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【無人機 學習筆記 6】GPS定位方式 GPS差分定位

一、GPS定位原理

 

二、GPS定位方式

按定位方式:單點定位,相對定位(差分定位)

按接收機的運動狀態分:動態定位,靜態定位

2.1、絕對定位(單點定位)

絕對位置,即某一座標系下的絕對座標

2.2、相對定位(差分定位)

基線向量,即進行同步觀測的兩點間的座標差

 

在瞭解差分GPS之前首先要知道GPS定位測量中的三類誤差:

1、接收機的公有誤差:衛星鐘誤差、星曆誤差、電離層誤差、對流程誤差;

2、接收機自身存在的誤差:內部噪聲、通道延遲、多路徑效應;

3、基準站接收機與流動站接收機之間的傳播延遲誤差;

以上三種類型的誤差是GPS測量當中的三類主要誤差,其中第一類接收機公有誤差可以通過差分技術完全予以消除。第二型別的誤差是硬體裝置的內在誤差,無法消除。第三型別的誤差直接取決於移動站與基站之間的距離。

 

所謂差分GPS,其基本組成包括有一個已知的地面控制點,一個地面基準站,一個測區移動站,工作原理就是通過在一定的區域範圍內(根據不同的測量等級,基準站與移動站的距離有差異,一般情況下小於25km),在地面已知控制點上架設一個GPS基準站,GPS基準站實時的記錄GPS定位資訊,通過與地面已知控制點的實際座標值做比對處理,以解算得到測區移動站的修正量,以此對移動站的測量值進行修正,得到更精準的測量值。

 

按照差分計算的順序不同可分為後差分與實時差分兩種,後差分就是基準站將記錄的差分資料儲存下來,等整個測量完成之後再根據對應的時間段及時間點對移動站的資料進行差分處理,實時差分指的是基準站通過無線電臺,實時地將差分資料傳送給移動站,以實現實時的資料解算。

另外,差分GPS根據基準站傳送的差分資訊的不同可分為三種,分別是位置差分技術、距離差分中的偽距差分技術以及距離差分中的載波相位差分技術(Real Time Kinematic,及RTK)。

 

位置差分技術:

指的是基準站直接將真實值與測量值的差值作為差分修正量,傳送給使用者接收機,用以做直接的運算修正,可消除第一種型別的誤差(也就是衛星鐘差、星曆誤差、電離層誤差以及對流程誤差等),也就是將座標的差值作為修正量直接在移動站測量值上加減。

 

距離差分中的偽距差分技術:

首先要理解偽距的概念,所謂偽距就是GPS的實際測量過程中,衛星與接收機之間的實測距離A與真實距離B,由於存在衛星鐘差、接收機鐘差以及電離層延遲等影響,造成誤差,所以講實際的測距值A稱為偽距,GPS接收機的測量也稱為偽距測量。因此,對於偽距差分技術,可理解為將偽距測量的修正量作為修正值傳遞給移動站進行差分處理。

 

位置差分和偽距差分能夠抵消掉第一類誤差,但是移動站和基準站之間的距離拉大加大了系統資料的傳遞延遲這一點是無法消除的。

 

距離差分中的載波相位差分原理即RTK技術

利用載波相位差分的方式,其實還可以分為兩種:

第一種是基準站將載波相位的修正量傳遞給移動站,移動站根據這個修正量進行差分解算,以求得自己的三維座標,是一種移動站座標修正的方法。

第二中是基準站實時地將測量的載波相位觀測量、偽距觀測量、基準站座標等資訊通過無線電臺實時地傳遞給移動站,移動站將載波相位觀測值進行差分處理,求得基準站與移動站之間的基線向量(基線向量就是指兩站點之間的座標差值,δx,δy,δz),再根據基站控制點座標求得移動站的座標,得到的移動站是WGS-84座標。
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原文:https://blog.csdn.net/u013832676/article/details/51697382