动态绝对定位原理汇总
第三章-GPS定位的基本原理
设
代入测码伪距方程
可得
在测站T历元同步观测4颗以上卫星，可得
静态测量时，可以观测多颗卫星不同历元的观测值，故
钟差表示为多项式的形式或将不同的历元设立独立的参数参与平差，则未
知数的个数为3+ 或3 + ， 为钟差模型系数， 为观测历元数。
2、测相伪距静态绝对定位
动态相对定位：将其中一台接收机固定在测站上，另一台接收机安置在运动
的载体上，在运动中与固定观测站的接收机进行同步观测，确定运动载体相
对于固定观测站的瞬时位置。
相对定位的特点：测量的是接收机天线间的相对位置。
1、静态相对定位
一般采用测相伪距观测量作为基本观测量，是当前GPS定位精度最高的一种方法。
经典快速定位：一般需要45分钟以上
区域（初始坐标或整周模糊度解的三倍标准差内），在区域内遍历每个可能的
值，依据一定的条件（如模糊函数值最大或方差最小）确定估值。
3.2.4 周跳的探测分析与修复
周跳：由于各种原因接收机计数器发生中断，无法准确记录整周计数，导致记
录的整周计数和正确的整周计数存在偏差，称为周跳。
周跳有两种类型：
（1）中断数分钟以上，在数个历元中没有载波相位观测值；
分量、一个接收机钟差、 个整周模糊度，即3+1+
方程的个数少于未知数的个数，因此在进行测相伪距动态绝对定位之前应在静止
状态下求出整周模糊度。
3.3.2 绝对定位精度评价
地面点一定的情况下，影响单点定位精度的因素：
观测量的精度；
观测卫星的空间几何分布。
一般采用精度衰减因子DOP评价定位的精度， = 0 ∙ （0 为伪距测量中误差）
gps动态定位原理
GPS动态定位原理GPS动态定位是一种利用全球定位系统（GPS）进行实时位置追踪和导航的技术。
它基于卫星定位系统，通过接收来自多颗卫星的信号，并使用三角定位原理计算出接收器的精确位置。
GPS动态定位可以广泛应用于航海、航空、交通导航、地理测绘和户外探险等领域。
GPS动态定位原理GPS动态定位原理涉及到三个基本组件：卫星、接收器和控制中心。
让我们深入了解每个组件的功能和工作原理。
卫星GPS系统中有多颗卫星绕地球轨道运行，它们向地面发射出精确的时钟信号和导航信息。
卫星的主要功能是提供精确的时间和位置数据，以及导航参数。
接收器接收器是用于接收卫星信号并计算位置的设备。
它可以是手机、导航仪、车辆跟踪器或其他支持GPS功能的设备。
接收器通过接收来自至少四颗卫星的信号，并计算出接收器与每颗卫星之间的距离。
接收器通过与卫星通信，测量信号的传播时间来计算距离。
接收器需要准确的时间信息来计算信号的传播时间，这就是为什么卫星会向接收器发送精确的时钟信号。
通过测量与多颗卫星之间的距离，接收器可以使用三角定位原理计算出自己的精确位置。
控制中心控制中心是负责管理和监控GPS卫星系统的地面设施。
它维护卫星的轨道参数、时钟校准和卫星导航信息等数据。
控制中心还通过对卫星信号进行修正和校正，提供更准确的定位和导航服务。
GPS动态定位的工作流程GPS动态定位的工作流程可以分为以下几个步骤：1. 接收器搜索卫星信号：接收器首先搜索周围的卫星信号。
它会尝试与至少四颗卫星建立连接。
2. 测量信号传播时间：接收器接收到卫星信号后，测量信号的传播时间。
通过比较信号发射时的时间和接收时的时间差，接收器可以计算出信号的传播时间。
3. 计算距离：通过信号传播时间和光速的知识，接收器可以计算出与每颗卫星之间的距离。
接收器需要至少四颗卫星的信号来进行精确的定位计算。
4. 三角定位计算位置：接收器使用三角定位原理计算出自己的精确位置。
三角定位基于测量到的卫星距离和卫星位置信息，通过数学计算确定接收器的位置坐标。
GPS卫星定位原理及其应用绝对定位原理
( n j nt 4 )
l i (t1 ) l (t ) 2 i Li ( n j nt 1) l ( t ) i nt
Z i
( 41)
2015-7-1
xi
yi
zi
i T
11
2.测相伪距静态绝对定位法
vi (t ) ai (t )X i bi (t )i (t ) ei (t ) Ni li (t )
~ 2 (t ) 2 (t ) ct (t ) i i i ~ 3 (t ) 3 (t ) ct (t ) i i i
~ 4 (t ) 4 (t ) ct (t ) i i i
~ 4 (t ) 4 (t ) ct (t ) i i i
0 0 N i1 L1 i (t ) 2 2 1 0 N i Li (t ) n j n j 0 1 Ni Li (t )
10
三、静态绝对定位原理
vi (t) v (t )
1 i ( n j 1)
v (t ) v (t )
2 i
nj i
T
bi (t ) 1
( n j 1)
1 1
zi T
nj i
T
li1 (t ) mi1 (t ) ni1 (t ) 2 2 2 l ( t ) m ( t ) n ( t ) i i i ai (t ) ( n j 3) nj nj nj li (t ) mi (t ) ni (t )
1 0 0 0 1 0 0
动态定位原理汇总
������
GPS动态定位概述 ������ GPS动态定位的应用 ������ GPS动态定位的特点 ������ 动态定位的类型（方法） ������ GPS动态定位的基本原理 ������ 整周未知数的动态求解 ������ RTK（Real Time Kinematic）GPS技术 ——载波相位实时动态差分技术
动态定位原理
四、GPS动态定位的特点
������
������ ������ ������ ������
用户多样性 速度多异性 定位实时性 数据短时性 精度要求多变性
动态定位原理
五、GPS动态定位的类型 （1）单点动态定位（动态绝对定位）
（2）实时差分动态定位法：
动态定位原理
三、什么是GPS动态定位
������
GPS动态定位（测量），是利用GPS 信号，测定相对于地球运动的用户天线的 状态参数，这些状态参数包括三维坐标、 三维速度和时间七个参数。 ������ 导航，是测得运动载体的状态参数， 并导引运动载体准确地运动到预定的后续 位置。
动态定位原理
动态定位原理
一、GPS定位方法分类 • GPS测量定位的类型
根据定位模式：•单点定位（绝对定位）•相
对定位•差分定位 根据定位时接收机天线的运动状态：•静态 定位•动态定位 根据定位时效：•实时定位•事后定位 根据观测值类型：•伪距测量•载波相位测量
动态定位原理
二、GPS动态定位
�����
GPS动态定位的应用 ������ 导航– 探险、车辆、船舶、航空器等 ������ 跟踪、监控与调度– 车辆、船舶、航 空器等 ������ 制导– 武器制导、自动驾驶等 ������ 定轨– 卫星、航天器等 ������ 姿态确定– 卫星、航天器、航空器等 ������ 测量– 测图、放样、监测等
动态定位原理汇总
动态定位原理汇总动态定位是指通过特定的设备或技术手段对移动目标进行实时的位置追踪和定位。
随着现代科技的发展，动态定位技术得以不断完善和广泛应用。
本文将对常见的动态定位原理进行汇总，并对其特点和应用进行讨论。
1. 全球定位系统（Global Positioning System，GPS）全球定位系统是通过一组位于地球轨道上的星座卫星和接收设备相互配合工作进行定位的技术。
GPS定位原理是通过接收来自卫星的信号，并计算信号的传播时间差来确定位置，从而实现对移动目标的定位。
GPS系统具有全球覆盖的特点，可提供高精度的定位信息，在军事、导航、物流、航空、航海等领域有广泛的应用。
2.基站信号定位基站信号定位是通过接收手机基站发出的无线信号来进行定位的技术。
手机在通信时会与基站进行通信，基站利用接收到手机信号的时间差和信号强度等参数进行计算，从而确定手机的位置。
基站信号定位技术常用于移动通信、安全监控、应急救援等领域。
3.地磁定位地磁定位是通过感应地球磁场的变化来进行定位的技术。
地球的磁场是具有地理位置信息的，地磁传感器可以感应到地球磁场的变化并将其转化为电信号，通过对地磁信号的处理和分析，可以确定目标的位置。
地磁定位技术主要应用于室内定位、导航、智能交通等领域。
4.惯性导航定位惯性导航定位是通过利用惯性测量单元（Inertial Measurement Unit，IMU）测量目标的加速度和角速度，从而推算出目标的位置的技术。
IMU由加速度计和陀螺仪组成，可以感知目标的运动状态，并通过积分和滤波等算法对其进行处理，得到目标的位置信息。
惯性导航定位技术常用于航空航天、车辆导航、机器人等领域。
5.无线定位无线定位是通过利用射频信号的传输特性，根据信号的传播时延、多径传播等特点对目标进行定位的技术。
无线定位技术可以利用Wi-Fi、蓝牙、超宽带、Zigbee等无线通信设备发出的信号进行定位。
相对于其他定位技术，无线定位技术具有成本低、实施方便等优点，广泛应用于室内导航、人员定位、物流追踪等领域。
第六章：GPS动态定位原理
6
2 GPS动态相对定位原理
虽然动态绝对定位作业简单，易于快速的实现实时定位， 但是，由于定位过程中受到卫星星历误差，钟差，及信号 传播误差等诸多因素的影响，其定位精度不高，难以满足 高精度动态定位的要求，因此，限制了其应用范围。
由于GPS测量误差具有较强的相关性，因此，可以在 GPS动态定位中引入相对定位作业的方法，即GPS动态相 对定位。该方法实际上是用两台GPS接收机，将一台接收 机安置在基准站上固定不动，另一台接收机安置在运动的 载体上，两台接收机同步观测相同的卫星，通过在观测值 之间求差，以消除具有相关性的误差，提高定位精度。而 运动点的位置是通过确定该点相对基准站的位置实现的， 这种定位方法也叫差分GPS定位。
7
2 GPS动态相对定位原理
动态相对定位分为以测距码伪距为观测量的动态相对定 位和以载波相位伪距为观测量的动态相对定位。
测距码伪距相对动态定位，由安置在点位坐标精确已知 的基准站接收机测量出该点到GPS卫星的伪距D~ij ，该伪距 包含了卫星星历误差，钟差，大气折射误差等各种误差的
影响。此时，由于基准接收机位置已知，利用卫星星历数 据可计算出基准站到卫星的距离Dij ，该距离中仍包含有相
GPS
(单位：m) 3.0 2.4 24 24 4.0 0.4
1.0 34.4 103.2
DGPS(单位：m) 间距（km）
0 100 300 500 0000 0 0.04 0.13 0.22 0.25 0.25 0.25 0.25 0 0.43 1.30 2.16 0 0.73 1.25 1.60 0 0.40 0.40 0.40 0.50 0.50 0.50 0.50 0.20 0.20 0.20 0.20 0.59 1.11 1.94 2.79 1.0 1.0 1.0 1.0 1.16 1.49 2.19 2.96 3.5 4.5 6.6 8.9
GPS测量原理及应用各章知识点总结
GPS测量原理及应用各章知识点总结桂林理工大学测绘08-1 JL（纯手打）第一章绪论1、GPS系统是以卫星为基础的无线电导航定位系统，具有全能性、全球性、全天候、连续性和实时性的导航、定位和定时的功能。
能为各个用户提供三维坐标和时间。
2、GPS卫星位置采用WGS-84大地坐标系3、GPS经历了方案论证、系统论证、生产试验三个阶段。
整个系统包括卫星星座、地面监控部分、用户接收机部分。
4、GPS基本参数为：卫星颗数为21+3，卫星轨道面个数为6，卫星高度为20200km，轨道倾角为55度，卫星运行周期为11小时58分，在地球表面任何时刻，在高度较为15度以上，平均可同时观测到6颗有效卫星，最多可以达到9颗。
5、应用双定位系统的优越性：能同时接收到GPS和GLONASS卫星信号的接收机，简称为双系统卫星接收机。
（1）增加接收卫星数。
这样有利于在山区和城市有障碍物遮挡的地区作业（2）提高效率。
观测卫星数增加，所以求解整周模糊度的时间缩短，从而减少野外作业时间，提高了生产效率。
（3）提高定位的可靠性和精度。
因观测的卫星数增加，用于定位计算的卫星数增加，卫星几何分布也更好，所以提高了定位的可靠性和精度。
6、在GPS信号导航的定位时，为了解算测站的三维坐标，必须观测4颗（以上）卫星，称为定位星座。
7、PRN----------卫星所采用的伪随机噪声码8、在导航定位测量中，一般采用PRN编号。
9、用于捕获信号和粗略定位的为随机码叫做C/A码（又叫S码），用于精密定位的精密测距码叫P 码10、GPS系统中各组成部分的作用：卫星星座1、向广大用户发送导航定位信息。
2、接收注入站发送到卫星的导航电文和其他相关信息，并通过GPS信号电路，适时的发送给广大用户。
3、接收地面主控站通过注入站发送到卫星的调度命令，适时的改正运行偏差和启用备用时钟等。
地面监控系统地面监控系统包括1个主控站，3个注入站和5个监测站。
1、监测和控制卫星上的设备是否正常工作，以及卫星是否一直沿着预定轨道运行。
动态定位技术在移动机器人中的应用
动态定位技术在移动机器人中的应用移动机器人是一种通过计算机程序来控制移动和操作的机器设备，既可以用于家庭娱乐，也可以用于工业生产。
随着科技不断发展，移动机器人正在越来越多地被应用于各个领域。
而动态定位技术是移动机器人中最为核心的技术之一，它可以帮助机器人精确定位，并完成各种任务。
那么，本文将探讨动态定位技术在移动机器人中的应用。
一、动态定位技术的基本原理动态定位技术是一种帮助移动机器人在三维空间内确定位置的技术。
通常，它通过同时记录机器人移动路径，不断更新机器人当前位置，最终确定机器人在三维空间内的精确位置。
动态定位技术通常采用的是基于激光、视觉等传感器的数据获取方式，再通过数据融合等方式提高定位的精确度。
此外，还有一些针对具体场景、具体任务而设计的，基于该场景下的特定数据获取方式的定位技术，比如基于红外传感器的定位技术。
动态定位技术的应用场景很广泛，包括机器人导航、自主探测、精确定位等。
而在移动机器人中应用动态定位技术，则更为常见。
二、动态定位技术在移动机器人中的应用2.1 自主导航自主导航是移动机器人最为基本的一个任务，也是动态定位技术最为常见的应用场景之一。
动态定位技术可以帮助机器人精确定位，让其在不同的环境中进行自主导航。
比如说，在家庭机器人领域中，动态定位技术可以帮助机器人用最快速度找到目标位置，进行家庭清洁、照顾老人或小孩等任务。
在工业生产领域中，动态定位技术可以帮助机器人避开障碍、识别目标位置等，在厂房内自主行驶，完成各种生产任务。
2.2 精确定位精确定位是移动机器人在诸多任务中的一个关键因素。
在一些场景下，机器人需要精确定位自身位置，以便完成更加复杂的任务。
动态定位技术可以帮助机器人进行精确的定位，并让机器人在特定场景下表现更加出色。
比如说，在仓储物流领域，机器人需要精确定位自身位置，以便完成物品的货架降落等任务。
在高精定位导航领域，动态定位技术可以帮助机器人迅速进入室内、精确定位自身位置、分析周围环境等工作。
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（5）
最小二乘法平差求解误差方程（5定位 测码伪距观测方程
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解的精度为：
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动态绝对定位原理
同步观测4颗以上卫星，就可得到是完全一样的实时解，只 是解方程过程中采用的是测相伪距观测值，因此定位解的 精度较之测码伪距法要高。 值得注意的是，采用测相伪距动态绝对定位时，载体上的 GPS接收机在运动之前必须初始化，而且运动过程中不能发 生信号失锁，否则就无法实现实时定位。然而载体在运动 过程中，要始终保持对所观测卫星的连续跟踪，目前在技 术上尚有一定困难，一旦发生周跳，则须在动态条件下重 新初始化。因此，在实时动态绝对定位中，寻找快速确定 动态整周模糊度的方法是非常关键的问题。
（2）
（3）
动态绝对定位原理
假设GPS接收机在测站 于某一历元 同步观测j颗卫星 （j=1,2,3,4…..n），则由（3）式可得：
v1 l 1 2 2 v l V n n v l m1 m2 mn n1 n2 nn
动态绝对定位原理
GPS绝对定位又叫单点定位，即以GPS卫星和用户接收机之间的 距离观测值为基础，并根据卫星星历确定的卫星瞬时坐标，直接 确定用户接收机天线在WGS-84坐标系中相对于坐标原点（地球质 心）的绝对位置。 根据用户接收机天线所处的状态不同，绝对定位又可分为动态 绝对定位和静态绝对定位。因为受到卫星轨道误差、钟差以及信 号传播误差等因素的影响，静态绝对定位的精度约为米级，而动 态绝对定位的精度约为10~40m。因此静态绝对定位主要用于大地 测量，而动态绝对定位只能用于一般性的导航定位中。 将GPS用户接收机安装在载体上，并处于动态情况下，确定载体 的瞬时绝对位置的定位方法，称为动态绝对定位。一般，动态绝 对定位只能获得很少或者没有多余观测量的实时解，因而定位精 度不是很高，主要被广泛应用于飞机、船舶、陆地车辆等运动载 体的导航。另外在航空物探和卫星遥感领域也有着广阔的应用前 景。