GNSS精密单点定位基本原理及应用
测绘技术中的GNSS定位原理与方法
测绘技术中的GNSS定位原理与方法近年来，随着全球定位系统（GNSS）在测绘技术中的广泛应用，测绘行业发生了翻天覆地的变化。
GNSS定位技术以其高精度、高效率的特点，成为测绘领域的重要工具。
本文将从定位原理、定位方法以及应用领域三个方面，介绍GNSS在测绘技术中的应用。
一、定位原理GNSS定位是利用卫星与地面接收机之间的信号传输进行测量和计算，以确定地面测量点的空间坐标。
在GNSS系统中，由美国的GPS系统、俄罗斯的GLONASS系统、欧盟的伽利略系统以及中国的北斗系统组成。
GNSS定位原理主要基于卫星发射的时钟信号和接收机接收到的信号之间的时间差。
当接收机接收到至少四颗卫星发射的信号后，就可以通过计算时间差来确定接收机与卫星之间的距离。
通过三角定位的原理，结合更多卫星的信号，可以计算出接收机的三维坐标。
二、定位方法在测绘技术中，常用的GNSS定位方法有单点定位方法、差分定位方法以及RTK定位方法。
1. 单点定位方法:单点定位方法是最简单的定位方法，只需一颗接收卫星的信号即可进行定位。
这种方法在定位精度方面较差，通常只能达到数米级别的精度。
但由于简单易用，常用于地理信息系统（GIS）等对定位精度要求不高的应用中。
2. 差分定位方法:差分定位方法通过将一个已知位置的基准站与待测测站进行比较，利用两个位置之间的差异来进行定位修正。
在这种方法中，基准站接收到的信号被认为是准确的，通过计算修正量，对待测测站进行位置修正。
差分定位方法可以提高定位精度，通常可以达到亚米级别的精度。
3. RTK定位方法:RTK（Real-Time Kinematic）定位方法是GNSS定位技术中最高级别的方法之一。
与差分定位相比，RTK定位更加精确和实时。
在RTK定位中，待测测站和一个已知位置的参考站之间建立实时通信链路，通过实时传输测站接收到的信号，参考站对测站的位置进行快速准确计算，并实时传输修正量给测站。
RTK定位可以达到厘米级别的定位精度，广泛应用于高精度测绘和测量等领域。
详解测绘技术中的GNSS定位原理与应用
详解测绘技术中的GNSS定位原理与应用测绘技术在现代社会中起着非常重要的作用，它不仅能够提供精准的地理信息数据，而且为各行各业的发展提供了支持和保障。
在测绘技术中，全球导航卫星系统（GNSS）定位技术被广泛应用，它以其高精度、高效率和全球覆盖的特点成为现代测绘的主要手段之一。
GNSS定位技术是一种利用卫星信号进行定位的技术，它通过接收多颗卫星发射的信号，计算出接收器的位置信息。
GNSS系统主要包括美国的GPS系统、俄罗斯的GLONASS系统、欧洲的Galileo系统和中国的北斗系统等。
这些卫星系统都是通过在地球轨道上放置一定数量的卫星，并通过复杂的测量和计算方式实现定位功能的。
在GNSS定位中，卫星发射的信号是定位的基础。
信号中包含了卫星的位置、速度等信息，接收器通过解算信号中的数据，计算出自身的位置坐标。
GNSS定位可以分为单点定位和差分定位两种方式。
单点定位是指只使用单一接收器进行定位，精度一般在几米到十几米之间。
而差分定位是通过同时接收多个卫星信号，结合地面基准站测量的数据进行差分计算，可以实现更高精度的定位，一般可以达到亚米级别。
GNSS定位技术的应用非常广泛，它在测绘、导航、地理信息系统等领域都起着重要的作用。
在测绘领域中，GNSS定位可以实现大范围的地理数据采集，包括地形地貌的测量、森林资源的调查、土地利用的监测等。
利用GNSS定位技术，测绘人员可以在较短的时间内获取大量的地理数据，并通过数字化处理和分析，生成各种地图、图表等。
在导航领域中，GNSS定位技术被广泛应用于车载导航、航空导航、船舶导航等。
利用GNSS定位技术，我们可以实时获取到自身的位置信息，并结合地图数据进行导航指引。
无论是在城市中还是在野外，只要有GNSS信号的覆盖，我们就可以准确地知道自己的位置，这给出行带来了极大的便利。
此外，在地理信息系统中，GNSS定位技术也是不可或缺的。
地理信息系统是将地理空间数据与属性数据相结合，通过地理分析和空间模型构建，实现对地理现象的综合研究和分析。
GNSS导航系统的工作原理与使用方法
GNSS导航系统的工作原理与使用方法GNSS导航系统是一种基于卫星定位技术的全球导航系统，它可以提供高精度的定位、导航和时间服务。
本文将介绍GNSS导航系统的工作原理和使用方法。
一、GNSS导航系统的工作原理GNSS导航系统由一组卫星、地面控制站和用户接收机组成。
卫星是系统的核心，它们以地球同步轨道或倾斜轨道运行，向地球发射微波信号。
地面控制站负责监控卫星运行轨道和时间参考，以及卫星信号的传输校准。
用户接收机接收卫星信号，并利用信号的传播时间差来计算自己的位置、速度和时间。
GNSS导航系统的工作原理主要涉及两个关键技术：卫星定位和信号传播时间测量。
首先是卫星定位技术，它基于三角测量原理来确定接收机的位置。
当接收机接收到来自多颗卫星的信号时，它会通过计算不同卫星信号的传播时间差，进而确定自己的位置。
这就是所谓的多星定位技术，可以提供高精度的位置信息。
其次是信号传播时间测量技术。
卫星发射的信号会经过大气层的传播，传播速度会受到大气条件和天线高度等因素的影响。
为了准确测量信号的传播时间，GNSS导航系统会利用多普勒效应来对信号的传播时间差进行补偿。
通过精确计算信号传播时间，可以提高导航系统的定位精度。
在GNSS导航系统中，还有一些辅助技术可以提高系统的性能。
例如，差分定位技术可以通过测量不同接收机之间的信号传播时间差来消除误差，从而提高定位的精度。
此外，系统还可以使用差分载波相位测量、卫星选择过滤和多路径抑制等技术来改善系统的性能。
二、GNSS导航系统的使用方法GNSS导航系统的使用方法相对简单，用户只需配备一个接收机，并按照以下步骤进行操作：1. 配置接收机：用户首先需要根据接收机提供的说明书，将接收机与天线连接，并设置好接收机的参数。
不同的应用场景可能需要不同的参数配置，比如定位方式、使用的卫星系统等。
2. 搜索卫星信号：接收机需要搜索到至少4颗卫星的信号以进行定位。
用户可以将天线放置在开阔的场地上，并打开接收机，等待接收机自动搜索信号。
高精度GNSS测绘技术的工作原理与应用
高精度GNSS测绘技术的工作原理与应用GNSS，即全球导航卫星系统（Global Navigation Satellite System），是一种基于卫星定位的导航系统。
而高精度GNSS测绘技术，则是利用GNSS系统进行地理信息采集与处理的一项先进技术。
本文将对高精度GNSS测绘技术的工作原理和应用进行探讨。
一、高精度GNSS测绘技术的工作原理高精度GNSS测绘技术主要依赖于卫星定位技术和差分定位技术。
在卫星定位技术中，利用GNSS系统中的卫星进行测量，并通过计算卫星与接收器之间的距离来确定接收器的位置。
差分定位技术是基于单站定位的基础上，结合参考站的观测数据进行精确的位置校正。
在高精度GNSS测绘中，首先需要安装一台GNSS接收器，其内部包括天线、接收电路和数据处理单元。
接收器能够接收到卫星发射的信号，并通过解算卫星与接收器之间的距离，确定接收器的位置。
这个过程中，接收器需要至少捕获4颗卫星信号，并通过解算卫星轨道参数来计算距离。
当然，单独的卫星定位精度并不高，因为环境中会有一些干扰因素，比如大气湿度的影响、信号传播延迟等。
为了提高精度，差分定位技术应运而生。
差分定位技术需要配备参考站，参考站同样是一台GNSS接收器，获取与主站共视同颗卫星的观测数据，并记录下相对于已知位置的误差。
然后，将这些错误信息传递给主站接收器，通过纠正接收器的定位误差，从而获得更高的定位精度。
二、高精度GNSS测绘技术的应用高精度GNSS测绘技术在各个领域都有广泛的应用。
以下将介绍几个典型的应用场景。
1. 土地测绘与地理信息系统（GIS）：高精度GNSS测绘技术可以用于土地界址标定、房产测绘、道路规划等工作。
通过采集地理信息，并结合GIS系统进行数据处理与分析，可以为城市规划、土地管理等提供准确的数据支持。
2. 建筑工程与测量：在建筑工程中，高精度GNSS测绘技术可以用于测量控制点的坐标、地形的测量与计算等。
利用高精度GNSS测绘技术可以快速获取建筑物的准确位置和海拔信息，为工程设计和施工提供准确的基础数据。
GNSS原理及应用
GNSS原理及应用GNSS（全球导航卫星系统）是一种通过利用包括GPS（全球定位系统）、GLONASS（俄罗斯全球导航卫星系统）、Galileo（欧洲全球导航卫星系统）和Beidou（中国的全球导航卫星系统）等多个卫星系统的卫星进行全球定位和导航的技术。
GNSS原理及应用如下：GNSS主要基于三个原理：距离测量、卫星轨道和钟差测量以及建立导航解算。
首先，距离测量是一种基于卫星到接收机的距离计算的原理。
GNSS 接收机接收到来自卫星的信号，并通过计算信号传播的时间来测量卫星与接收机之间的距离。
通过同时接收多个卫星的信号，接收机可以确定自己的位置。
其次，卫星轨道和钟差测量是用来确定卫星的位置和钟差的原理。
接收机通过测量卫星信号的相位差来计算卫星的位置，同时也需要测量卫星钟差以纠正信号传播时钟差对定位结果的影响。
最后，建立导航解算是用来确定接收机的位置的原理。
通过接收来自至少四个卫星的信号，接收机可以使用三个已知位置的卫星确定自己的位置。
接收机还可以使用额外的卫星信号进行精确的定位和导航。
GNSS的应用非常广泛，包括但不限于以下几个方面：1.行车导航：GNSS可以用于车辆导航系统，提供准确的位置信息，帮助驾驶员选择最佳路线、避免交通拥堵和减少行车时间。
2.航空导航：GNSS在航空领域被广泛应用于飞行导航和着陆系统。
它提供高精度的位置信息，帮助飞行器确定其准确的位置和航向。
3.农业和渔业：农民和渔民可以利用GNSS来进行土地测量、货物追踪和捕捞活动。
它可以帮助农民和渔民提高生产效率，减少成本和资源浪费。
4.海洋和航运：GNSS在海洋和航运领域中广泛应用于船舶导航和航行控制。
它可以提供精确的船舶位置和速度信息，帮助船舶避免碰撞和确定最佳航线。
5.时钟同步：GNSS的卫星钟具有非常高的精度，可以用于时间同步应用。
它可以提供准确的时间信号，用于电信、金融、网络通信和科学研究等领域。
总之，GNSS原理和应用在现代社会中具有广泛的应用前景。
精密单点定位的技术原理
精密单点定位的技术原理
精密单点定位是一种利用卫星导航系统（如GPS）进行精确定位的技术。
其原理主要包括两个方面：距离测量和位置解算。
1. 距离测量：精密单点定位利用接收来自卫星的多个信号并计算其到达时间差来测量距离。
每个卫星向接收器发送带有时间信号的电波，接收器通过测量这些电波的到达时间并将其转换为距离值。
由于电波传播速度的恒定，可以通过信号的到达时间差计算出接收器与卫星的距离。
2. 位置解算：在测量到足够数量的卫星距离后，可以使用三角测量原理来解算接收器的位置。
具体来说，通过在三维空间中使用至少三个卫星的距离测量结果，可以获得接收器所在的三个球面的交点。
由于接收器实际上位于这些球面的交点处，因此可以通过解算这些交点来确定接收器的位置。
在实际应用中，精密单点定位还需要考虑一些因素，如钟差校正、信号传播误差等。
同时，对于更高精度的定位，还可能使用相位差测量等更精细的技术来提高定位精度。
GNSS原理及应用
一GNSS测量原理及应用（一）、GPS 基本原理GPS 导航系统的基本原理是测量出已知位置的卫星到用户接收机之间的距离，然后综合多颗卫星的数据就可知道接收机的具体位置。
要达到这一目的，卫星的位置可以根据星载时钟所记录的时间在卫星星历中查出。
而用户到卫星的距离则通过记录卫星信号传播到用户所经历的时间，再将其乘以光速得到（由于大气层电离层的干扰，这一距离并不是用户与卫星之间的真实距离，而是伪距（PR）：当GPS 卫星正常工作时，会不断地用1 和0 二进制码元组成的伪随机码（简称伪码）发射导航电文。
GPS 系统使用的伪码一共有两种，码。
分别是民用的C/A 码和军用的PY）C/A码频率1.023MHz，重复周期一毫秒，码间距1 微秒，相当于300m；P 码频率10.23MHz，重复周期266.4 天，码间距0.1 微秒，相当于30m。
而Y 码是在P 码的基础上形成的，保密性能更佳。
导航电文包括卫星星历、工作状况、时钟改正、电离层时延修正、大气折射修正等信息。
它是从卫星信号中解调制出来，以50b/s 调制在载频上发射的。
导航电文每个主帧中包含5 个子帧每帧长6s。
前三帧各10 个字码；每三十秒重复一次，每小时更新一次。
后两帧共15000b。
导航电文中的内容主要有遥测码、转换码、第1、2、3 数据块，其中最重要的则为星历数据。
当用户接受到导航电文时，提取出卫星时间并将其与自己的时钟做对比便可得知卫星与用户的距离，再利用导航电文中的卫星星历数据推算出卫星发射电文时所处位置，用户在WGS-84 大地坐标系中的位置速度等信息便可得知。
可见GPS 导航系统卫星部分的作用就是不断地发射导航电文。
然而，由于用户接受机使用的时钟与卫星星载时钟不可能总是同步，所以除了用户的三维坐标x、y、z 外，还要引进一个Δt 即卫星与接收机之间的时间差作为未知数，然后用4 个方程将这4 个未知数解出来。
所以如果想知道接收机所处的位置，至少要能接收到 4 个卫星的信号。
gnss原理及应用
gnss原理及应用
GNSS（全球导航卫星系统）是一种基于卫星定位的全球定位
系统，它结合了多颗卫星、地面控制站和用户接收器，能够提供全球范围内的高精度定位、导航和时间服务。
GNSS的工作原理是通过将多颗卫星的信号接收并测量其传播
时间与发射时间差来计算接收器所处位置的方法。
每颗卫星的信号包含了精确的时刻信息和卫星位置、速度等数据，并通过卫星和用户接收器之间的信号传输进行通信。
用户接收器接收到至少4颗卫星的信号后，可以通过计算信号的传播时间差及卫星位置信息来确定用户接收器的位置，从而实现定位和导航功能。
GNSS的应用领域非常广泛。
在交通运输领域，GNSS被广泛
应用于汽车导航、航空航天导航、船舶导航等。
在测绘和地理信息领域，GNSS可以实现高精度的地图制作、地形测量和地
物定位等任务。
在农业领域，GNSS可以用于农机作业控制、
农作物生长监测等应用。
此外，GNSS还可以应用于海洋测量、探矿勘探、地震监测、灾害预警等领域。
除了定位和导航功能外，GNSS还可以提供高精度的时间服务。
由于卫星的高精度钟同步系统，GNSS可以提供纳秒级的时间
同步，广泛应用于电信、金融、科学研究等领域。
总之，GNSS是一种基于卫星定位的全球导航卫星系统，通过
多颗卫星的信号测量和计算来实现高精度的定位、导航和时间
服务。
它的应用涵盖了交通运输、测绘和地理信息、农业、海洋等多个领域。
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GNSS精密单点定位基本原理及应用
【摘要】文中详细介绍了GN SS精密单点定位技术的基本原理及在各领域中的应用前景，供国土测绘界同行参考。
【关键词】GN SS；精密单点定位；大地测量
1.前言
精密单点定位是指利用全球若干地面跟踪站的GNSS观测数据计算出的精密卫星轨道和卫星钟差，对单台GNSS接收机所采集的相位和伪距观测值进行定位解算，利用这种预报的GNSS卫星的精密星历或事后的精密星历作为已知坐标起算数据；同时利用某种方式得到的精密卫星钟差来替代用户GNSS定位观测值方程中的卫星钟差参数；用户利用单台GNSS双频双码接收机的观测数据在数千万平方公里乃至全球范围内的任意位置都可以2- 4dm级的精度，进行实时动态定位或2- 4cm级的精度进行较快速的静态定位，精密单点定位技术是实现全球精密实时动态定位与导航的关键技术，也是GNSS 定位方面的前沿研究方向。
2.精密单点定位基本原理
单点定位是利用卫星星历和一台接收机确定待定点在地固坐标系中绝对位置的方法，其优点是一台接收机单独定位，观测组织和实施方便，数据处理简单。
缺点是精度主要受系统性偏差（卫星轨道、卫星钟差、大气传播延迟等）的影响，定位精度低。
应用领域：低精度导航、资源普查、军事等。
对于单点定位的几何描述，保持GNSS卫星钟同GNSS接收机钟同步；GNSS卫星和接收机同时产生相同的信号；采用相关技术获得信号传播时间；GNSS卫星钟和GNSS接收机钟难以保持严格同步，用相关技术获得的信号传播时间含有卫星钟和接收机钟同步误差的影响。
单点定位虽然是只需要一台接收机即可，但是单点定位的结果受卫星星历误差、卫星钟差以及卫星信号传播过程中的大气延迟误差的影响较为显著，故定位精度一般较差。
精密单点定位为技术针对单点定位中的影响，采用了精密星历和精密卫星钟差、高精度的载波相位观测值以及较严密的数学模型的技术，如用户利用单台GNSS 双频双码接收机的观测数据在数千万平方公里乃至全球范围内，点位平面位置精度可达1- 3cm，高程精度可达2- 4cm，实时定位的精度可达分米级。
利用上述推导的观测模型，即可采用卡尔曼滤波的方法或最小二乘法进行非差精密单点定位计算，在解算时，位置参数在静态情况下可以作为常未知数处理；在未发生周跳或修复周跳的情况下，整周未知数当作常数处理，在发生周跳的情况下，整周未知数当作一个新的常数参数进行处理；由于接收机钟较不稳定，且存在着明显的随机抖动，因此将接收机钟差参数当作白噪声处理；而对流层影响变化较为平缓，可以先利用Saastamonen或其他模型改正，再利用随机游走的方
法估计其残余影响。
精密单点定位的最主要的一项就是IGS提供的精密数据改正。
IGS提供的产品包括：GNSS卫星星历，GLONASS星历，地球自转参数，站坐标和速度，卫星钟和跟踪站原子钟信息，天顶对流层延迟参数，全球电离层变化图。
利用IGS 提供的精密星历和卫星钟差，基于载波相位观测值进行的高精度定位。
所解算出来的坐标和使用的IGS 精密星历的坐标框架即ITRF 框架系列一致，而不是常用的WGS- 84 坐标系统下的坐标，因此IGS 精密星历与GNSS 广播星历所对应的参考框架不同。
3.进行精密单点定位要解决的问题
3.1对精密星历和卫星钟差进行内插。
实时精密星历可采用由IGS所提供的间隔为15 min的精密预报星历，其精度估计约为25- 40 cm左右。
由于卫星轨道变化较为平缓，故可用高阶的拉格朗日多项式进行内插，求得观测瞬间的卫星位置的预报值。
虽然IGS也提供间隔为15 min的卫星钟钟差的预报值，但这些预报值的精度偏低，且在15min的间隔内钟差还存在不规则变化，内插值的精度将进一步下降，从而影响精密单点定位的精度。
3.2 整周跳变的探测与修复、粗差观测值的检验及剔除、整周模糊度的确定。
在双差观测值中，各种误差已经消除，仅包含可认为是白噪声的观测噪声的影响，因此，其探测和修复周跳比较容易。
而精密单点定位中只能利用单站数据进行周跳的探测和修复，其修复质量的好坏依赖于码观测值质量的好坏。
由于精密单点定位要采用载波相位测量值，模糊度解算就成为一个重点间题。
特别是在精密单点动态定位中难度较大。
3.3 精确地施加各种必要的改正。
由于精密单点定位一般采用非差模型，这样它的数学模型就相对比较复杂，与双差不同，非差定位模式方式无法利用站间差分或星间差分消除观测中的各种误差，如对流层、电离层、接收机钟差及卫星钟差等的影响，定位时必须利用模型估计的方法消除这些误差的影响。
4.精密单点定位对比RTK的优势
精密单点定位采用非差观测值模型，可用观测值多，保留了所有观测信息；能直接得到测站坐标；不同测站的观测值不相关，显然误差也不相关，测站与测站之间无距离限制。
其不利之处是未知参数多；无法采用站间或星间差分的方法消除误差影响，必须利用完善的改正模型加以改正。
整周未知数不具有整数特性。
RTK采用双差模型观测模型，其重要优点是消除卫星钟差、接收机钟差的影响。
对于短基线情况，可以进一步消除电离层和对流层延迟的影响，整周未知数具有整数特性。
缺点是观测值减少且相关必须至少在一个已知站上进行同步观测才能求解测站坐标。
采用精密单点定位技术，利用单站GNSS就可以达到几个厘米的精度，即传统RTK的精度，其作业不受作业距离限制、不需要基准站支持，这无疑大大提
高了高精度定位作业的灵活性，降低了作业成本。
5.结论及应用领域
采用精密单点定位技术，利用单站GNSS就可以达到几个厘米的精度，即传统RTK的精度，其作业不受作业距离限制、不需要基准站支持，这无疑大大提高了高精度定位作业的灵活性，降低了作业成本。
在RTK作业盲区、精密海洋工程测量、海岸线测量、海洋测量、大面积航空摄影测量、土地测量（开发造地、土地整理）等方面具有较广泛的应用。