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偽距測量的基本方法包括

發布時間:2022-04-24 03:40:14

A. 偽距法定位的觀測方程

設: ——衛星至測站的真實距離;
——衛星至測站的偽距;
——第i顆衛星的位置坐標;
——第j個測站的位置坐標;
——第j個測站根據接收機時鍾所獲得的時間;
——第i個衛星根據衛星鍾所獲得的時間;
——GPS標准時間;
顯然, 和 —— 的函數,即 , 。
測得衛星信號(電磁波)傳播時間,即可得知傳播路徑的距離。因此,偽距測量實際上是測定時間差,即
或 (4-1)
=
=
= (4-2)
式中, 為衛星i至測站j的偽距;c為真空光速; 是衛星鍾的讀數為 這一瞬間的GPS標准時,則 為衛星鍾的時鍾改正數。同樣, 為接收機時鍾的改正數。 是沒有誤差的時鍾所測定的信號自衛星到測站的實際傳播時間。
設 和 分別表示大氣電離層和對流層的折射改正,則
(4-3)
因此,偽距 和真正距離 之間的關系為

(4-4)
或 (4-5)
衛星i與地面測站之間的空間距離 可表示為
(4-6)
假設通過正確的模型或其他適宜的方法,大氣電離層和對流層對電磁波傳播中的距離誤差 和 可以正確改正,衛星位置 為已知,那麼從式(4-5)和式(4-6)中可以看出,方程式的未知數共有5個,即地面測站坐標 ,衛星時鍾改正數 ,接收機時鍾改正數 。但是,精確得知任一觀測瞬時的時鍾改正數必須採用原子鍾計時。這對於有限的衛星數目來說配備原子時鍾是可行的,即 為常數可以測得。但對於眾多的個人接收機,配備原子時鍾卻不現實。解決方法是將接收機的時鍾改正數 也作為未知數。如此,方程式(4-5)有4個未知數,Xj,Yj,Zj, 。用戶同時觀測四顆衛星,建立4個方程式,可解出這4個未知數。這也正是GPS衛星系統需要保證在全球的任意地點、任意時刻至少同時觀測到四顆衛星的一個原因。

B. GPS是如何定位的

GPS通過人造地球衛星實現高精度無線電導航的定位。

GPS定位包括偽距單點定位、載波相位定位和實時差分定位。偽距測量就是測定衛星到接收機的距離,即由衛星發射的測距碼信號到達GPS接收機的傳播時間乘以光速所得的距離。

載波相位測量是測定GPS衛星載波信號到接收機天線之間的相位延遲。GPS衛星載波上調制了測距碼和導航電文,接收機接收到衛星信號後,先將載波上的測距碼和衛星電文去掉,重新獲得載波,稱為重建載波。

GPS實時差分定位的原理是在已有的精確地心坐標點上安放GPS接收機(稱為基準站),利用已知的地心坐標和星歷計算GPS觀測值的校正值,並通過無線電通信設備(稱為數據鏈)將校正值發送給運動中的GPS接收機(稱為流動站)。

GPS的特點:

1、全球,全天候連續不斷的導航定位能力。GPS能為全球任何地點或近地空間的各類用戶提供連續的、全天候的導航定位能力,用戶不用發射信號,因而能滿足多用戶使用 。

2、實時導航,定位精度高,觀測時間短。利用GPS定位時,在1s內可以取得幾次位置數據,這種近乎實時的導航能力對於高動態用戶具有很大的意義,同時能為用戶提供連續的三維位置、三維速度和精確的時間信息。

3、測站無需通視:GPS測量只要求測站上空開闊,不要求測站之間互相通視,因此可節省大量的造標費用(一般造標費用占總經費的30%、50%)。

以上內容參考:網路—GPS

C. GPS:偽距測量的實現方法

問題1:不是的。從理論上說,CA碼是一組隨機碼,兩組之間不相關,每一組對應一顆衛星。因此要區別衛星的話,只需要對比ca碼之間相關不相關。當一個衛星確定下來後,它的所有CA碼是肯定相關的,差異在於相關時間,這時候才一步步移位,確定衛星到接收機時間。

問題2:GPS工作模式類似與聯通和電信的cdma,其中也用到了擴頻技術。CA碼作為一種偽隨機碼,因為它的頻率遠遠高於數據碼(導航電文),所以是可以另相關性為1的。給你圖你就有真相了。第三行和第四行的兩個信號,相關性是非常大的。

D. 請簡述偽距測量的倆種方法,並比較其優缺點

摘要 由GPS觀測而得的GPS觀測站到衛星的距離,由於尚未對因「衛星時鍾與接收機時鍾同步誤差」的影響加以改正,在所測距離中包含著時鍾誤差因素在內,故稱「偽距」。

E. gnss接收機是如何測定偽距的

咨詢記錄 · 回答於2021-09-28

F. 用GPS進行定位有哪幾種方式定位的方法一般有哪幾種

GPS定位的基本方法有以下幾種形式:偽距測量、載波相位測量、多普勒測量、衛星射電干涉測量GPS定位的方法一般分靜態定位和動態定位兩大類。

G. 求助!GPS偽距測量的原理!

原創的,轉載請註明來自smusicfan。如圖,方程左邊是空間直角坐標系下兩點距離公式,方程右邊是光速乘以傳播時間,一共7個未知數:x,y,z,τ'1,τ'2,τ'3,τ'4,接收機到4顆衛星的信號傳播時間τ'是不同的,但是鍾差δt卻是相同的,τ'1=τ1+δt+n1T,τ1~τ4是接收機時移的測量,是已知的,整周模糊度n可以從導航電文得到,δt是共同的鍾差,這樣τ'1~4四個未知數就變為了δt一個未知數,4個方程本來有7個未知數現在降為了4個未知數也就可解了!接收機每次上電時可以從任意時間開始計時,例如出廠時間2018年8月8日8:00:00,雖然它跟衛星鍾差δt很大,甚至大到十幾年,但也無所謂,只要4個方程的鍾差一樣就好,照樣可以解出,衛星的坐標可以由導航電文算出,也不需要知道現在的時間和星歷來計算!

H. GPS偽距定位

定位的原理包括三部分 
1.空間部分 
  GPS的空間部分是由24顆衛星組成(21顆工作衛星,3顆備用衛星),它位於距地表20200km的上空,均勻分布在6 個軌道面上(每個軌道面4 顆) ,軌道傾角為55°。衛星的分布使得在全球任何地方、任何時間都可觀測到4 顆以上的衛星,並能在衛星中預存的導航信息。GPS的衛星因為大氣摩擦等問題,隨著時間的推移,導航精度會逐漸降低。

2. 地面控制系統 
  地面控制系統由監測站(Monitor Station)、主控制站(Master Monitor Station)、地面天線(Ground Antenna)所組成,主控制站位於美國科羅拉多州春田市(Colorado Spring)。地面控制站負責收集由衛星傳回之訊息,並計算衛星星歷、相對距離,大氣校正等數據。 

3.用戶設備部分 
  用戶設備部分即GPS 信號接收機。其主要功能是能夠捕獲到按一定衛星截止角所選擇的待測衛星,並跟蹤這些衛星的運行。當接收機捕獲到跟蹤的衛星信號後,就可測量出接收天線至衛星的偽距離和距離的變化率,解調出衛星軌道參數等數據。根據這些數據,接收機中的微處理計算機就可按定位解算方法進行定位計算,計算出用戶所在地理位置的經緯度、高度、速度、時間等信息。接收機硬體和機內軟體以及GPS 數據的後處理軟體包構成完整的GPS 用戶設備。GPS 接收機的結構分為天線單元和接收單元兩部分。接收機一般採用機內和機外兩種直流電源。設置機內電源的目的在於更換外電源時不中斷連續觀測。在用機外電源時機內電池自動充電。關機後,機內電池為RAM存儲器供電,以防止數據丟失。目前各種類型的接受機體積越來越小,重量越來越輕,便於野外觀測使用。其次則為使用者接收器,現有單頻與雙頻兩種,但由於價格因素,一般使用者所購買的多為單頻接收器。  
我們通常所說的GPS往往僅只用戶設備部分,它通過接受天空不同位置的三顆以上的衛星信號,測定手持機所在的位置,簡單來說是利用了數學上三條線確定一個點的原理。 
通過測量衛星信號到達接收機的時間延遲,即可算出用戶到衛星的距離(偽距)。再根據三維坐標中的距離公式,利用3顆衛星的數據,組成3個方程式,就可以解出觀測點的位置(X,Y,Z)。考慮到衛星的時鍾與接收機時鍾之間的誤差,實際上有4個未知數,X、Y、Z和鍾差,因而需要引入第4顆衛星,形成4個方程式以求解,從而得到觀測點經緯度和高程。 

I. GPS的種類

GPS衛星接收機種類很多,根據型號分為測地型、全站型、定時型、手持型、集成型;根據用途分為車載式、船載式、機載式、星載式、彈載式。
按接收機的用途分類
1.導航型接收機
此類型接收機主要用於運動載體的導航,它可以實時給出載體的位置和速度。這類接收機一般採用C/A碼偽距測量,單點實時定位精度較低,一般為±10m,有SA影響時為±100m。這類接收機價格便宜,應用廣泛。根據應用領域的不同,此類接收機還可以進一步分為:
車載型——用於車輛導航定位;
航海型——用於船舶導航定位;
航空型——用於飛機導航定位。由於飛機運行速度快,因此,在航空上用的接收機要求能適應高速運動。
星載型——用於衛星的導航定位。由於衛星的速度高達7km/s以上,因此對接收機的要求更高。
2.測地型接收機
測地型接收機主要用於精密大地測量和精密工程測量。這類儀器主要採用載波相位觀測值進行相對定位,定位精度高。儀器結構復雜,價格較貴。
3. 授時型接收機
這類接收機主要利用GPS衛星提供的高精度時間標准進行授時,常用於天文台及無線電通訊中時間同步。
按接收機的載波頻率分類
單頻接收機
單頻接收機只能接收L1載波信號,測定載波相位觀測值進行定位。由於不能有效消除電離層延遲影響,單頻接收機只適用於短基線(<15km)的精密定位。
雙頻接收機
雙頻接收機可以同時接收L1,L2載波信號。利用雙頻對電離層延遲的不一樣,可以消除電離層對電磁波信號的延遲的影響,因此雙頻接收機可用於長達幾千公里的精密定位。
按接收機通道數分類
GPS接收機能同時接收多顆GPS衛星的信號,為了分離接收到的不同衛星的信號,以實現對衛星信號的跟蹤、處理和量測,具有這樣功能的器件稱為天線信號通道。根據接收機所具有的通道種類可分為:
多通道接收機
序貫通道接收機
多路多用通道接收機
按接收機工作原理分類
碼相關型接收機
碼相關型接收機是利用碼相關技術得到偽距觀測值。
平方型接收機
平方型接收機是利用載波信號的平方技術去掉調制信號,來恢復完整的載波信號,通過相位計測定接收機內產生的載波信號與接收到的載波信號之間的相位差,測定偽距觀測值。
混合型接收機
這種儀器是綜合上述兩種接收機的優點,既可以得到碼相位偽距,也可以得到載波相位觀測值。
干涉型接收機
這種接收機是將GPS衛星作為射電源,採用干涉測量方法,測定兩個測站間距離。
經過20餘年的實踐證明,GPS系統是一個高精度、全天候和全球性的無線電導航、定位和定時的多功能系統。GPS技術已經發展成為多領域、多模式、多用途、多機型的國際性高新技術產業。 類似車載GPS終端的還有定位手機、個人定位器等。GPS衛星定位由於要通過第三方定位服務,所以要交納不等的月/年服務費。
所有的GPS定位終端,都沒有導航功能。因為再需要增加硬體和軟體,成本提高。
我們在電視里看到的車載GPS廣告,和上述的車載GPS完全是兩回事。它是一種GPS導航產品,當需要導航時,首先定位,也就是導航的起點,但是它不能把定位信息傳送到第三方和持有人那裡,因為導航儀中缺少對外通信。比如你把導航儀放在車里,你朋友把車借開走了,導航儀可以繼續使用,繼續定位,但是不能發信息給你,你就無法查找車輛位置。學術上的定位只能獲取自己的位置。廣告中的定位其實是定位追蹤,這個需要在完成學術上定位前提下,通過通訊手段把位置告知你。
你說我買的是導航手機該行了吧,你想想,你把導航手機放在車上,車被盜了,那個手機會自己給你或第三方打電話發簡訊嗎?它是需要人來操作的。所以說導航終端都沒有定位功能。
導航終端可以導航路線,讓你在陌生的地方不迷路,劃出路線讓你到達目的地,告訴你自己當前位置,和周邊的設施等等。
中國在GPS應用上取得了很大的市場.其中有很多公司是導航的.但是也有在GPS行業做定位管理的。
各種GPS/GIS/GSM/GPRS車輛監控系統軟體、GSM和GPRS移動智能車載終端、系統的二次開發車輛監控系統整體搭建方案.系統廣泛應用於公安,醫療,消防,交通,物流等領域。該方案基於NXP的PNX1090 Nexperia移動多媒體處理器硬體和由NXP與合作夥伴ALK Technologies聯合開發的軟體。NXP聲稱,該方案提供了設計師搭建一個帶導航能力的低成本、多媒體功能豐富的攜帶型媒體播放器所需的一切,這些多媒體功能包括:MP3播放、標准和高清晰度視頻播放和錄制、FM收音、圖像存儲和游戲。NXP以其運行於PNX0190上的swGPS Personal軟體來實現GPS計算,從而取代了一個GPS基帶處理器,進而降低了材料清單(BOM)成本並支持現場升級。
跟隨GPS 的一系列關聯的應用都設計到數學和演算法,和GIS系統,地圖投影,坐標系轉換!
由於衛星運行軌道、衛星時鍾存在誤差,大氣對流層、電離層對信號的影響,以及人為的SA保護政策,使得民用GPS的定位精度只有100米。為提高定位精度,普遍採用差分GPS(DGPS)技術,建立基準站(差分台)進行GPS觀測,利用已知的基準站精確坐標,與觀測值進行比較,從而得出一修正數,並對外發布。接收機收到該修正數後,與自身的觀測值進行比較,消去大部分誤差,得到一個比較准確的位置。實驗表明,利用差分GPS(DGPS),定位精度可提高到5米。 主要由兩大部分組成,即;本地的監控中心軟體管理平台和遠程的GPS智能車載終端。遠程的GPS智能車載終端將車輛所處的位置信息、運行速度、運行軌跡等數據傳回到監控中心,監控中心接收到這些數據後,會立即進行分析、比對等處理,並將處理結果以正常信息或者報警信息兩類形式顯示給管理員,由管理員決定是否要對目標車輛採取必要措施。

J. gnss接收機是如何測定偽距的

偽距測量是全球衛星導航系統(GNSS)與其它無線通信系統一大顯著區別之一。在衛 星導航定位系統中,必須通過 PRN 碼測出用戶接收機到各顆衛星的距離,才能定位。衛星 鍾差、用戶鍾差、多普勒效應、電離層延遲、對流層延遲等,都使測距產生一定的誤差,所 以稱為偽距。偽距測量的精度,直接影響到定位的精度。為定量分析偽距測量對定位結果的 影響,本文給出選擇不同星的偽距和同一偽距不同誤差情況下對最終定位結果的影響,為接 收機的研發提供重要的參考。

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