伪距定位原理.

伪距定位原理ThePrincipleofPseudoRangePositioning解放军信息工程大学测绘学院测量与导航工程系李军正《GPS原理与应用》第七次课本次课主要内容相关知识的回顾Review伪距定位观测方程TheObservationEquations★★伪距定位观测方程的解TheSolutionofObservationEquations★GPS的定位体制：“多星、高轨、测距”利用空间距离后方交会确定接收机的位置111(,,)XYZ222(,,)XYZ333(,,)XYZ444(,,)XYZ(,,)XYZ1.相关知识回顾Review1.1空间距离后方交会原理1.相关知识回顾Review1.2卫星位置计算XYZ地心春分点Ωωf近地点升交点轨道赤道iGPS广播星历参数1.相关知识回顾Review1.3伪随机码测距jjrTTjTrTj本次课主要内容相关知识的回顾Review伪距定位观测方程TheObservationEquations★★伪距定位观测方程的解TheSolutionofObservationEquations★2.1真实的信号传播时延jjrTTjTrT真实的信号传播时延能够直接获取吗？问题2.伪距定位观测方程TheObservationEquations2.伪距定位观测方程TheObservationEquations2.2钟差rrrttTjjjttT钟差(ClockBias)：012octaaa、、、卫星、接收机钟面时与卫星导航系统时之差2.伪距定位观测方程TheObservationEquations真实的信号传播时延：jjrTT实测的信号传播时延：2.3信号传播时延()()jjrrjTtTt%jrttj%jjjtTtrrrtTt2.伪距定位观测方程TheObservationEquationsjjrjccctct%jrctctj()jjrjrTTtt%j%伪距jjrtt2.4伪距伪距(PseudoRange)是现代卫星导航系统的主要观测量之一。2.伪距定位观测方程TheObservationEquations2.5伪距定位观测方程接收机位置卫星位置伪距接收机钟差卫星钟差jrjjctct%必须同时观测4颗卫星才能进行定位222()()()jjrjjjXYZXccYttZ2.伪距定位观测方程TheObservationEquations不同时刻分别观测的4颗卫星能不能定位？分别于4个时刻观测同一颗卫星能不能定位？问题2.5伪距定位观测方程2.伪距定位观测方程TheObservationEquations(X,Y,Z)12()t11()t13()t14()t111444((),(),())XtYtZt111333((),(),())XtYtZt111222((),(),())XtYtZt111111((),(),())XtYtZtGPS接收机于4个不同时刻观测同一颗卫星所测的伪距2.5伪距定位观测方程222()()())(rjjjjjXYZtXYZtcct2.伪距定位观测方程TheObservationEquations(X,Y,Z)12()t11()t13()t14()t111444((),(),())XtYtZt111333((),(),())XtYtZt111222((),(),())XtYtZt111111((),(),())XtYtZtGPS接收机于4个不同时刻观测同一颗卫星所测的伪距2.5伪距定位观测方程结论：必须同时观测4颗卫星才能进行定位。2.伪距定位观测方程TheObservationEquations111(,,)XYZ222(,,)XYZ333(,,)XYZ444(,,)XYZ12121212222222323232342424212344()()()()()()()()()()()()rrrrXYZcctXYZcctXYZcctXXYZtXYZtXYYZcZtXYZctt本次课主要内容相关知识的回顾Review伪距定位观测方程TheObservationEquations★★伪距定位观测方程的解TheSolutionofObservationEquations★3.伪距定位观测方程的解TheSolutionofObservationEquations0jjjjrjjXYZmncttlc3.1伪距定位观测方程的线性化2220000()()()jjjjXXYYZZ其中设接收机概略位置为000,,XYZ0jjjrjjjXYcXYtctZZ222()()()jjrjjjXYZXccYttZjjjlmn000000jjjjjjjjjXXXYYYZZZSjrOXYZ3.伪距定位观测方程的解TheSolutionofObservationEquations0jjjjjjrlmnXYZcctt当观测4颗卫星时，j=1～4，1111110222222033333304444440rrrrlXmYnZctctlXmYnZctctlXmYnZctctlXmYnZctct3.2伪距定位观测方程的解3.伪距定位观测方程的解TheSolutionofObservationEquations0jjjjjjrlmnXYZcctt当观测4颗卫星时，j=1～4，3.2伪距定位观测方程的解AXL1112223334441111lmnlmnAlmnlmnrXYXZct1110222033304440ctctLctct1XAL解此线性方程组，即得：3.伪距定位观测方程的解TheSolutionofObservationEquations0jjjjjjrlmnXYZcctt3.2伪距定位观测方程的解当观测卫星数大于4时，误差方程：VAXL法方程：NXU,TTNAAUAL11()()TTXNUAAAL其中按照最小二乘原理求解。3.伪距定位观测方程的解TheSolutionofObservationEquations3.3接收机位置的计算000XXYYZZXYZ0jjjjjjrlmnXYZcctt11()()TTXNUAAAL3.伪距定位观测方程的解TheSolutionofObservationEquations3.4几个有关的问题(1)接收机概略位置的选取由其他测量手段提供;所有可见卫星星下点位置的平均值;……(2)观测值不等权的情况11()()TTXNUAPAAPL(3)观测值受误差影响的情况0jjjjjrjjjXYZtlmncctIT小结Summary伪距定位原理是《GPS原理与应用》的核心内容，主要介绍了伪距定位观测方程的建立和伪距定位观测方程的解，得到了必须同时观测4颗卫星才能进行定位的结论。作业题1.利用GPS进行伪距定位，为什么必须至少同时观测4颗卫星？2.如何利用GPS伪距定位观测方程解算用户位置？预习1、GPS伪距定位解的精度评定。本节课到此结束小结Summary3.伪距定位观测方程的解TheSolutionofObservationEquations(4)伪距定位的几何解释3.3几个有关的问题三球定位原理小结Summary伪距定位原理是《GPS原理与应用》的核心内容，主要介绍了伪距定位观测方程的建立和伪距定位观测方程的解，得到了必须同时观测4颗卫星才能进行定位的结论。作业题1.利用GPS进行伪距定位，为什么必须至少同时观测4颗卫星？2.如何利用GPS伪距定位观测方程解算用户位置？预习1、GPS伪距定位解的精度评定。本节课到此结束小结Summary