绝对定位和相对定分解52页PPT

kj kj kj TD12 (ti , ti +1 ) = DD12 (ti +1 ) − DD12 (ti )
上述三次差分观测值模型能有效地消除各种误差： 1、单差观测值模型能够消除与卫星相关的载波相位误差和钟差、卫星轨道误 差、信号传播误差；
双差观测值可以消除与接收机有关的载波相位误差和钟差，信号传播误差； 三差观测值可以消除与卫星和接收机相关的初始整周模糊度N。
思考题：
1、何谓载波相位观测值和载波相位观测值方程？ 解释下式各符号的含义。
Φ kj (ti ) = ϕ kj (ti ) − ϕ k (ti ) + N 0j + Int (ϕ )
2、解释载波相位测量的观测方程各符号的含义。 载波相位测量的观测方程各符号的含义 载波相位测量的观测方程
Φ kj = f f f ρ + f δ t j − f δ t k − δρ 1 − δρ 2 c c c
k i i i i
ρ ' = Φ kj × λ
绝对定位的特点： 绝对定位的特点：
1、定位精度受卫星轨道误差、钟差和信号传播误差等因素 的影响。尽管可以通过一定的模型进行削弱，但是残差仍 不可忽视，因此精度低，远不能满足精密大地测量的要求； 2、 只需一台接收机观测卫星进行定位，定位原理、设备和 操作过程简单、方便。常用于精度要求不高的运动载体的 导航。
基线长度相对误差=基线长度绝对误差/基线长度 基线长度绝对误差=基线长度相对误差*基线长度 =10-6*100KM=10-1
m
1、 基本观测量及其线性组合
相对定位的基本观测量是载波相位的观测值，常用的线性组合是观 测值在卫星间求差、在接收机间求差和在不同历元间求差。
假设： 测站1和测站2分别在 t i 和 t i +时刻对卫星 1 k和卫星j进行了载波相位观测，

间。
GPS信号接收器通常采用高精度 振荡器来确保时间基准的准确性
。
GPS信号接收器的使用方法
01
开启GPS信号接收器， 搜索并锁定至少四颗 GPS卫星信号。
02
等待接收机计算出位置 和时间信息，通常需要 几秒钟时间。
03
使用GPS信号接收器的 导航功能，输入目的地 坐标或地名，获取导航 路线和指示。
交通导航
车辆导航
为驾驶员提供准确的定位和导航 服务，避免迷路和走错路线。
航空导航
为飞机提供精确的定位和导航信 息，确保飞行安全。
地质测量
矿产资源勘探
通过GPS进行地质测量，帮助寻找和 确定矿产资源的分布和储量。
地形地貌测绘
对地形地貌进行精确测量，为土地规 划、城市建设和环境保护提供数据支 持。
气象观测
04
在行驶过程中，保持接 收器与卫星的持续通信 ，以便实时更新位置和 导航信息。
04
绝对定位的误差来源
卫星轨道误差
卫星轨道误差是指卫星在地球轨道上 运行时产生的偏差，可能是由于地球 引力、太阳辐射压和其他因素的影响 。
轨道误差可以通过轨道修正模型进行 修正，以减小其对定位精度的影响。
轨道误差会导致卫星位置和速度的不 准确，从而影响GPS定位的准确性。
气象监测
利用GPS观测气象数据，如风速、风向、气压等，为天气预报提供准确数据。
气候变化研究
通过GPS观测地球气候变化，为气候变化研究提供重要数据支持。
THANKS
感谢观看
受多种因素影响，包括 卫星轨道误差、信号传 播误差、接收机误差等
。
实时定位精度
通常在10米左右，但在 某些条件下可达到厘米
级精度。

2、是实现宏观经济调控和企业经营管理的基 、 本指标。 本指标。
例：发改委的统计表明，2005年全国汽车产量大概在 发改委的统计表明，2005年全国汽车产量大概在 800万辆左右 而销量只有570万辆。 万辆左右， 570万辆 近800万辆左右，而销量只有570万辆。根据国家发改委掌 握的资料，今年供需矛盾会更大。 握的资料，今年供需矛盾会更大。因为目前汽车行业产能 已经过剩200万辆，在建能力220万辆， 200万辆 220万辆 已经过剩200万辆，在建能力220万辆，而正在酝酿和筹划 的新上能力达800万辆。如果不对投资进行限制， 800万辆 的新上能力达800万辆。如果不对投资进行限制，“十一 期末汽车产能可达2000万辆左右， 2000万辆左右 五”期末汽车产能可达2000万辆左右，比实际需求多出一 倍还多。 倍还多。
月产量是对每天的生产量进行登记然后累计得到的,年产量是 例:月产量是对每天的生产量进行登记然后累计得到的 年产量是 月产量是对每天的生产量进行登记然后累计得到的 个月的产量累计得到的. 将12个月的产量累计得到的 个月的产量累计得到的
b.时点指标的特点： 时点指标的特点： 时点指标的特点 ①不具有可加性 ②时点指标数值大小与时间间隔பைடு நூலகம்直接关系 时点指标是间隔计数的，通常每隔一段时间登记一次。 ③时点指标是间隔计数的，通常每隔一段时间登记一次。
3、百分点：一个百分点表示1% 百分点：一个百分点表示1%
二、相对指标的种类及计算方法
（一）结构相对指标 （二）比例相对指标 （三）比较相对指标 （四）强度相对指标 （五）动态相对指标 （六）计划完成程度相对指标
（一）结构相对指标
1、定义：将总体区分为不同性质的各个部分，以部分数 、定义：将总体区分为不同性质的各个部分， 值与总体数值进行对比而得出的指标 而得出的指标。 值与总体数值进行对比而得出的指标。 计算公式为： 计算公式为： 结构相对指标=总体某一部分数值/总体全部数值× 结构相对指标=总体某一部分数值/总体全部数值×100%

❖ 定位速度快，实时定位 ❖ 可提高测距精度 ❖ 对信号的强度要求不高，易于捕获
微弱的卫星信号 ❖ 采用的是CDMA（码分多址）技术 ❖ 便于对系统进行控制和管理
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5.2.2 伪距测量定位原理
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
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某一瞬间的载波相位测量值指的是该瞬间 接收机所产生的基准信号的相位(b) 和接收到 的来自卫星的载波信号的相位(a) 之差。因此， 根据某一瞬间的载波相位测量值可求出该瞬间 从卫星到接收机的距离。
❖ GPS的测距码 C/A码：码速1.023MHz, TP=1ms, LP=1023, 码元长度293.052m
2021/8/20Fra bibliotek20P码： 码速10.23MHz,
TP=266天9小时45分55.5秒, LP=235469592765000, 码元长度29.3052m。
实际被截为7天一个周期，共38段，每 一段赋予不同的卫星，卫星的PRN号也由此 得到。
伪距测量（伪距法定位） 载波相位测量
❖ 依定位时效
实时定位 事后定位
❖ 依确定整周模糊度的方法及观测时段的长短：
常规静态定位 快速静态定位
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5.1.1静态定位和动态定位
❖ 静态定位
在定位过程中，接收机的位置是固定的，处 于静止状态。这种静止状态是相对的。在卫星大 地测量学中，所谓静止状态，通常是指待定点的 位置，相对其周围的点位没有发生变化，或变化 极其缓慢，以致在观测期内（数天或数星期）可 以忽略。
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否
改正数是否小于给定限差
是
计算所有点的地面坐标
XT YT
a1
a2
ZT
j
a3
a2 b2 c2
abc333Z Y Xj Z Y XTTT
§4－5 双像后方交会－光束法
1、基本原理
共线条件方程。只不过将待求点的坐标也列入。
c1 1d Xsc1 2d Ysc1 3d Zsc1 4dc1 5dc1 6d
这里
XT
XT YT
X XY
X0 X0 Y0
ZT
Z
Z0
• 给初值
X00
0 , X00
Y00
, M0 X
Z00
• 改正数为
dX0
d,dX0 dY0 ,d( MX) dMM0X
d
Z0
二、空间相似变换公式线性化
• 空间相似变换线性近似公式 XT λM XX0
X T ( 0 d ) M 0 X d ( M 0 X ) ( X 0 0 d X 0 )
记：
X
X T
X
0 T
Y
YT
Y
0 T
Z d
令： ＝ ＝ ＝ 0 代入系数得：
dX 0
dY 0
1 0 0 X tr
0
Z tr
Y tr
dZ
0
X
0 1 0 Y tr Z tr 0 X tr d Y
0 0 1 Z tr Y tr
主 要
三、相对定向理论
内
容 四、空间前方交会
五、绝对定向理论
Very Important
第三、四章总结 双像摄影测量定位的基本方法
命题：已知像点坐标，求相应地面点坐标。 一、后方交会——前方交会法 条件：每张像片上至少有三个GCP。 1、单片后方交会分别求出左右像片的外方位元素； 2、空间前方交会求出待定点地面坐标。 缺点：没有充分利用多余条件（重叠）进行平差。

02
需要创建复杂的导航菜 单或模态框等特殊效果 时。
03
需要将元素相对于其正 常位置进行偏移或重叠 时。
04
需要实现响应式设计， 在不同屏幕尺寸下保持 布局的一致性和可读性 时。
05 绝对定位和相对定位的优 缺点比较
绝对定位的优缺点
定位精确
绝对定位能够将元素精确地定位在指定位置，不受其他元素位置的影响。
绝对定位和相对定位
目录
CONTENTS
• 绝对定位 • 相对定位 • 绝对定位与相对定位的区别 • 绝对定位和相对定位的混合使用 • 绝对定位和相对定位的优缺点比较
01 绝对定位
绝对定位的定义
• 绝对定位是CSS定位的一种方式 ，它相对于最近的已定位祖先元 素（即设置了position: relative 、position: absolute、 position: fixed或position: sticky的元素）进行定位。如果 没有已定位的祖先元素，那么它 会相对于初始包含块进行定位。
混合使用的特点
灵活性
混合使用绝对和相对定位可以创建更加复杂和灵活的页面布局， 满足各种设计需求。
控制性
通过调整绝对和相对定位的参数，可以精确控制元素的位置和尺 寸。
兼容性
在大多数现代浏览器中，绝对定位和相对定位都得到了很好的支 持，具有良好的兼容性。
混合使用的使用场景
01
需要将某个元素固定在 屏幕的特定位置，同时 其他元素仍需保持相对 位置不变时。
相对定位
元素的位置相对于其在正常流中的原始位置进行定位。即使元素被移动，它仍 然保留其原始空间。
在页面布局中的区别
绝对定位
元素从正常文档流中删除，不占据空 间，不会影响其他元素的布局。

传感器动态性能还需提高，地图 存在累积误差
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6.2 同时定位与建图
SLAM问题可以描述为： 移动机器人从一个未知的位置出发，在不断运动过程中根据自身位姿估计和传感 器对环境的感知构建增量式地图，同时利用该地图更新自己的定位。 定位与增量式建图融为一体，而不是独立的两个阶段。
13 移动机器人
6.2 同时定位与建图
移动机器人
三维正态分布曲线
6.3.2 NDT算法
6.3.2 NDT算法
移动机器人
6.3.2 NDT算法
移动机器人
6.3.2 NDT算法
相对于ICP需要剔除不合适的点对（点对距离过大、包含边界点的点对）的 缺点，NDT算法不需要消耗大量的代价计算最近邻搜索匹配点，并且概率密度函 数在两幅图像采集之间的时间可以离线计算出来；
Cartographer的核心内容是融合多传感器数据的局部子图创建以及闭环检测 中的扫描匹配。该方案的不足是没有对闭环检测结果进行验证，在几何对称的环 境中，容易引起错误的闭环。
移动机器人
6.3 基于激光雷达的定位方法
激光雷达点云数据是由一系列空间中的点组成的，属于稀疏点云。 点云处理的关键在于点云的配准，是通过点云构建完整场景的基础。 目前常用的配准方法有ICP算法和 NDT算法。 典型的基于激光雷达的定位方法主要有：Gmapping、Hector SLAM和
6.1 定位
（2）绝对定位 原理：确定移动机器人在全局参考框架下的位姿信息。 特点：不依赖于时间和初始位姿，没有累积误差问题，具有精度高、可靠性
强等特点。 采用导航信标、主动或被动标识、地图匹配、全球定位系统、超声波、激光、
卫星、WiFi、射频标签、蓝牙、超宽带、计算机视觉等定位方法，属于绝对定位 范围。

PDOP q11 q22 q33 mP 0 PDOP
1 2
1 2
• 空间位置精度衰减因子
• 接收机钟差精度衰减因子 • 几何精度衰减因子
TDOP q44
mT 0 TDOP
1 2
GDOP q11 q22 q33 q44 mG 0 GDOP
用户站用户站• 基本 Nhomakorabea测量：载波相位 • 中等长度的基线(100-500km)，相对定位精 度可达10-6～10-7，甚至更好 • 缺点：观测时间过长 • 解决办法：整周未知数快速逼近法
• 载波相位观测方程
i (t ) ij (t ) I i j (t ) Ti j (t ) Cti Ct j Ni j (t0 )
用户站用户站中等长度的基线100500km相对定位精度可达106107甚至更好gps误差对两个观测站或者多个观测站同步观测相同卫星具有较强的相关性gps相对定位中的组合方式是发现这些相关性从而消除误差最好的方法组合方式有三种
第五章 GPS卫星定位基本原理
5.5 GPS绝对定位与相对定位 厦门理工学院 空间系
主要内容
• • • • • • GPS绝对定位原理 卫星几何分布精度因子 相对定位的基本概念 单差观测模型 双差观测模型 三差观测模型
一、 GPS绝对定位原理
GPS绝对定位是以地球质心为参考点，确定接收机天 线在WGS-84坐标系中的绝对位置。由于定位过程仅 需一台接收机，因此又称为单点定位。
–优点：一台接收机单独定位，观测简单，可瞬 时定位 –缺点：精度主要受系统性偏差的影响，定位精 度低
• 对在某历元同时观测的n颗卫星，其误差 方程及位置解为：
V1 l1dX m1dY n1dZ c Vt R ( 0 )1 1 c Vt S 1 (Vion )1 (Vtrop )1 V2 l2 dX m2 dY n2 dZ c Vt R ( 0 ) 2 2 c Vt S 2 (Vion ) 2 (Vtrop ) 2 ... Vn ln dX mn dY nn dZ c Vt R ( 0 ) n n c Vt S n (Vion ) n (Vtrop ) n 用矩阵形式表示： V Bx l V1 l1 V l 2 V ；B 2 . . Vn ln

静态定位与动态定位的不同点
静态定位
动态定位
可靠性强，定位精度 高，在大地测量、工 程测量中得到了广泛 的应用，是精密定位 中的基本模式。
可测定一个动点 的实时位置、运 动载体的状态参 数。如速度、时 间和方位等。
二、单点定位与相对定位
1. 单点定位(绝对定位) 独立确定待定点在坐标系中的绝对位置的方法称为单点定位或绝对定位。由
均为已知值。待定点P即为需要确定的船舶位置。用户用专用的无线电接收机按被
动式测距方式测定了至A点的距离RA和至B点的距离RB。于是我们就能根据以A为 圆心，以RA为半径的定位圆和以B为圆心以RB为半径的定位圆交出待定点P的位置.
A （圆心）
B（圆心）
当然两圆相交一般有两个交点，但根据待定点的概略位置通常是不难加以判断 和取舍的。而且为了提高解的精度和可靠性，实际上使用的已知信号发射台也往 往不止两个。也就是说实际上我们往往是从三个或三个以上已知点来交会P点的。 在这种情况下便不再存在多值性问题。
后到达接收机，接收机在自己的时钟控制下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 。将这两组测距码进行相关处理，若自相关系
数已和接收，到则的继来续自调卫整星延的迟测时距间码对，齐直，到复自制相t码关的系延数迟时间或趋就近等于于1卫为星止信。号此的时传复播制时码
间 。 将 乘 上光速c后即可求得卫星至接收机的伪距。
播时间 ，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，一般把
在
的条件下求得的时延 和真空中的光速c的乘积 当作观测值，下面我
们将建立卫星与接收机之间R(的t) 几 m何a距x 离 与观测值 之间的关系式。