GPS 北斗定位原理.ppt

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1、衛(wèi)星導(dǎo)航定位系統(tǒng)與原理關(guān)于GPS、BDS定位原理目錄一、目前世界上主要四大定位系統(tǒng)二、GPS系統(tǒng)組成與原理三、GPS原理及分類四、GPS差分分類及原理五、北斗一號(hào)、二號(hào)構(gòu)成及特點(diǎn)一、目前世界上主要四大定位系統(tǒng)GPSBDSGLONASSGAILEO美國俄羅斯中國歐洲目錄一、目前世界上主要四大定位系統(tǒng)二、GPS系統(tǒng)組成與原理三、GPS原理及分類四、GPS差分分類及原理五、北斗一號(hào)、二號(hào)構(gòu)成及特點(diǎn)二、GPS系統(tǒng)組成123一、GPS構(gòu)成GPS原理1.原理：利用空間分布的衛(wèi)星與地面點(diǎn)的距離交會(huì)得出地面點(diǎn)位

2、置X、Y、Z為三維空間坐標(biāo)C為光速，δ為接收機(jī)鐘差目錄一、目前世界上主要四大定位系統(tǒng)二、GPS系統(tǒng)組成與原理三、GPS定位分類及原理四、GPS差分分類及原理五、北斗一號(hào)、二號(hào)構(gòu)成及特點(diǎn)三、GPS定位方法分類1.絕對(duì)定位原理動(dòng)態(tài)絕對(duì)定位精度10至40米接收機(jī)安裝在載體上，處于動(dòng)態(tài)，確定載體的瞬時(shí)絕對(duì)位置，精度不高，應(yīng)用于飛機(jī)、船舶、陸地車輛等運(yùn)動(dòng)載體導(dǎo)航。精度為米級(jí)接收機(jī)靜止，可以連續(xù)地在不同歷元同步觀測不同的衛(wèi)星，測定衛(wèi)星至觀測站的偽距，通過數(shù)據(jù)處理求得觀測站的絕對(duì)坐標(biāo)。主要用于大地測量。由于衛(wèi)

3、星星歷誤差、接收機(jī)時(shí)鐘與衛(wèi)星時(shí)鐘同步差、大氣折射誤差等各種誤差，導(dǎo)致其精度不高，無法滿足精密定位的需求，相對(duì)定位應(yīng)運(yùn)而生。絕對(duì)定位原理分為靜態(tài)絕對(duì)定位和動(dòng)態(tài)絕對(duì)定位如下：2.相對(duì)定位原理利用兩臺(tái)以上的接收機(jī)測定觀測點(diǎn)至某一地面參考點(diǎn)（已知點(diǎn)）之間的相對(duì)位置，即測定未知點(diǎn)到已知點(diǎn)的坐標(biāo)增量，稱之為相對(duì)定位。主要分為靜態(tài)相對(duì)定位、動(dòng)態(tài)相對(duì)定位、準(zhǔn)動(dòng)態(tài)相對(duì)定位。2-1.靜態(tài)相對(duì)定位相對(duì)定位的求差方式利用觀測量的不同組合求差進(jìn)行相對(duì)定位，可以有效消除觀測量的相關(guān)誤差，提高相對(duì)定位精度，方式如下：1.單差

4、：不同觀測站同步觀測同一顆衛(wèi)星所得觀測量之差相對(duì)定位的求差方式2.雙差：不同觀測站同步觀測同組衛(wèi)星所得觀測量單差之差3.三差：不同歷元同步觀測同組衛(wèi)星所得的觀測量雙差之差2.準(zhǔn)態(tài)相對(duì)定位原理3.動(dòng)態(tài)相對(duì)定位原理目錄一、目前世界上主要四大定位系統(tǒng)二、GPS系統(tǒng)組成與原理三、GPS定位分類及原理四、GPS差分分類及原理五、北斗一號(hào)、二號(hào)構(gòu)成及特點(diǎn)GPS差分分類01根據(jù)時(shí)效分類實(shí)時(shí)差分事后差分04根據(jù)工作原理和模型局域差分（LADGPS)單基站差分多基站差分（VRSRTK)廣域差分(WADGPS)03

5、根據(jù)安裝觀測值偽距差分載波相位差分02根據(jù)差分修正數(shù)位置差分距離差分。1、局域差分1.局域差分(LADGPS):在局部區(qū)域中應(yīng)用差分GPS技術(shù)，在區(qū)域中布設(shè)一個(gè)差分GPS網(wǎng)，該網(wǎng)由若干個(gè)基準(zhǔn)站和一個(gè)監(jiān)控站組成。用戶通過接收多個(gè)基準(zhǔn)站所提供的修正信息，獲得更高精度的定位結(jié)果。LADGPS的作用半徑比較小,例如通常偽距差分的作用半徑不超過150km,這時(shí)用戶站的實(shí)時(shí)定位精度一般可提高至±3m～5m.2、廣域差分1.廣域差分(WADGPS):一般由一個(gè)主控站,若干個(gè)GPS衛(wèi)星跟蹤站,一個(gè)差分信號(hào)播發(fā)站

6、,若干個(gè)監(jiān)控站,相應(yīng)的數(shù)據(jù)通訊網(wǎng)絡(luò)和若干個(gè)用戶站組成。2.原理：是對(duì)GPS觀測量的誤差源分別加以區(qū)分和“模型化”,然后將計(jì)算出來的每一個(gè)誤差源的誤差修正值(差分值)通過數(shù)據(jù)通訊鏈傳輸給用戶,對(duì)用戶在GPS定位中的誤差加以修正,以達(dá)到削弱這些誤差源和改善用戶GPS定位精度的目的。3、VRS?RTK原理根據(jù)若干基準(zhǔn)站的觀測值，建立區(qū)域內(nèi)的GPS主要誤差模型，控制中心將這些誤差從基準(zhǔn)站的觀測值中減去，形成“無誤差”的觀測值，再加上用戶的觀測值，在移動(dòng)站附近建立起一個(gè)虛擬參考站，移動(dòng)站與虛擬參考站進(jìn)行載

7、波相位差分改正，實(shí)現(xiàn)實(shí)時(shí)RTK。目錄一、目前世界上主要四大定位系統(tǒng)二、GPS系統(tǒng)組成與原理三、GPS定位分類及原理四、GPS差分分類及原理五、北斗一號(hào)、二號(hào)構(gòu)成及特點(diǎn)1.北斗一號(hào)導(dǎo)航系統(tǒng)構(gòu)成空間部分3課衛(wèi)星（1顆備用）地面控制管理部分用戶接收機(jī)用戶指揮機(jī)2、北斗一號(hào)導(dǎo)航系統(tǒng)構(gòu)成與原理原理：有源導(dǎo)航定位，雙星定位系統(tǒng)。兩顆衛(wèi)星同時(shí)進(jìn)行雙向通信，完成對(duì)每個(gè)用戶的精確定位，并將定位信息以短信方式通過衛(wèi)星直接發(fā)送個(gè)給用戶。缺點(diǎn)：不能覆蓋兩極地區(qū)，赤道附近定位精度差，只能二維主動(dòng)式定位，且需提供用戶高程數(shù)

8、據(jù)，不能滿足高動(dòng)態(tài)和保密的軍事用戶要求，用戶數(shù)量受一定限制3、北斗一號(hào)導(dǎo)航系統(tǒng)可實(shí)現(xiàn)功能4、北斗二號(hào)導(dǎo)航系統(tǒng)構(gòu)成與原理功能5、北斗二號(hào)導(dǎo)航系統(tǒng)與GPS參數(shù)對(duì)比項(xiàng)目GPS北斗二號(hào)空間組成24顆衛(wèi)星分布6個(gè)軌道5顆靜止和30顆非靜止地面組成主控站、監(jiān)測站、注入站主控站、監(jiān)測站、注入站定位精度民用10米，軍用5-6米民用10米，軍用5-6米測速精度0.1米/秒0.2米/秒授時(shí)精度30納秒50納秒用戶設(shè)備GPS接收機(jī)與GPS、GLONASS、GALILEO等兼容功能定位、導(dǎo)航、測速、授時(shí)定位、導(dǎo)航、測速