5.7 差分GPS定位原理

0 ) + (Y − Y0 ) + ( Z − Z 0 ) ]
j j 2 j 2 j 2
1
2
设伪距观测值为 ρ 0j，则伪距改正数为：
∆ρ j = R j − ρ 0j
其在参考时刻到观测时刻变化率为：
dρ j = ∆ρ j / ∆t
基准站将 ∆ρ j和 dρ j发送给用户，用户在测出的伪距上加以改正：
δt ,V1 分别为接收机种差和噪音
3、载波相位差分 、
载波相位差分技术又称为RTK技术（real time kinematic，即实时相位差分 技术），是建立在实时处理两个测站的载波相位基础上的。它能实时提供观 测点的三维坐标，并达到厘米级的高精度。 实现载波相位差分GPS的方法分为两类：修正法和差分法。前者与伪距差分相 同，基准站将载波相位修正量发送给用户站，以改正其载波相位，然后求解 坐标。后者将基准站采集的载波相位、基准站坐标等发送给用户台进行求差 解算坐标。前者为准RTK技术，后者为真正的RTK技术。
思考题
1、相对定位的基本观测量及其线形组合有哪些？ 2、相对定位通过对载波相位观测值的各种线形组合分 别能够消除哪些误差,为什么？ 3、分析PPS和SPS的区别？
差分GPS定位原理 §5.7 差分 定位原理
1、差分定位的定义 2、差分定位的分类 3、差分定位的原理
一、差分定位的定义
差分定位（Differential GPS DGPS），是相对定位技术中的一 GPS—DGPS DGPS）， 种，是指将一台接收机（基准站）安置在已知点上进行观 测，根据基准站的精密坐标，求出某一个改正数，并由基 准站实时将这一个改正数发送给安置于未知点的接收机 （用户站/流动站），用户站在观测的同时，也接收基准站 发来的改正数，对定位结果进行改正，从而提高定位精度。 与相对定位一样，差分定位的依据是——在一个不大的范 围内，各种误差具有相关性。
基准站 电台 数据链 通讯天线 用户站 基 准 站 数 据 链 流 动 站 P
差分定位设备的 组成
二、差分定位的分类
根据改正数的不同，可以分作：
位置差分（坐标改正数） 伪距差分（伪距改正数） 载波相位差分（载波相位改正数）
根据基准站的多少和工作区域范围的大小分作： 单基站差分(SRDGPS) 局部区域差分（LADGPS） 广域差分（WADGPS）
0 0 0
∆X = X 0 − X ∆Y = Y0 − Y ∆Z = Z − Z 0
基准站利用数据链将坐标改正数发送 给用户接收机，用户接收机在解算时 加入以上改正数： 基 准 站
流 动 站 P
' X P = X P + ∆X ' YP = YP + ∆Y ' Z P = Z P + ∆Z
三、差分定位的原理
1、位置差分 、
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。 设基准站的精密坐标已知（X ,Y , Z），在基准站上的GPS接收机测出 的坐标为（X ,Y , Z）（根据伪距和卫星坐标计算得到，包括轨道误差、 钟差、大气影响、多路径效应等），则坐标改正数为：
' ( X P' , YP' , Z P ) 为流动站坐标测
量值
这种方法，可以消除基准站和用户站共同的误差。包括轨道误 差、钟差、大气影响、多路径效应等。 优点：计算简单，适用广泛； 缺点：基准站和用户必须观测同一组卫星，远距离很难保证， 因此此方法适用于100km内。
2、伪距差分 、
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。 在基准站上观测所有卫星 所有卫星，根据基准站的已知精密坐标（ X ,Y , Z）， 所有卫星 和测出的各卫星的地心坐标（ X ,Y , Z ），按下式求出每颗卫星某一时 刻到基准站的真实距离 R j
ρ pj = ρ j (t ) + ∆ρ j (t ) + dρ j (t − t0 )
并按照下式计算流动站坐标：
ρp = [(X − XP ) + (Y −Y P) + (Z − ZP ) ] + C ×δt +V1
j j 2 j 2 j 2 1 2
优点： 1、基准站提供所有卫星的改正数，用户接收机观测任意4个卫星，即可 完成定位。 2、应用广泛 缺点：差分精度随着基准站到用户接收机的距离增加而降低。