、甚至厘米级。
    (4) 信标差分系统原理
    信标差分系统实际上就是差分系统,只是信标差分系统不需要用户自己架设基准站,因为考虑到实时差分系统未来的需要,国家交通部海监局在我国沿海从南到北沿海岸线建立了20个信标台站(也就相当于差分系统的基准站),这些信标站24小时发送RTCM差分校正信息,而且不收任何费用,其传输的距离是:在内陆是300KM的覆盖范围,在海上是500KM的覆盖范围。用户端只需要一台移动站的GPS就可以实现高精度的实时定位。

     

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  • 差分GPS的定位原理

    2020-07-26 22:44:09
    本文给大家分享了差分GPS的定位原理
  • gps差分定位基本原理详解ppt课件
  • 差分GPS定位原理

    2018-05-04 22:09:46
    讲解清晰,简单明了,易于大家学习,需要的赶快下载吧
  • 差分GPS接收机定位原理

    千次阅读 2019-12-06 10:48:42
    差分GPS定位原理 它使用一台 GPS基准接收机(基准站)和一台用户接收机(移动站),利用实时或事后处理技术,就可以使用户测量时消去公共的误差源 —卫星轨道误差、卫星钟差、大气延时、多路径效应。特别提出的是,当...

    它使用一台 GPS基准接收机(基准站)和一台用户接收机(移动站),利用实时或事后处理技术,就可以使用户测量时消去公共的误差源 —卫星轨道误差、卫星钟差、大气延时、多路径效应。特别提出的是,当GPS工作卫星升空时,美国政府实行了SA政策。使卫星的轨道参数增加了很大的误差,致使一些对定位精度要求稍高的用户得不到满足。因此,现在发展差分GPS技术就显得越来越重要。

    GPS定位是利用一组卫星的伪距、星历、卫星发射时间等观测值来实现的,同时还必须知道用户钟差。因此,要获得地面点的三维坐标,必须对4颗卫星进行测量。

    在这一定位过程中,存在着三部分误差。一部分是对每一个用户接收机所公有的,例如,卫星钟误差、星历误差、电离层误差、对流层误差等;第二部分为不能由用户测量或由校正模型来计算的传播延迟误差;第三部分为各用户接收机所固有的误差,例如内部噪声、通道延迟、多径效应等。利用差分技术,第一部分误差完全可以消除,第二部分误差大部分可以消除,其主要取决于基准接收机和用户接收机的距离,第三部分误差则无法消除。

    根据差分GPS基准站发送的信息方式可将差分GPS定位分为三类,即:位置差分、伪距差分和载波相位差分。这三类差分方式的工作原理是相同的,即都是由基准站发送修正数据,由用户站接收并对其测量结果进行修正,以获得精确的定位结果。所不同的是,发送修正数据的具体内容不一样,其差分定位精度也不同。

    1. 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。

    1. 伪距差分原理(DGPS)也称为(RTD)

    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。国际海事 无线电委员会推荐的RTCM SC-104也采用了这种技术。

    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。利用一个α-β滤波器将此差值滤波并求出其偏差。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。利用伪距差分方法,定位精度可达到亚米级。

    1. 载波相位差分原理(RTK)

    载波相位差分技术又称之为RTK技术(real time kinematic),是建立在及时处理两个测站的载波相位基础上的。载波相位差分技术能实时提供观测点的三维坐标,并达到厘米级的高精度。

    与伪距差分原理相同,由基准站通过数据链及时将其载波观测值及基准站坐标信息一同传送给用户站。用户站接收GPS卫星的载波相位与来自基准站的载波相位,并组成相位差分观测值进行及时处理,能及时给出厘米级的定位结果。

    实现载波相位差分GPS的方法分为两类:修正法与差分法。前者和伪距差分相同,基准站把载波相位修正量发送给用户站,以改正其载波相位,之后求解坐标。后者把基准站采集的载波相位发送给 用户台进行求差解算坐标。前者是准RTK技术,后者为真正的RTK技术。

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  • GNSS原理及技术(三)——差分定位技术

    万次阅读 多人点赞 2018-07-25 13:55:44
    本文以DGPS为例来说明差分定位技术 首先提个问题:我们为什么要采用差分GPS定位技术测量? 答案是:绝对定位精度不能满足要求。   一、DGPS简介 DGPS:差分全球定位系统(Differential Global Position ...
  • GPS差分定位

    千次阅读 2020-09-02 21:24:20
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  • 差分定位和精密定位

    2019-09-27 15:35:39
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  • 载波相位差分定位

    千次阅读 2020-07-31 23:31:07
    我接触差分定位是通过暑期在南京北斗一段时间的实习 这个是当初项目总结的PPT(这个真的是干货!!!) https://www.90pan.com/b2009875 密码:9716 我把_Lambda算法的zip和rar上传到了这里 ???? ...
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  • 讨论了GPS伪距差分定位原理及其数学模型,为了研究伪距差分定位精度,编写了GPS伪距差分定位软件,并对某GPS网的观测数据进行了大量的伪距差分定位试验计算.计算结果表明,GPS三类伪距观测值的差分定位精度基本相同;在...
  • 差分GPS原理

    千次阅读 2016-06-17 08:49:01
    在了解差分GPS之前首先要知道GPS定位测量中的三类误差: 1、接收机的公有误差:卫星钟误差、星历误差、电离层误差、对流程误差; 2、接收机自身存在的误差:内部噪声、通道延迟、多路径效应; 3、基准站接收机与...
  • 北斗/GPS差分定位技术有哪些?

    千次阅读 2020-08-10 21:19:49
       ...(1)差分定位技术原理是什么?为什么定位精度这么高?     消除伪距测量误差,可以有效提高定位精度,差分就是一种行之有效的措施,可以极大的提高定位精度
  • 按定位方式:单点定位,相对定位(差分定位) 按接收机的运动状态分:动态定位,静态定位 2.1、绝对定位(单点定位) 绝对位置,即某一坐标系下的绝对坐标 2.2、相对定位(差分定位) 基线向量,即进行同步观测的...
  • 差分GPS的原理

    2015-11-27 11:35:38
    测定卫星到接收机间的距离的方法,GPS定位原理和各种定位模式。通过本课程的理论学习及实践教学,使学生掌握GPS导航定位的基本原理、作业模式和操作方法,为学生毕业后参加生产作业和科学研究打下坚实基础。
  • 伪距差分定位

    千次阅读 2018-09-18 14:29:49
    伪距差分定位 (1)测站r:Prs=(ρrs+Irs+Tr)+c(dtr−dts)+εP测站b:Pbs=(ρbs+Ibs+Tb)+c(dtb−dts)+εP \begin{aligned} 测站r:P_{r}^{s} &= (\rho_r^s+I_{r}^{s}+T_r)+c(dt_r-dt^s)+ \varepsilon_P \\...
  • RTK载波相位差分原理

    2012-05-16 19:48:08
    RTK载波相位差分原理
  • GPS差分原理

    千次阅读 2019-01-26 19:06:19
    ">本文以DGPS为例来说明差分定位技术</span></p> 首先提个问题: 我们为什么要采用差分GPS定位技术测量 ? 答案是:绝对定位精度不能满足要求。   一、DGPS简介 DGPS:差分全球定位系统...
  • 单片机差分GPS定位系统设计

    千次阅读 多人点赞 2018-03-23 19:50:54
    背景意义 随着GPS定位的不断发展和普及,用户对GPS定位精度的要求越来越高,单点...利用普通的 GPS接收机和单片机建立单片机差分GPS定位系统可以有效提高定位精度,且具有设备简单 、造价低及使用灵活的特点,有重...
  • 本文介绍了差分GPS定位技术原理,针对矿区列车实时动态追踪系统中使用的位置差分技术和具有多个基准站的局域差分技术进行了分析和探讨。
  • 文中主要介绍了多功能GPS差分系统在全国二次土地调查中的应用,并详细介绍了该系统建设的原理、建立方法,通过实例得出此系统完全满足二次土地调查要求,为二次调查的外业工作顺利开展提供很好的技术依据。
  • 差分GPS技术消除公共误差原理

    千次阅读 2011-08-16 12:24:02
    差分GPS(DGPS)原理 根据差分GPS基准站发送的信息方式可将...这三类差分方式的工作原理是相同的,即都是由基准站发送改正数,由用户站接收并对其测量结果进行改正,以获得精确的定位结果。所不同的是,发送改正数的
  • 一、原理 二、实现流程 三、结论

空空如也

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差分定位的原理