单点定位的基本原理
Lecture-13 GPS单点定位
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方向余弦
Ri = 0
(
X
i s
−
X 0 )2
+
(Ysi
− Y0 )2
+
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Z
i s
−
Z0 )2
导航定位数学模型（四颗星）
11
参数解算
⎡ P1
⎢ ⎢
P2
⎢P3
⎢ ⎣
P4
⎤ ⎥ ⎥ ⎥ ⎥ ⎦
−
⎡ ⎢ ⎢ ⎢ ⎢ ⎣⎢
R01 R02 R03 R04
⎤ ⎥ ⎥ ⎥ ⎥ ⎦⎥
+
⎡⎢⎢ccddttSS12 ⎣⎢⎢⎢ccddttSS34
GPS原理及其应用
第十三讲 单点定位
张小红 武汉大学测绘学院
内容回顾
distance =
Elapsed
time per
xse1c8o6n,0d00
miles
利用测距码测定卫星到地面接收机间的距离
GPS单点定位的几何原理
一个站星距离
9 测站位于以卫星为球心，站星 距离为半径的球面上
GPS单点定位的几何原理
qYZ qZZ qtZ
qYt
⎥ ⎥
qZt qtt
⎥ ⎥ ⎦
mpos = m0 qXX + qYY + qZZ
站心坐标系中的精度计算
16
空间直角坐标系与站心地平坐标系的微分转换式为：
⎡dN ⎤ ⎡− sin B cos L
⎢ ⎢
dE
⎥ ⎥
=
⎢ ⎢
− sin L
⎢⎣dU ⎥⎦ ⎢⎣ cos B cos L
9 GPS单点定位通常是指只利用一台GPS接收机直接确定 观测站在地心地固坐标系中的绝对坐标的一种定位方 法，单点定位也叫绝对定位。
gps测量坐标方式及对应精度是多少度
GPS测量坐标方式及对应精度引言全球定位系统（GPS）是一种利用卫星信号来确定地理位置的技术。
它以高精度的方式给出了地球上任何一个点的经纬度坐标。
本文将介绍GPS测量坐标的方式以及对应的精度。
GPS测量坐标方式单点定位单点定位是GPS测量坐标的最基本方式，也是最常用的方式。
通过接收至少4颗卫星的信号，GPS接收机能够计算出接收机所在位置的经度、纬度以及海拔高度。
单点定位的原理是借助卫星信号的传输时延来计算位置。
GPS信号的传播速度近似为光速，GPS接收机通过测量信号的传播时延，从而计算出卫星与接收机之间的距离。
通过多个卫星的距离测量，接收机可以定位其所在的位置。
差分定位差分定位是一种通过比较两个或多个接收机的信号，来提高定位精度的技术。
其中一个接收机称为基站，它的位置已知。
其他接收机称为流动站，它们的位置需要测量。
在差分定位中，基站接收到卫星信号，并计算出自己的位置信息。
然后，通过与流动站的信号进行比较，基站可以确定流动站的位置误差，并将其传递给流动站。
流动站利用该位置误差进行校正，提高自身的定位精度。
差分定位的精度受到基站与流动站之间的距离限制。
一般来说，基站越近，定位精度越高。
RTK定位实时运动定位（RTK）是一种高精度定位技术，适用于需要高精度、高实时性的应用场景，例如测量、地质勘探等。
RTK定位与差分定位类似，也是通过比较基站和流动站的信号来提高定位精度。
不同之处在于，RTK定位中基站和流动站之间的数据传输是实时的。
在RTK定位中，基站接收到卫星信号，并计算出自己的位置信息。
然后，通过与流动站的信号进行比较，并实时将位置误差传递给流动站。
流动站利用该位置误差进行校正，以实现高精度定位。
GPS测量坐标的精度GPS测量坐标的精度是指测量结果与实际位置之间的差异程度。
精度通常用米（m）来表示。
对于单点定位，GPS接收机的位置精度通常在10至20米之间。
这意味着测量结果与实际位置的差异可能在10至20米之间。
标准单点定位原理与实践
标准单点定位原理与实践标准单点定位原理与实践摘要：本文对标准单点定位的理论和算法进行了较为深入的学习和研究，对其中的关键技术进行了多方面的探讨，编制了用双频伪距观测量组合进行标准单点定位的程序，借助自行编制的程序模块进行了一些研究，并对标准单点定位的误差进行了分析，如对流层延迟、多路径效应、卫星钟差、卫星星历误差等，尽量使定位精度达到最高。
关键词：标准单点定位；数据处理；精密星历；钟差中图分类号： N37 文献标识码： A 文章编号：GPS自投入使用以来，正向着实时、高精度、高可靠性的方向发展。
在GPS应用中，通常采用相对定位的作业模式， GPS技术的不断发展，相对定位作业模式被发现存在一些不足，随着各种研究的不断深入，产生了一种解决这些不足的方法，即GPS精密单点定位技术，它可以利用单台接收机在全球范围内进行高精度的独立的静态或者动态定位，利用卫星星历及卫星钟差，以单台双频接收机采集的非差相位和伪距数据作为主要观测值来进行单点定位，可以直接得到分米级甚至厘米级的高精度的ITRF框架标。
一、GPS标准单点定位的基本原理伪距单点定位是利用测码伪距观测值以及由广播星历提供的卫星轨道参数和卫星钟改正数来独立确定单测站的绝对位置的定位方法，它具有速度快，数据处理简单等优点，其精度也足以满足部分用户的需要，是导航及低精度测量中所用的一种定位方法。
本文以伪距单点定位为基础研究了电离层与对流层误差模型。
利用单点定位方法进行动态定位时，由于每个载体位置只能进行一次观测，故精度较低，但可以通过平滑或滤波等方法来消弱噪声，提高定位精度。
利用单点定位方法进行静态定位时，由于点位可反复测定，当观测时间较长时可提高定位精度。
二、GPS标准单点定位的主要误差源及改正模型1．电离层延迟电离层延迟是GPS点定位中的一种重要误差源，也是致使差分GPS系统的定位精度随流动站和基准站间距增加而迅速下降的主要原因之一。
地球高层大气的分子和原子在太阳的紫外线，X射线和高能粒子的作用下电离，产生自由电子和和正负离子，形成从宏观上说仍然是中性的等离子体区域，称为电离层（刘经南，1999）。
单点定位名词解释
单点定位名词解释
单点定位是指通过对一个物体或者地点进行精确的定位，来确定其在空间中的位置。
这种定位方式通常使用全球定位系统（GPS）或者其他卫星导航系统来实现。
单点定位的原理是通过接收来自多颗卫星的信号，计算出物体或者地点的精确位置。
这种定位方式的精度可以达到几米甚至更高，因此被广泛应用于航空、航海、军事、地质勘探、测绘等领域。
在航空领域中，单点定位可以帮助飞行员确定飞机的位置和航向，从而确保飞行的安全。
在航海领域中，单点定位可以帮助船长确定船只的位置和航向，从而避免船只迷失或者撞上礁石。
在军事领域中，单点定位可以帮助军队确定敌方的位置和行动，从而制定更加精确的作战计划。
在地质勘探和测绘领域中，单点定位可以帮助科学家们确定地质构造和地形地貌，从而更好地了解地球的内部结构和表面特征。
除了以上领域，单点定位还被广泛应用于智能手机、汽车导航、物流配送等领域。
例如，智能手机可以通过GPS定位来帮助用户找到目的地，汽车导航可以通过GPS定位来指引司机行驶路线，物流配送可以通过GPS定位来实现货物的精确配送。
总之，单点定位是一种非常重要的定位方式，它可以帮助人们确定物体或者地点的精确位置，从而实现更加精确的导航、勘探、测绘、作战等活动。
GPS定位原理 绝对定位 相对定位 差分模型 单点差分 局域差分 广域差分
第四章GPS定位原理GPS绝对定位（单点定位、伪距定位）静态绝对定位动态绝对定位GPS相对定位（差分定位？）静态相对定位动态相对定位第一节 GPS绝对定位GPS绝对定位：是一个用户利用GPS接收机，以地球质心为参考点，对卫星信号进行接收和观测，确定接收机天线在WGS-84坐标系中的绝对位置，又称单点定位或伪距定位。
GPS绝对定位基本原理：以GPS卫星和用户接收机天线之间的距离观测量为基准，根据已知的卫星瞬时坐标，来确定用户接收天线所对应的位置。
现令 : (X j Y j Z j) 为卫星 j 的已知坐标, j = 1，2 …n。
2、绝对定位的精度评价:（1）平面位置精度因子HDOP（2）高程精度因子VDOP（3）空间位置精度因子PDOP（4）几何精度因子GDOP（5）接收机钟差精度因子TDOP注:1）DOP值∝ 1/V , V为星站六面体的体积。
2）亦要考虑大气传播误差的影响。
第二节 GPS相对定位GPS相对定位：是利用两台或两台以上GPS接收机分别安置在不同的GPS点上，并同步观测相同的GPS卫星，将所获得观测值按一定的方法进行差分处理，消除一些误差对各观测值影响的相关部分，然后再进行解算，可以获得GPS点间的相对位置或基线向量。
GPS相对定位数学模型载波相位测量的观测方程:1、一次差分观测值:1) .站际一次差分观测※其消除了与卫星有关的误差(星钟误差等)影响,削弱了大气传播误差(电离层和对流层折射误差)影响。
2).星际一次差分观测※其消除了与接收机有关的误差(机钟误差等)影响,削弱了大气传播误差(电离层和对流层折射误差) 的影响。
3).历元间一次差分观测※其削弱了大部分误差的影响,同时消去了N0( 初始整周模糊度 )。
2、二次差分观测值:1).站际与星际二次差分观测值:消除了与测站、卫星有关的误差，减弱了对流层折射和电离层折射的误差2).星际与历元间二次差分观测值:消除了与测站、卫星有关的误差，减弱了对流层折射和电离层折射的误差，同时消去了N0 (初始整周模糊度)。
单点定位名词解释
单点定位名词解释什么是单点定位单点定位（Single Point Positioning，简称SPP）是一种用于确定物体或人在空间中单一位置的定位技术。
它是基于全球导航卫星系统（Global Navigation Satellite System，简称GNSS）的原理和技术，通过接收来自多颗卫星的信号，并利用这些信号的时间延迟、频率变化等信息，来计算被定位物体或人的地理坐标。
GNSS与单点定位的关系GNSS是由一组卫星组成的导航系统，包括全球定位系统（GPS，GlobalPositioning System）、伽利略卫星导航系统（Galileo）、北斗卫星导航系统（BeiDou）等。
这些卫星以恒定的轨道绕地球运行，向地面发送无线电信号，接收器接收并处理这些信号，从而实现定位和导航功能。
单点定位是GNSS中最基本的定位方式，它仅利用一个接收器接收卫星信号，通过计算信号的时间差、频率等信息，确定接收器所在的位置。
相比于差分定位和RTK定位，单点定位的精度较低，但它具有简单、易操作等特点，在不需要高精度定位的情况下，具有较为广泛的应用。
单点定位的原理单点定位的原理主要基于三个方面的信息：接收时间、卫星位置和信号传播速度。
•接收时间：接收器接收到来自卫星的信号后，可以通过测量信号到达的时间差来计算信号的传播距离。
•卫星位置：接收器需要知道至少四颗卫星的位置信息，这样才能计算得到接收器所在的位置。
卫星的位置信息可以通过广播信号传输给接收器。
•信号传播速度：信号在空间中传播的速度是一个固定值，接收器可以利用信号的传播速度，将信号传播时间转换为接收器与卫星之间的距离。
基于上述信息，接收器可以通过解算的方式，计算出接收器所在的位置坐标。
常用的解算方法包括最小二乘法、加权最小二乘法等。
单点定位的误差源单点定位的精度受到多个因素的影响，主要的误差源包括以下几个方面：1.天线相位中心偏移误差：接收器的天线相位中心与经纬度坐标系的参考点之间存在一定的偏移，这会引入一定的误差。
单点校正法
单点校正法
单点校正法是一种定位技术，它可以帮助人们准确掌握所处位置。
它是“单点定位”的主要方法，通过计算空间坐标系中特定点的位置，实现定位的功能。
单点校正法的定位原理很简单，通过计算从已知点到单个点的直线距离，可以确定单个点的空间坐标。
首先，通过在已知点上测量出距离，确定单点位置；其次，计算点到点之间的距离，以及距离和空间坐标之间的关系；最后，按照已知点上测得的距离来计算单个点的位置坐标。
单点校正法应用广泛，包括土地登记、地理编码、路径规划、交通运输在内的各个领域。
它的特点之一就是精度高，控制误差的能力也很强，并且可以在大篇幅的区域中普遍应用。
在土地登记中，单点校正是一种常用的调查技术。
可以采用精密测距仪和平板电脑来获取测量点之间的距离，并结合卫星导航数据来确定坐标。
采用单点定位原理可以较准确地确定土地的边界线和权界点的位置，防止因不熟悉地形而导致的精度下降。
在地理编码领域，单点校正法也可以得到精确的定位结果。
它可以通过测量两个点之间的距离并将结果投影到地图上，以计算出最终定位坐标。
这种方法非常适用于计算任何类型的地理编码，包括街道编码、建筑物编码等。
此外，单点校正法还可以用于路径规划和交通运输。
它可以帮助路径规划者准确测量出最佳路线，而在交通运输方面，可以通过跟踪
车辆的位置，帮助改善交通状况。
单点校正法在定位技术领域有着不可替代的作用。
它的特点是精度高，控制误差的能力也很强，还可以普遍应用于各种领域，为人们准确定位提供了便利。
GPS伪距单点定位
GPS伪距单点定位⼀计算流程GPS单点定位的原理⽐较简单，主要就是空间距离的后⽅交会，⽤⼀台接收机同时接受四个或者以上卫星的信号得出卫星的位置坐标和卫星与接收机的距离，运⽤后⽅交会解算出接收机的三维坐标。
其中，接收机钟误差作为⼀个参数参与解算。
如果观测的卫星数⽬多于四颗，则采⽤最⼩⼆乘法进⾏平差求解。
1，读取数据包括读取O⽂件和N⽂件⾥的数据O⽂件⾥包括头⽂件和观测数据⽂件。
头⽂件⾥要读取出观测⽇期、接收机近似坐标，观测间隔，观测数据类型等。
观测数据⽂件包括观测时间，卫星数量，卫星质量标记，卫星的伪随机编号，之后分每个历元有对各颗卫星的观测数据，例如，P1、P2、L1、L2，要将这些数据读取出来。
N⽂件⾥包含的数据种类⽐较多，主要包括卫星的星历数据，通过这些数据可以求解出卫星的位置坐标。
数据包括卫星钟差参考时刻、卫星星历参考时刻，以及参考时刻升交点⾚径、参考时刻轨道倾⾓等好多参数信息。
2，计算卫星位置卫星计算位置⾥⾯采⽤模块函数的⽅式，可以直接调⽤。
在读取N⽂件中的数据之后，可以调⽤这些已经读出来的数据进⾏使⽤，函数提供两个形参，⼀个是星历数据的编号，另外⼀个是卫星信号发射时刻。
计算过程⽐较繁琐，⼀步⼀步的算就⾏。
3，交会定位计算⼀般每个历元的卫星数⽬不⽌四颗，通常采⽤最⼩⼆乘法进⾏平差求解。
公式为：Ｖ＝ＡδＸ－Ｌ。
在具体计算的时候，⾸先要对（1）式进⾏线性化，得到矩阵A，L，这中间要⽤到很多矩阵的运算。
在求得卫星位置之后，要对O⽂件中每个历元⾥的卫星编号与N⽂件中的卫星编号进⾏匹配，如果匹配成功，再对时间进⾏匹配，如果时间差⼩于两个⼩时，那么该数据可以⽤于运算。
就这样，⼀个历元⾥匹配出的卫星数⽬超过4个的话，就可以通过平差计算出接收机的坐标了。
4，GPS时间的计算GPS时间的计算⽐较简单，计算出参考1980年1⽉6⽇0时0分0秒的不⾜⼀周的秒数。
主要在于判断所在的年是否为闰年，是否超过2⽉份，其他的问题就⽐较简单，采⽤⼀个Select Case的条件语句就可以了，函数最后得到不⾜⼀周的秒数就⾏。
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单点定位的基本原理
在现代科技发展的背景下，我们可以看到越来越多的应用需要获取用户的位置信息。
而单点定位技术就是一种获取用户位置信息的基本原理。
通过单点定位，我们可以精确地确定一个点的经纬度坐标，从而实现定位服务。
单点定位的基本原理是通过多个基站或卫星的信号来确定一个点的位置。
下面我们来详细介绍单点定位的基本原理。
1. GPS定位
GPS（Global Positioning System）是一种基于卫星的定位系统。
它由一组卫星、地面监控站和用户设备组成。
卫星以固定的轨道绕地球运行，每颗卫星通过无线电信号向地面用户设备广播时间和位置信息。
用户设备接收到至少三颗卫星的信号后，可以通过计算信号传播时间来确定自己的位置。
2. 基站定位
基站定位是利用移动通信基站的信号强度来确定用户的位置。
移动通信基站会不断地向周围的设备发送信号，设备接收到信号后会返回一个响应信号。
基站可以根据信号的强度以及信号传播的时间来计算设备与基站之间的距离，进而确定设备的位置。
3. WiFi定位
WiFi定位是通过扫描周围的WiFi信号来确定设备的位置。
每个WiFi路由器都有一个唯一的MAC地址，设备可以通过扫描周围的WiFi信号并获取到MAC地址和信号强度信息。
通过比较设备与不同WiFi路由器之间的信号强度，可以确定设备与不同路由器的距离，进而确定设备的位置。
4. 蜂窝定位
蜂窝定位是利用移动通信网络中的蜂窝基站来确定设备的位置。
移动通信网络由多个蜂窝基站组成，每个蜂窝基站负责覆盖一个特定的区域。
设备可以通过检测周围蜂窝基站的信号强度和信号传播时间来计算自己与基站之间的距离，从而确定自己的位置。
以上就是单点定位的基本原理。
通过GPS、基站、WiFi和蜂窝等信号，我们可以确定设备的位置信息。
这些定位技术已经广泛应用于导航、物流、智能家居等领域，为我们的生活带来了便利。
同时，随着技术的不断进步和发展，单点定位的精确度也在不断提高，为用户提供更准确的位置信息。
总结起来，单点定位的基本原理是通过接收多个基站或卫星的信号来确定一个点的位置。
不同的定位技术有不同的实现方式，如GPS、基站、WiFi和蜂窝等。
通过这些技术，我们可以获取到精确的经纬度坐标，实现定位服务。
单点定位技术的应用范围广泛，为我们的生活带来了便利。
随着技术的不断发展，我们相信单点定位技术将
会越来越精确，为我们提供更好的位置服务。