GPS名词解释

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(定位星座)在用GPS卫星进行导航定位时,为了求得测站的三维位置,必须观测4颗GPS卫星,称之为定位星座。(卫星定位常用的坐标系)空间直角坐标系及其相应的大地坐标系(卫星星历)就是一组对应于某一时刻的轨道参数及其变率。包括广播星历和后处理星历
(gps定位的实质)利用三颗以上卫星的一直空间位置和其到用户接收机的位置通过后方交会得到用户接收机位置的三维坐标(岁差)地球的形体接近于一个赤道隆起的椭球体,因此,在日月引力和其它天体引力对地球隆起部分的作用下,地球在绕太阳运行时,自转轴的方向不再保持不变,从而使春分点在赤道上产生缓慢的西移,这种现象在天文学中称为岁差。
(章动)在太阳和其它行星引力的影响下,月球的运行轨道以及月地之间的距离都是不断变化的,那么在日月引力等因素的影响下,瞬时北天极将绕瞬时平北天极产生旋转,大致成椭圆形轨迹,其长半径约为9.2",周期约为18.6年。这种现象称为章动。(协议天球坐标系)为了建立一个与惯性坐标系相接近的坐标系,人们通常选择某一时刻t0作为标准历元(epoch),并将此时刻地球瞬时自转轴(指向北极)和地心至瞬时春分点的方向,经该时刻的岁差和章动改正后,分别作为Z轴和X轴的指向。由此所构成的空固坐标系,称为所取标推历元t0的平天球坐标系或协议天球坐标系,也称协议惯性坐标系(整周未知数)因为载波信号是一种周期性的正弦信号,而相位测量只能测得其不足一个波长的不分,因此存在着整周数不确定的问题(周跳)在gps跟踪卫星过程中卫星信号被障碍物遮挡而暂时中断或受无线电干扰造成失锁,计数器无法正常计数,当信号重新被跟踪后,整周计数就不确定可是不到一个整周的相位观测值仍是正确的。(单点定位)又叫绝对定位,即利用gps卫星和接收机之间的距离观测值直接确定用户接收机在wgs84坐标系的坐标(相对定位)用至少二台gps接收机同步观测相同的卫星,确定接收机天线之间的相对位置(精度因子)权系数阵对角线上的元素定义为精度因子。平面位置精度因子HDOP高程精度因子VDOP空间位置精度因子PDOP接收机钟差精度因子TDOP几何精度因子GDOP(查分gps定位原理)单站gps差分1位置差分2伪距差分3载波相位差分局部区域gps查分系统广域gps差分系统多基准站rtk技术即cors网全球实时gps差分技术(相对论效应)相对论效应是由于卫星钟和接收机钟所处的状态(运动速度和重力位)不同而引起卫星钟和接收机钟之间产生相对钟误差的现象(大气折射)对于GPS而言,卫星的电磁波信号从信号发射天线传播

到地面GPS接收机天线,其传播路径并非真空,而是要穿过性质与状态各异、且不稳定的大气层,使其传播的方向、速度和强度发生变化,这种现象称为大气折射。(多路径效应)在GPS测量中,如果测站周围的反射物所反射的卫星信号(反射波)进入接收机天线,这就将和直接来自卫星的信号(直接波)产生干涉,从而使观测值偏离真值产生所谓的多路径误差。(●观测时段:)测站上开始接收卫星信号到观测停止,连续工作的时间段,简称时段。(●同步观测:)两台或两台以上接收机同时对同一组卫星进行的观测(●同步观测环):三台或三台以上接收机同步观测获得的基线向量所构成的闭合环,简称同步环。(●独立观测环:)由独立观测所获得的基线向量构成的闭合环,简称独立环。●异步观测环:)在构成多边形环路的所有基线向量中,只要有非同步观测基线向量,则该多边形环路叫异步观测环,简称异步环(独立基线:)对于N台GPS接收机构成的同步观测环,有J条同步观测基线,其中独立基线数为N-1●非独立基线:除独立基线外的其他基线叫非独立基线,总基线数与独立基线数之差即为非独立基线数。(gps网的基准设计)GPS测量获得的是GPS基线向量,它属于WGS-84坐标系的三维坐标差,而实际我们需要的是国家坐标系或地方独立坐标系的坐标。所以在GPS网的技术设计时,必须明确GPS成果所采用的坐标系统和起算数据,即明确GPS网所采用的基准。我们将这项工作称之为GPS网的基准设计。GPS网的基准包括位置基准、方位基准和尺度基准(误差)与卫星有关的误差,如卫星星历误差、卫星钟误差、相对论效应等;与传播路径有关的误差,如大气延迟误差、多路径效应等;与接收设备有关的误差,如接收机钟误差、天线高的量取误差等;其它误差,如地球自转1 卫星星历误差◆建立独立的跟踪网 ◆采用轨道松弛法◆同步观测值求差 ◆忽略轨道误差2 卫星钟误差卫星钟的这种偏差,可用如下的二阶多项式进行改正系数a0、a1、a2表示卫星钟在参考历元t0c时的钟差、钟速(或频率偏差)及钟速的变率(或老化率)3 相对论效应 克服相对论效应的简单方法是,在厂家在制造卫星钟时预先将频率降低4.449×10-10f,这样当卫星钟进入轨道受到相对论效应的影响后,其频率正好变为标准频率。1电离层折射 利用双频观测值进行电离层改正 利用电离层的改正模型加以改正 对流层折射 2对流层模型 引入描述对流层的附加待估参数 利用同步观测量求差 利用水汽辐射计直接测定信号传播的影响 3多路径效应误差 选择合适的站址、采用性能良好的天线、改善接收机的

设计等。与接收机有关的误差,包括观测误差、接收机钟误差、天线相位中心位置误差、接收机位置误差、天线高量取误差等(gps网的图形设计)1点连式2边连式3网连式4边点混合连接式5三角锁6导线网形连接7星形布设( GPS相对定位的作业模式)1 静态相对定位模式采用两套(或两套以上)接收设备,分别安置在一条(或数条)基线的端点,同步观测4颗卫星1小时左右,或同步观测5颗卫星20分钟左右。当基线超过100km时,观测时间应适当延长。2 快速静态相对定位模式在测区的中部选择一个基准站,并安置一台接收设备连续跟踪所有可见卫星;另一台接收机依次到各点流动设站,并且在每个流动站上观测1~2分钟。该作业模式要求,在观测时段中必须有5颗卫星可供观测;同时流动站与基淮站相距不超过15km。3 准动态相对定位模式在测区选择一基准站,并在其上安置一台接收机连续跟踪所有可见卫星;
置另一台流动的接收机于起始点(图中l号点)观测l~2分钟;在保持对所测卫星连续跟踪的情况下,流动的接收机依次迁到2,3,…,13号流动点各观测数秒钟。4 动态定位模式建立一个基准点,并在其上安置一台接收机,连续跟踪所有可见卫星;另一台接收机安置在运动的载体上,在出发点按快速静态相对定位法,静止观测1~2分钟; 运动的接收机从出发点开始,在运动过程中按预定的时间间隔自动观测。(整周跳变的修复)1屏幕扫描法2用高次差或多项式拟合法3在卫星间求差4用双频观测值修复周跳5根据平差后的残差发现和修复整周跳变(技术设计书编写)1任务来源及工作量2测区概况3布网方案4选点和埋标5观测6数据处理7完成任务的措施






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