GPS定位基本原理是利用空间距离后方交会法确定点的位置。利用GPS进行定位有多种方式,如果按参考点位置不同,可以分为绝对定位和相对定位;按用户接收机天线所处的状态而言,定位方式又可分为静态定位和动态定位。
1.绝对定位
绝对定位也称为单点定位,即在协议地球坐标系中,利用一台接收机来测定接收机天线相位中心在该坐标系中的绝对位置。GPS定位所采用的协议地球坐标系为WGS-84坐标系。因此单点定位的最初坐标成果为WGS-84坐标。
如图1.2.4所示。现在欲确定待测点P的空间位置,可以在该处安置一台GPS接收机,如果在同一时刻,测得了4颗GPS卫星A、B、C、D到接收机的距离SAP、SBP、SCP、SDP,并解算出同一时刻GPS卫星空间坐标,利用距离交会法解算出测站点P的坐标。
图1.2.4 GPS绝对定位原理
2.相对定位
相对定位是用两台GPS接收机,分别安置在基线的两端P1和P2,同步观测相同的卫星,通过两测站同步采集GPS数据,并经过数据处理以确定基线两端点的相对位置或基线向量,如图1.2.5所示。这种方法可以推广到多台GPS接收机安置在若干条基线的端点,通过同步观测相同的GPS卫星,以确定多条基线向量。相对定位中,需要多个测站中至少一个测站的坐标值是已知的。以该站点为基准,利用观测解算获得的基线向量,去求解出其他各站点的坐标值。(www.daowen.com)
图1.2.5 GPS相对定位原理
3.静态定位
静态定位是指GPS接收机在进行定位时,待定点的位置相对其周围的固定点位没有发生变化,其天线位置处于固定不动的静止状态。即在定位过程中,将接收机安置在测站点上并固定不动。严格说来,这种静止状态只是相对的,通常指接收机相对于其周围点位没有发生变化。由于接收机的位置固定不动,就可以进行大量的重复测量,所以静态定位精度高,可靠性好,在大地测量、精密工程测量当中应用广泛,是目前精密定位中的基本模式。
4.动态定位
动态定位是指在定位过程中,接收机位于运动着的载体上,接收机通过接收GPS卫星信号实时地测定运动载体的位置。其特点是测定一个点的实时位置所采集的多余观测量少,因此定位精度低,一般不能应用于高精度测量工作中,主要应用于导航等方面,可以达到几十米的精度。目前,动态定位与相对定位技术的结合在实际应用中越来越广泛,并且定位的精度相比动态定位而言,也有质的提高,比如实时载波相位差分技术(RTK)的应用。
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