DGPS原理以及GPS系統的特點知識介紹
發布時間:2008/8/29 0:00:00 訪問次數:805
目前gps系統提供的定位精度是優于10米,而為得到更高的定位精度,我們通常采用差分gps技術:將一臺gps接收機安置在基準站上進行觀測。根據基準站已知精密坐標,計算出基準站到衛星的距離改正數,并由基準站實時將這一數據發送出去。用戶接收機在進行gps觀測的同時,也接收到基準站發出的改正數,并對其定位結果進行改正,從而提高定位精度。
差分gps分為兩大類:偽距差分和載波相位差分
1. 偽距差分原理
這是應用最廣的一種差分。在基準站上,觀測所有衛星,根據基準站已知坐標和各衛星的坐標,求出每顆衛星每一時刻到基準站的真實距離。再與測得的偽距比較,得出偽距改正數,將其傳輸至用戶接收機,提高定位精度。
這種差分,能得到米級定位精度,如沿海廣泛使用的“信標差分”
2.載波相位差分原理
載波相位差分技術又稱rtk(real time kinematic)技術,是實時處理兩個測站載波相位觀測量的差分方法。即是將基準站采集的載波相位發給用戶接收機,進行求差解算坐標。
載波相位差分可使定位精度達到厘米級。大量應用于動態需要高精度位置的領域。
gps系統的特點 gps系統具有全天候、全方位、高精度、多用途以及方便快捷高效等特點。
1)全天候 :指野外觀測可不受時間的限制。不論白天黑夜、刮風下雨、夏暖冬寒,均可獲得滿意的觀測效果。
2)全方位 : 指野外作業不受空間的限制,只要能同時接收到四顆以上衛星的信號,即可進行定位。不要求測站間互相通視,可在陸地、海上、水上、空中(航測)測量定位。既可靜態觀測,也可動態觀測。
3)高精度:單頻 gps接收機靜態測量(后處理)精度可達±5mm+2ppm·d。雙頻 gps接收機靜態測量精度可達±5mm+1ppm·d。實時動態測量( rtk)精度可達±20mm+2ppm·d。
4)多用途:不僅用于測量定位,還可用于導航以及測速和授時。還可為交通、氣象、農業、林業、地震、環保、考古、旅游、探險等領域提供良好的服務。
5)方便快捷高效:野外觀測操作簡單,易于掌握,作業時間短,大大減輕了野外作業的勞動強度。動態差分定位每站只需幾秒鐘。
gps系統的應用
1)在大地測量中,用于建立各全國性的和地區性的gps控制網。 2)在大型工程控制測量中,用于建立精密工程控制網 . 3)用于工程的變形監測。 4)用于測制數字地形圖和地籍圖。 5)用于國界、行政邊界等勘界測量。 6)gps配合遙感技術(rs)和地理信息系統(gis)的3s技術用于農業的土地資源綜合利用,病蟲害的防治,精確農業的管理,取得良好的經濟效益。 7)用于測定林業分布,測量面積,以及森林防火。 8)gps系統已廣泛應用于野外考察、考古、探險、旅游等工作。 9)gps系統還可用于航空、航海、港口、內河、湖泊的導航。 10)通過 gps系統對車輛的定位管理,實現對車輛的監控、調度、報警、事故緊急處理等。
gps系統發展前景gps系統原本用于軍事目的,由于民用技術上的開發利用,顯示強大的生命力,具有廣泛的應用和發展前景,但也面臨新的問題。
1)gps系統的功能將得到增強,并增加民用頻道(l5),擴大民用服務范圍。
2)gps接收機將朝著智能化、小型化發展,gps與手機的結合,甚至gps進入因特網也將成現實。 3)導航定位將趨于多元化。
gps系統是美國一家壟斷的產品,各國從自身的國家安全和經濟利益角度出發,都想擺脫受制于人的被動局面,因此凡有實力的國家都有意想發展自己的導航定位系統。目前,俄羅斯的glonass系統,歐洲的navsat系統,都已投入使用。國際民航總局正在建立中的gnss系統,我國自主建成的北斗導航定位系統,以及正與歐洲合作建立覆蓋全球的galileo導航定位系統(圖1—5),都將使未來導航定位沿著多元化空間資源環境的方向發展,各種定位系統之間共享、互相兼容,技術更趨完善,定位精度更高。
此外, 3s技術的應用將進一步發展,服務領域將更加擴大。
地球坐標系:固定在地球上與地球一起自轉和公轉的坐標系;地球坐標系分類:參心坐標系、地心坐標系。定義坐標系的要素:原點位置、尺度與坐標軸指向;還包括一些天文、物理、地球等參數,若采用大地 坐標表述形式還需要橢球元素。
gps測量的誤差源:gps測量誤差按其生產源可分3大部分:gps信號的自身誤差,包括軌道誤差(星歷誤差)和sa,as影響(美國衛星對陸地發射信號的控制系統);gps信號的傳輸誤差,包括太陽光壓,電離層延遲,對流層延遲,多路徑傳播和由它們影響或其他原因產生的周跳;gps接收機的誤差,主要包括鐘誤差,通道問的偏差,鎖相環延遲,碼跟蹤環偏差,天線相位中心偏差等。
外業觀測是指利用gps接收機采集來自gps衛星的電磁波信號,其作業過程大致可分為天線安置、接收機操作和觀測記錄。外業觀測應嚴格按照技術
目前gps系統提供的定位精度是優于10米,而為得到更高的定位精度,我們通常采用差分gps技術:將一臺gps接收機安置在基準站上進行觀測。根據基準站已知精密坐標,計算出基準站到衛星的距離改正數,并由基準站實時將這一數據發送出去。用戶接收機在進行gps觀測的同時,也接收到基準站發出的改正數,并對其定位結果進行改正,從而提高定位精度。
差分gps分為兩大類:偽距差分和載波相位差分
1. 偽距差分原理
這是應用最廣的一種差分。在基準站上,觀測所有衛星,根據基準站已知坐標和各衛星的坐標,求出每顆衛星每一時刻到基準站的真實距離。再與測得的偽距比較,得出偽距改正數,將其傳輸至用戶接收機,提高定位精度。
這種差分,能得到米級定位精度,如沿海廣泛使用的“信標差分”
2.載波相位差分原理
載波相位差分技術又稱rtk(real time kinematic)技術,是實時處理兩個測站載波相位觀測量的差分方法。即是將基準站采集的載波相位發給用戶接收機,進行求差解算坐標。
載波相位差分可使定位精度達到厘米級。大量應用于動態需要高精度位置的領域。
gps系統的特點 gps系統具有全天候、全方位、高精度、多用途以及方便快捷高效等特點。
1)全天候 :指野外觀測可不受時間的限制。不論白天黑夜、刮風下雨、夏暖冬寒,均可獲得滿意的觀測效果。
2)全方位 : 指野外作業不受空間的限制,只要能同時接收到四顆以上衛星的信號,即可進行定位。不要求測站間互相通視,可在陸地、海上、水上、空中(航測)測量定位。既可靜態觀測,也可動態觀測。
3)高精度:單頻 gps接收機靜態測量(后處理)精度可達±5mm+2ppm·d。雙頻 gps接收機靜態測量精度可達±5mm+1ppm·d。實時動態測量( rtk)精度可達±20mm+2ppm·d。
4)多用途:不僅用于測量定位,還可用于導航以及測速和授時。還可為交通、氣象、農業、林業、地震、環保、考古、旅游、探險等領域提供良好的服務。
5)方便快捷高效:野外觀測操作簡單,易于掌握,作業時間短,大大減輕了野外作業的勞動強度。動態差分定位每站只需幾秒鐘。
gps系統的應用
1)在大地測量中,用于建立各全國性的和地區性的gps控制網。 2)在大型工程控制測量中,用于建立精密工程控制網 . 3)用于工程的變形監測。 4)用于測制數字地形圖和地籍圖。 5)用于國界、行政邊界等勘界測量。 6)gps配合遙感技術(rs)和地理信息系統(gis)的3s技術用于農業的土地資源綜合利用,病蟲害的防治,精確農業的管理,取得良好的經濟效益。 7)用于測定林業分布,測量面積,以及森林防火。 8)gps系統已廣泛應用于野外考察、考古、探險、旅游等工作。 9)gps系統還可用于航空、航海、港口、內河、湖泊的導航。 10)通過 gps系統對車輛的定位管理,實現對車輛的監控、調度、報警、事故緊急處理等。
gps系統發展前景gps系統原本用于軍事目的,由于民用技術上的開發利用,顯示強大的生命力,具有廣泛的應用和發展前景,但也面臨新的問題。
1)gps系統的功能將得到增強,并增加民用頻道(l5),擴大民用服務范圍。
2)gps接收機將朝著智能化、小型化發展,gps與手機的結合,甚至gps進入因特網也將成現實。 3)導航定位將趨于多元化。
gps系統是美國一家壟斷的產品,各國從自身的國家安全和經濟利益角度出發,都想擺脫受制于人的被動局面,因此凡有實力的國家都有意想發展自己的導航定位系統。目前,俄羅斯的glonass系統,歐洲的navsat系統,都已投入使用。國際民航總局正在建立中的gnss系統,我國自主建成的北斗導航定位系統,以及正與歐洲合作建立覆蓋全球的galileo導航定位系統(圖1—5),都將使未來導航定位沿著多元化空間資源環境的方向發展,各種定位系統之間共享、互相兼容,技術更趨完善,定位精度更高。
此外, 3s技術的應用將進一步發展,服務領域將更加擴大。
地球坐標系:固定在地球上與地球一起自轉和公轉的坐標系;地球坐標系分類:參心坐標系、地心坐標系。定義坐標系的要素:原點位置、尺度與坐標軸指向;還包括一些天文、物理、地球等參數,若采用大地 坐標表述形式還需要橢球元素。
gps測量的誤差源:gps測量誤差按其生產源可分3大部分:gps信號的自身誤差,包括軌道誤差(星歷誤差)和sa,as影響(美國衛星對陸地發射信號的控制系統);gps信號的傳輸誤差,包括太陽光壓,電離層延遲,對流層延遲,多路徑傳播和由它們影響或其他原因產生的周跳;gps接收機的誤差,主要包括鐘誤差,通道問的偏差,鎖相環延遲,碼跟蹤環偏差,天線相位中心偏差等。
外業觀測是指利用gps接收機采集來自gps衛星的電磁波信號,其作業過程大致可分為天線安置、接收機操作和觀測記錄。外業觀測應嚴格按照技術