第五章GPS卫星定位基本原理
T ( R ) t ( S )
伪噪声码在其卫 星的发射时元
伪噪声码从卫星到 达接收天线的时元
5.2.1伪距测量
5.2.1.3伪距测量的原理（3）
T ( R ) t ( S ) ( R S ) ( R S ) ( R S ) [ S t ( S )] [ R T ( R )] ( R S ) (dt dT )
5.3.2 载波相位测量的观测方程(3)
3.传播延迟中考虑电离层和对流层的影响1和 2 ，则： 1 ( 1 2 )
c
代入公式（4），得：
f ( 1 2 ) ft a ftb N kj c
5.3.2 载波相位测量的观测方程(3)
(tk ) k (tk ) (tk )
j k j k
k 接收机在接收机钟面时刻tk 时所 产生的本地参考信号的相位值
k 接收机在接收机钟面时刻 tk 时所接收到的j 卫星载波 信号的相位值
3. 初始t 时刻，小于一周的相位差为 ，其 0 0 整周数为 N 0j ，则此时的相位观测值为：
- P码伪距
误差10米
3.伪距定位法: 由GPS接收机在某一时刻测出到达四颗以上 GPS卫星的伪距以及已知的卫星位置，采用测距交会的方 法求定接收机天线所在点的三维坐标。 4.特点 1)适用于导航和低精度测量 2) 定位速度快； 3)可作为载波相位测量中解决整波数不确定问题（模 糊度）的辅助资料。
5.2 伪距测量
kj (t0 ) 0 N 0j k (t0 ) (t0 ) N
j k j 0
任一时刻ti卫星Sj 到k接收机的相位差：
(ti ) k (ti ) (ti ) N Int( )
j k j k j 0
整周模糊度（常数）
整周数变化量
三差法
个码特征来确定τ ，排除了随机误差的影响。
5.2.1伪距测量
5.2.1.3伪距测量的原理(1)
1.三种时间系统： 1) 各颗GPS卫星的时间标准 2) 各台GPS信号接收机的时间标准 3) 统一上述时间标准的GPS时间系统
5.2.1伪距测量
2.
5.2.1.3伪距测量的原理（2）
伪噪声码从卫星到接 收天线的传播时间：
3) 在Tb 时，载波相位观测量为：
= （tb）- j（Tb） = （tb）- j（ta）
5.3.2 载波相位测量的观测方程(2)
4)考虑卫星钟差和接收机钟差，有Ta =ta+ta , Tb =tb+tb , 则： = （Tb - tb）- j（ Ta - ta ） (1) 5) 载波信号的相位与频率的关系为: （t +t）= （t）+f t （2） 6) 将(2)代入(1)得 = （Tb ）-fi tb- j（Ta ）+ f j ta （3）
X j (t ),Y j (t ), Z j (t ) — 第j 颗卫星在时元t 的三维
坐标，可从导航电文中求得
X u (t ),Yu (t ), Z u (t ) — 用户接收天线在时元t 的三维
坐标，为待求的未知数
5.2.2伪距测量的基本方程（续）
P {[ X (t ) X u (t )] [Y (t ) Yu (t )] [ Z (t ) Z u (t )] }
第五章GPS卫星定位基本原理 5.1 概述 5.2 伪距测量 5.3 载波相位测量 5.4 整周跳变的修复
5.5 GPS绝对定位与相对定位
5.6 美国的GPS政策
5.7 差分GPS定位原理
5.1 概述
1.测角交会法 1)前方交会 2)恻方交会 3)后方交会
2. 测边交会法(距离交会)
测角交会法
B P P A C
2.如果把载波作为量测信号，载波的波长要短得多 （L1=19cm， L2=24cm ），比P码码元的长度 小两个数量级。对载波进行相位测量，可以达到 很高的精度。 3.载波信号是一种周期性正弦信号，相位测量只能 测定其不足一个波长的部分，因而存在着整周数 不确定性的问题，使解算过程变得比较复杂。
fi =f j =f
7)Tb =Ta + ，由公式（2），得： Nkj+（Tb）= j（Ta）+f 8) 公式（3）可改写为： = j（Ta）+f -f tb- j（Ta ）+ f ta- Nkj = f -f tb+ f ta- Nkj （4）
• ρ：卫星至接收机之间的距离 （未知数）
•δtb ：接收机钟差（未知数）
5.3.2 载波相位测量的观测方程(4)
2)伪距测量与载波相位测量的观测方程的联系 由于=c/f，则上式为：
kj f f f ft a ftb 1 2 c c c 1 c c 1 1 t a tb 1 2
3)GPS卫星定位方法
a.依据测距的原理划分： 1）伪距法定位（测码） 2）载波相位测量定位（测相） 3）差分GPS定位
b.根据待定点的运动状态划分：
1）静态定位(绝对) 2）动态定位(相对)
c.获得定位结果的时效(补充）
1) 事后定位(静态) 2) 实时定位 (RTK)
5.2 伪距测量
1.伪距：由卫星发射的测距码信号到达GPS接收机的传播时 间乘以光速所得出的量测距离。由于各种误差的存在，与 卫星到测站的实际几何距离有一定差值。 2.两种测量值： - C／A码伪距 误差20---30米
C (dt – dT ) — 时钟偏差引起的距离偏差
dion电离层效应引起的距离偏差
dtrop对流层引起的距离偏差
5.2.2伪距定位观测方程
是卫星在轨位置和用户位置的函数，即：
{[ X j (t ) X u (t )]2 [Y j (t ) Yu (t )]2 [Z j (t ) Zu (t )]2}1/ 2
5.3.2 载波相位测量的观测方程(1)
1. 载波相位测量是接收机（天线）和卫星位置的函数。只有
得到了它们之间的函数关系，才能从观测量中求解接收机 （或卫星）的位置。 2.1) 设在GPS标准时刻Ta（卫星钟时刻ta）卫星Sj发射的载波 信号相位为（ta），经传播延迟后，在GPS标准时刻Tb （接收机钟时刻tb）到达接收机。 2) 根据电磁波传播原理， Tb时接收到的和Ta时发射时的 相 位不变，即j（Tb） = j（ta）
A
B
A
B
P
前方交会
侧方交会
后方交会
A、B和C点坐标已知，P点坐标未知
测边（距）交会法
3. 无线电接收机或卫星
无线电导航定位 卫星激光测距定位
1)ABC为三个无线电信号发射台,坐标已 知 2)P为用户接收机
P
d1
A d2
d3
C
3)采用无线电测距方法测得PA PB PC 4)以ABC为球心,以三个长为半径作出三 个定位球面,即可交出接收机的平面位置
伪噪声码的真 实传播时间 卫星到接收天线的真实距离：
C( R S )
P C 卫星到接收天线的“伪距（pseudorange）”：
5.2.1伪距测量
5.2.1.3伪距测量的原理（5）
4.考虑电离层/对流层影响的伪距值：
P C C(dt dT ) dion dtrop
4)利用三个卫星位置在地面上有
B
第
四个位置 ,利用所测定的三个空间 距离交会出该地面点的位置
5.1 概述
5.GPS卫星定位的基本原理(1)
1)内容:应用测距交会原理,利用三颗以上卫星的已知空间位置 交会出地面未知点的位置
2).
观测方程
P点的三维坐标（X，Y，Z）
5.1 概述
5.GPS卫星定位的基本原理(2)
B
无线电发射台或激光测距仪
飞机轮船仍旧使用的一种导航定位方法
如只有两个无线电发射台，可根据用户接收机的概略位置交会出接 收机的平面位置
5.1概述
4.近代卫星大地测量(卫星激光测距）
P d1 d3 d2
1)P点为激光测距卫星
2)A B C为固定于地面上 三个的卫星激光测距仪(坐标已知)
A
C 3)确定出P点位置
5.2.1伪距测量
5.2.1.2为什么利用码相关法测定伪距？
为什么不利用码的标志来推算时延值？ 1.随机误差的存在：
每个测距码在产生时；测距码在传播过程中由于外界干扰来进行量测会带来较大 误差。利用码相关技术在自相关系数R(τ’) = max 的 情况下来确定信号的传播时间τ，实质上是采用了多
5.2.1伪距测量
5.2.1.1伪距测量的方法 1.卫星发出一个测距码，该测距码经过τ时间
后到达接收机；
2.接收机产生一组结构完全相同的测距码— 复制码，并通过时延器使其延迟时间τ’；
5.2 .1伪距测量
5.2.1.1伪距测量的方法(续)
3.将两组测距码进行相关处理，直到两组测距码的 自相关系数 R(τ’)=1为止，此时，复制码已和测距 码对齐，复制码的延迟时间τ’ 就等于卫星信号的 传播时间τ； 4.将τ’ 乘上光速c后即可求得卫星至接收机的伪距。
Fast ambiguity resolution approach
5.3.3.1静态方法
一 伪距法
1.
kj ( Nkj ) ( N0j Int( )) P
j j 2 j 2 j j j C (dt j dT ) d ion d trop 2 1/ 2
上式中有4个未知数（用户三维坐标和接收机的
钟差dT ）。这样在任何一个观测瞬间，用户至
少需要同时观测4颗卫星，以便解算4个未知数。
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第五章 GPS卫星定位基本原理
20
GPS卫星定位基本原理 GPS卫星定位基本原理
5.3.1 载波相位测量的基本原理
载波相位测量的观测值 理想的观测方法：信号接收时刻，卫星端载波信号的相位 理想的观测方法：信号接收时刻， (φs)与接收机端载波信号的相位 R)之差。从而测定出卫星 与接收机端载波信号的相位(φ 之差 之差。 与接收机端载波信号的相位 到测站的距离。 到测站的距离。
D = λ ⋅ (ϕ S − ϕ R ) = λ ⋅ (Φ R − ϕ R )
21
GPS卫星定位基本原理 GPS卫星定位基本原理
k接收机在接收机钟面时刻 k 时观测 卫星所取得的相位观 接收机在接收机钟面时刻t 时观测j卫星所取得的相位观 接收机在接收机钟面时刻 测量为： 测量为： j j
Φ k (tk ) = ϕk (tk ) − ϕk (tk )
伪距：由卫星发射的测距码到达 伪距：由卫星发射的测距码到达GPS接收机的传播时间乘以 接收机的传播时间乘以 光速所得出的量测距离。 光速所得出的量测距离。
7
GPS卫星定位基本原理 GPS卫星定位基本原理
距离观测值的计算
τ
∆t
接收机至卫星的距离借助于卫星发射的码信号与接收机 比对， 本身复制码信号进行比对 本身复制码信号进行比对，比较本机码信号与到达的码 信号传播延迟的时间。 信号传播延迟的时间。 传播时间乘以光速就是距离观测值（伪距） 传播时间乘以光速就是距离观测值（伪距） ρ′=C• τ
载波信号的相位值； 载波信号的相位值； ϕk (tk ) 表示 接收机在接收机钟面时刻 时所产生的本地参 表示k接收机在接收机钟面时刻 k 接收机在接收机钟面时刻t 考信号的相位值。 考信号的相位值。 通常的相位或相位测量(接收机中的鉴相器 通常的相位或相位测量 接收机中的鉴相器) 只是测出一周 接收机中的鉴相器 以内的相位值。实际测量中，如果对整周进行计数， 以内的相位值。实际测量中，如果对整周进行计数，则 从某一初始时刻(t 以后就可以取得连续的相位测量值 以后就可以取得连续的相位测量值。 从某一初始时刻 0)以后就可以取得连续的相位测量值。
第五章 GPS定位基本原理
第五章 GPS定位基本原理
8
2)、相对定位
• 确定同步跟踪相同的GPS信号的若干台接收机之间的相对 位臵的方法。可以消除许多相同或相近的误差（如卫星钟、 卫星星历、卫星信号传播误差等），定位精度较高。但其 缺点是外业组织实施较为困难，数据处理更为烦琐。
• 在大地测量、工程测量、地壳形变监测等精密定位领域内 得到广泛的应用。
j为卫星数，j=1,2,3,…
第五章 GPS定位基本原理
27
三、用测距码来测定伪距的特点
• 利用测距码测距的必要条件
– 必须了解测距码的结构
（1）易于将微弱的卫星信号提取出来。
卫星信号的强度一般只有噪声强度的万分之一或更低。 只有依据测距码的独特结构，才能将它从噪声的汪洋大海中 提取出来；
第五章 GPS定位基本原理
接收机钟差
t tk t tk (G) t (G) tk t
j j
j
信号真正传播时 间
第五章 GPS定位基本原理 22
如果不考虑大气折射的影响，则有：
' ct c[tk t ]
j
c tk (G ) t (G ) c(tk t )
j j
ρ = τ*C= △t*C 上式求得的距离ρ并不等于卫星至地面测站的真正距 离，称之为伪距。
第五章 GPS定位基本原理 19
二、伪距测量的观测方程
• 码相关法测量伪距时，有一个基本假设，即卫星钟和接 收机钟是完全同步的。
• 但实际上这两台钟之间总是有差异的。因而在R(t) =max 的情况下求得的时延τ就不严格等于卫星信号的传播时间 Δt，它还包含了两台钟不同步的影响在内。
第五章 GPS定位基本原理 17
GPS概论第五章GPS卫星定位基本原理PPT课件
线性化后：
i
X ( 0 0)x ii dX Y(0 0)yii dY Z (0 0)zii dZ (0)i NctV RctV S (Vio)niVtrop
x(i0X )i0dX y(i 0)Yi0dY z(i0Z )i0dZ (0)iNctV RctV S (Vio)niVtrop
误差方程为：
• 定义
– 单独利用一台接收机确定待定点在地固坐标系中绝对位 置的方法
• 定位结果－与所用星历同属一坐标系的绝对坐标
– 采用广播星历时属WGS-84
– 采用IGS – International GPS Service精密星历时为 ITRF – International Terrestrial Reference Frames
~ N 0 Int ( ) Fr ( )
• 整周计数 Int
载波相位观测值
• 整周未知数（整周模糊度） N 0
19
载波相位测量的观测方程
原始形式：
(iN i) ictR V ctS V (V i o)in V trop i iN i ictR V ctS V (V i o)in V trop
接收机根据自身 的 钟 在 tR时 刻 所 接 收 到 卫 星 在 tS 时刻所发送信号 的相位
(tS)
tR tS
R
R
理想情况
实际情况
18
载波相位观测值 ti
• 观测值
Fr i Int() i N 0
首次观测：
0 Fr ( ) 0
t0
以后的观测：
Fr 0 N0
i Int ( ) i Fr ( ) i 通常表示为：
载波波长为原来波长的一半，信 号质量较差（信噪比低，降低了 30dB）
gps定位基本原理
gps定位基本原理
GPS定位基本原理是利用卫星进行定位的技术。
GPS系统由一组卫星、地面控制站和用户设备组成。
卫星向地面控制站发送信号，控制站对这些信号进行处理和分析，并将处理后的信息发送给用户设备。
用户设备中的GPS接收器接收到来自卫星的信号，并测量信号的传播时间。
由于信号以光速传播，可以根据传播时间计算出信号的传播距离。
通过接收来自多颗卫星的信号，并计算出这些信号的传播距离，GPS接收器可以确定自身的位置。
为了准确计算位置，GPS接收器需要同时接收来自至少四颗卫星的信号。
每颗卫星都会向接收器发送一个具有时间戳的信号，并通过该时间戳与接收器中的时钟进行同步。
接收器使用来自多颗卫星的信号和时间戳来确定自身的位置。
GPS定位的精度取决于接收器接收到的卫星数量以及这些卫星的几何分布。
当接收器处于开阔地区，能够同时接收到来自多个方向的卫星信号时，定位精度会更高。
但当接收器处于有遮挡物的地区，如高楼大厦或树木茂密的地区，定位精度可能会下降。
总的来说，GPS定位基本原理是通过接收卫星信号并测量信号的传播时间来确定自身位置的。
这种定位技术在许多领域中得到广泛应用，例如导航、车辆追踪和地图绘制等。
GPS测量原理及应用备课课件(最新)第五章：GPS定位原理
31
3）.三差法： 原理：利用连续跟踪的所有载波相位测量观测值中均含 有相同的整周未知数N0，所以将相邻两个观测历元的载 波相位相减，就可将该未知参数消去，从而直接解出坐 标参数。 4). FARA 法--fast ambiguity resolution approach
原理：利用初始平差的解向量（接收机点的坐标及整周 未知数的实数解）及其精度信息（单位权中误差和方差协 方差阵），以数理统计理论的参数估计和统计假设检验为 基础，确定在某一置信区间整周未知数可能的整数解的组 合，然后依次将整周未知数的每一组合作为已知值，重复 地进行平差计算。其中使估值的验后方差或方差和为最小 的一组整周未知数即为整周未知数的最佳估值。
1
（X、Y、Z）
X、Y 、Z —— 测点点位坐标
Xi、Yi、Zi——卫星星历（坐标） 1、 1、 1 ——观测所得伪距（在 方程中是已知量）
2
GPS定位的基本原理
需解决的两个关键问题: --如何确定卫星的位置 --如何测量出站星距离
3
测距方法
双程测距
用于电磁波测距仪
单程测距
用于GPS
4
二.GPS定位方法分类
j (GPS)] cti
ct
j
c
j i
c ti
c t
j
ij
c ti
c t
j
上式当所卫确星定钟的与伪接距收即机为钟站严星格几同何步距时离(。 ti t j )，
13
通常GPS卫星的钟差可从卫星发播的导航电文中获得，
经钟差改正后，各卫星之间的时间同步差可保持在109 s
以内。如果忽略卫星钟差影响，并考虑电离层、对流层折
所以⑦式可写为：
顾及载波相位整周数，观测方程可写为：
3）.三差法： 原理：利用连续跟踪的所有载波相位测量观测值中均含 有相同的整周未知数N0，所以将相邻两个观测历元的载 波相位相减，就可将该未知参数消去，从而直接解出坐 标参数。 4). FARA 法--fast ambiguity resolution approach
原理：利用初始平差的解向量（接收机点的坐标及整周 未知数的实数解）及其精度信息（单位权中误差和方差协 方差阵），以数理统计理论的参数估计和统计假设检验为 基础，确定在某一置信区间整周未知数可能的整数解的组 合，然后依次将整周未知数的每一组合作为已知值，重复 地进行平差计算。其中使估值的验后方差或方差和为最小 的一组整周未知数即为整周未知数的最佳估值。
1
（X、Y、Z）
X、Y 、Z —— 测点点位坐标
Xi、Yi、Zi——卫星星历（坐标） 1、 1、 1 ——观测所得伪距（在 方程中是已知量）
2
GPS定位的基本原理
需解决的两个关键问题: --如何确定卫星的位置 --如何测量出站星距离
3
测距方法
双程测距
用于电磁波测距仪
单程测距
用于GPS
4
二.GPS定位方法分类
j (GPS)] cti
ct
j
c
j i
c ti
c t
j
ij
c ti
c t
j
上式当所卫确星定钟的与伪接距收即机为钟站严星格几同何步距时离(。 ti t j )，
13
通常GPS卫星的钟差可从卫星发播的导航电文中获得，
经钟差改正后，各卫星之间的时间同步差可保持在109 s
以内。如果忽略卫星钟差影响，并考虑电离层、对流层折
所以⑦式可写为：
顾及载波相位整周数，观测方程可写为：
第五章 GPS卫星基本定位原理
G P S 测 量 原 理 及 应 用
周跳探测的基本思路
周跳探测的原理是建立在粗差定位的基础 上的。首先，由观测数据组成适当的检测量序 列，使得周跳在该检测量序列中以粗差的形式 表示出来。然后，检测该检测量序列中的粗差， 确定周跳的位置和大小。这样就要求在去掉检 测量序列的系统性变化后剩下的随机变化部分 要远远小于可能发生的最小周跳值。
观测历元 原始相位观测值 一次差 二次差 三次差 四次差
t1 t2 t3 t4 t5 t6 t7 t8
2
上式中，tr,1-α/2为显著水平为α，自由度为r(双 差浮点解平差中的多余观测数)的t分布密度函数的 双尾α分位值，当显著水平α 、自由度r确定以后， 其值可从分布表中查得。 设Ci为∇∆Νi 的所有取值可能个数，则∇∆Ν(n个 整周模糊度)
C =
∏
n
Ci
= C 1 × C 2 × L Cn
i=1
考虑电离层、对流层、钟差影响有：
Φ kj ( t i ) = f f f ρ kj ( t i ) + fδ tj − fδ tk − δρ 1 − δρ 2 + N kj c c c
整周未知数N 的确定(1/2) 5.3.3 整周未知数N0的确定(1/2)
G P S 测 量 原 理 及 应 用 N(t0): 未知的整周未知数 ϕ(ti): 相位差的小数部分 接收机记录 绿色部分为整周计数 接收机 记录
0
-2000000 18.8
19.0
19.2
Hrs
19.4
19.6
19.8
周跳产生的原因
G P S 测 量 原 理 及 应 用
建筑物或树木等障碍物的遮挡 电离层电子活动剧烈 多路径效应的影响 卫星信噪比(SNR)太低 接收机的高动态 Diffraction 接收机内置软件的设计不周全
gps定位的基本原理和过程
gps定位的基本原理和过程GPS（Global Positioning System）定位是一种利用卫星信号进行位置测量的技术。
它基于特定的定位原理和过程来计算出接收器所在的位置。
下面将介绍GPS定位的基本原理和过程。
GPS定位的基本原理如下：1. 卫星发射信号：GPS系统由一组卫星组成，它们以固定的轨道绕地球运行，发射特定的信号。
这些信号包括导航信息和时间信息。
2. 接收器接收卫星信号：GPS接收器接收来自多个卫星的信号。
GPS接收器需要接收到至少4颗卫星的信号才能进行三维定位，其中3颗用于测量接收器与卫星之间的距离，1颗用于帮助接收器校准时间。
3. 信号测距：接收器通过测量接收到的信号与卫星发射信号的时间差，计算出接收器与卫星之间的距离。
接收器需要准确地记录信号经过大气层的时间延迟，并进行校正以消除这个误差。
4. 定位计算：接收器使用多个卫星的距离信息进行三角测量，计算出接收器的三维位置。
这个计算被称为“定位解算”。
GPS定位的过程如下：1. 启动接收器：将GPS接收器打开，它开始搜索并接收来自卫星的信号。
2. 信号接收：接收器接收到卫星发射的信号，包括导航信息和时间信息。
3. 信号解析：接收器对接收到的信号进行解析，提取出导航和时间信息。
4. 信号测距：接收器测量接收到的信号与卫星发射信号的时间差，计算出接收器与卫星之间的距离。
5. 定位计算：接收器使用多个卫星的距离信息进行三角测量，计算出接收器的三维位置。
6. 显示位置信息：接收器将计算出的位置信息显示在屏幕上，或通过其他方式提供给用户使用。
需要注意的是，GPS定位的精度受到多种因素的影响，包括卫星的数量和位置、大气条件、接收器的性能等。
此外，GPS定位还可以结合其他辅助定位技术，如地基站定位或惯性导航系统，以提高定位精度和可靠性。
综上所述，GPS定位基于卫星发射信号和接收器的信号测距，通过多个卫星的距离信息进行三角测量，计算出接收器的三维位置。
gps定位的基本原理
gps定位的基本原理
GPS定位是基于卫星导航系统的原理，通过接收来自多颗卫星的信号来确定接收器所在地的位置。
GPS系统由全球定位系统和地面控制段组成。
全球定位系统由多颗卫星组成，它们以不同的轨道和角度绕地球运行。
每颗卫星都携带有精确的原子钟，它们发送带有时间戳的信号。
接收器接收到来自至少四颗卫星的信号后，可以通过测量信号传输时间以及卫星位置信息来计算出自身的位置。
具体的定位过程如下：
1. 接收信号：接收器接收到来自至少四颗卫星的信号，这些信号包括卫星的位置信息和发送时间。
2. 确定时间差：接收器测量信号从卫星发射到接收器接收到的时间差。
由于信号以光速传播，可以根据时间差计算出信号传播的距离。
3. 多边定位：通过多个卫星的信号传播距离，可以得到多个距离定位圆，并以接收器所在位置作为圆心。
接收器实际的位置为多个定位圆的交点，通过三角测量等方法计算出接收器的位置坐标。
4. 误差校正：GPS系统中可能存在的误差包括卫星钟误差、大气延迟等，需要进行误差校正来提高定位的准确性。
5. 输出位置：最后，GPS接收器将定位结果输出给用户，用户可以通过显示屏上展示的地理坐标等数据来确认自身位置。
通过以上步骤，GPS定位可以提供高精度和全球覆盖的位置
信息。
它在各种应用中都可以发挥重要作用，包括导航、地图制作、运输管理等。
GPS卫星定位原理
（2）、伪距测量的观测方程 在前面的讨论中我们假设卫星钟和接收机钟是 完全同步的，但实际上这两台钟之间总是有差 异的。因而在 R(t) max 的条件下求得的时延 就 不严格等于卫星信号的传播时间 t ，它还包含 了两台钟不同步的影响在内。此外，由于信号 并不是完全在真空中传播的，因而观测值中 也包含了大气传播延迟误差。在伪距测量中， (t) max 一般把在R 的条件下求得的时延 和真空 中的光速c的乘积 c 当作观测值，下面我 们将建立卫星与接收机之间的几何距离 与观 测值 之间的关系式。
② 外业观测的组织和实施较为自由方便；
③ 数据处理也较为简单。
单点定位的缺点： 单点定位的结果受卫星星历误差和卫星 信号传播过程中的大气延迟误差的影响比较 显著，所以定位精度较差。 单点定位模式在船舶、飞机的导航、地 质矿产勘探、暗礁定位、建立浮标、海洋捕 鱼及低精度测量等领域中有着广泛的应用前 景，在国防建设中也有重要的作用。
第二节 伪距法定位
伪距法定位是导航及低精度测量中所用 的一种定位方法。它具有速度快、无多值性 问题等优点,其精度已满足部分用户的需要。 在进行载波相位测量时，精确的伪距测量资 料也是极有用的辅助资料。 优越性 ① 速度快、无多值性问题，利用增加观测 时间可以提高定位精度 ② 虽然测量定位精度低，但足以满足部分 用户的需要。
在差分定位中所采用的数学模型仍然是单点 定位的数学模型。但必须使用多台接收机、必须 在基准点和流动站之间进行同步观测并利用误差 的相关性来提高定位精度等方面又具有相对定位 的某些特性，所以是一种介于单点定位和相对定 位之间的定位模式（或者说同时具有上述两种定 位模式的某些特性）。在划分时由于强调的标准 不同（有的强调数学模型，有的强调作业方式和 误差消除削弱的原理），可以得出不同的结论。
GPS定位原理
c t
第二节 测码伪距观测方程与测相伪距观测方程
1、测码伪距观测方程及其线性化 ρ——卫星到测站的几何距离； ρ ′——卫星到测站间含有接收机钟差的伪距； δt ——接收机钟的钟差；
c t
测码伪距观测方程线性化
设卫星的已知坐标为 X j,Y j,Z j ，接收机的位置坐标
为 X k ,Yk , Zk ，其近似值为X k0,Yk0, Zk0 ，改正数为X ,Y ,Z
第三节 GPS绝对定位原理
一、动态绝对定位原理
设观测卫星数 m 4 ，则
v1k a1kX bk1Y c1kZ ct lk1
vk2 ak2X bk2Y ck2Z ct lk2vkmakmX
bkmY
ckmZ
ct
lkm
用矩阵表示
V ak X Lk
X
a
T
k
ak
1 Lk
2
以弧度为单位， 以周为单位。
由上式可得
• N •
在接收机初始跟踪到卫星时刻t0 ，测得上式中的左端。右端 的两项为未知数。当接收机锁定卫星，到 ti 时刻，接收机测得的
相位含有三项：一是整周固定部分，称为整周未知数或整周模糊度； 二是整周变化部分，由整周计数器记录；三是不足整周部分。
其中：
v1k
V
vk2
vkm
X
X
Y
Z c •t
a1k bk1 c1k 1
ak
ak2
bk2
ck2
1
akm bkm ckm 1
lk1
Lk
lk2
lkm
令
QZ akT ak 1
设
Q11 Q12 Q13 Q14
QZ
第二节 测码伪距观测方程与测相伪距观测方程
1、测码伪距观测方程及其线性化 ρ——卫星到测站的几何距离； ρ ′——卫星到测站间含有接收机钟差的伪距； δt ——接收机钟的钟差；
c t
测码伪距观测方程线性化
设卫星的已知坐标为 X j,Y j,Z j ，接收机的位置坐标
为 X k ,Yk , Zk ，其近似值为X k0,Yk0, Zk0 ，改正数为X ,Y ,Z
第三节 GPS绝对定位原理
一、动态绝对定位原理
设观测卫星数 m 4 ，则
v1k a1kX bk1Y c1kZ ct lk1
vk2 ak2X bk2Y ck2Z ct lk2vkmakmX
bkmY
ckmZ
ct
lkm
用矩阵表示
V ak X Lk
X
a
T
k
ak
1 Lk
2
以弧度为单位， 以周为单位。
由上式可得
• N •
在接收机初始跟踪到卫星时刻t0 ，测得上式中的左端。右端 的两项为未知数。当接收机锁定卫星，到 ti 时刻，接收机测得的
相位含有三项：一是整周固定部分，称为整周未知数或整周模糊度； 二是整周变化部分，由整周计数器记录；三是不足整周部分。
其中：
v1k
V
vk2
vkm
X
X
Y
Z c •t
a1k bk1 c1k 1
ak
ak2
bk2
ck2
1
akm bkm ckm 1
lk1
Lk
lk2
lkm
令
QZ akT ak 1
设
Q11 Q12 Q13 Q14
QZ