精密单点定位的数学模型

精密单点定位技术、软件及应用张小红

测绘学院卫星应用工程研究所

主要内容1标准单点定位 2精密单点定位概念 3精密单点定位实现及TriP软件 4精密单点定位用实例分析 5精密单点定位的优势 6精密单点定位的应用前景 7全球实时精密单点定位(Global RTK) 8软件演示测绘学院卫星应用工程研究所

GNSS全球导航卫星系统

卫星定位系统的三大部分

空间飞行的 GPS卫星

Galileo星座测绘学院卫星应用工程研究所

测绘学院卫星应用工程研究所

GPS单点定位基本概念GPS单点定位 GPS单点定位通常是指利用GPS直接确定观测站在WGS-84坐标系中的绝对坐标的一种定位方法，单点定位也叫绝对定位。

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GPS单点定位的几何原理一个站星距离测站位于以卫星为球心，站星距离为半径的球面上

测绘学院卫星应用工程研究所

GPS单点定位的几何原理两个站星距离作两个球面两个球面相交为圆测站位于圆圈上

测绘学院卫星应用工程研究所

GPS单点定位的几何原理三个站星距离作三个球面三个球面两两相交于两点测站位于其中一点

测绘学院卫星应用工程研究所

GPS单点定位的几何原理GPS单点定位方法的实质是空间距离后方交会一个站星距离=球面两个站星距离=圆三个站星距离=两点三个站星

第27卷第3期2002

年6月

武汉大学学报 信息科学版

GeomaticsandInformationScienceofWuhanUniversityVol.27No.3June2002

文章编号:1000-050X(2002)03-0234-07文献标识码:A

GPS非差相位精密单点定位技术探讨

刘经南1　叶世榕2

(1　武汉大学校长办公室,武汉市珞珈山,430072)

(2　武汉大学GPS工程技术研究中心,武汉市珞喻路129号,430079)

摘　要:探讨了精密单点定位的基本原理、处理方法、;采用直接内插IGS卫星精密星历的方法代替利用IGS,对现有精密单点定位计算方法进行了简化,使之更具有实用性。了实测数据。计算结果表明,经过大约15min,X、Y、Z方向上均优于20cm。

关键词:GPS;精密单点定位;中图法分类号:P228.41

　　在过去的10,GPS技术在大地测量领

域得到广泛应用,从全球板块地壳运动监测、区域性的高等级控制网、城市差分连续运行系统到小范围的建筑物变形监测,GPS都扮演着重要的角色。在这些应用中,一般都采用GPS相对定位的作业方式,通过组成双差观测值消除接收机钟差、卫星钟差等公共误差及削弱对流层延迟、电离层延迟等相关性强的误差影响,来

第27卷第3期2002

年6月

武汉大学学报 信息科学版

GeomaticsandInformationScienceofWuhanUniversityVol.27No.3June2002

文章编号:1000-050X(2002)03-0234-07文献标识码:A

GPS非差相位精密单点定位技术探讨

刘经南1　叶世榕2

(1　武汉大学校长办公室,武汉市珞珈山,430072)

(2　武汉大学GPS工程技术研究中心,武汉市珞喻路129号,430079)

摘　要:探讨了精密单点定位的基本原理、处理方法、;采用直接内插IGS卫星精密星历的方法代替利用IGS,对现有精密单点定位计算方法进行了简化,使之更具有实用性。了实测数据。计算结果表明,经过大约15min,X、Y、Z方向上均优于20cm。

关键词:GPS;精密单点定位;中图法分类号:P228.41

　　在过去的10,GPS技术在大地测量领

域得到广泛应用,从全球板块地壳运动监测、区域性的高等级控制网、城市差分连续运行系统到小范围的建筑物变形监测,GPS都扮演着重要的角色。在这些应用中,一般都采用GPS相对定位的作业方式,通过组成双差观测值消除接收机钟差、卫星钟差等公共误差及削弱对流层延迟、电离层延迟等相关性强的误差影响,来

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GPS精密单点定位周跳的探测与修复方法

作者：吕建勋 何威

来源：《科技与创新》2015年第13期

摘 要：通过对GPS精密单点定位周跳探测与修复文献的阅读，阐述了周跳产生的原因及其探测和修复的方法，并通过分析比较各类方法，得出在处理周跳上效果更佳的组合方法。 关键词：GPS；精密单点定位；周跳；组合观测值

中图分类号：P228.4 文献标识码：A DOI：10.15913/j.cnki.kjycx.2015.13.112

随着GPS应用范围的不断扩展，用户对其精度的要求也越来越高。提高GPS精密单点定位精度所需解决的主要问题是整周跳变的探测与修复。 1 周跳探测与修复的基本理论 1.1 周跳产生的原因

周跳产生的原因主要有卫星信号的暂时中断、接收机的运动、到达接收机处卫星信号的信噪比低以及接收机或卫星故障。 1.2 周跳探测与修复的原理

周跳探测与修复的基本原理是通过对数据的合理处理，得出反映周跳变化的检测量序列，从检测量序列中探测出周跳的

《测绘通报》测绘科学前沿技术论坛论文集 1 基于星间差分新模型的GPS精密单点定位方法

陈春花 高成发 袁本银

（东南大学 交通学院，江苏 南京 210096）

摘 要：本文在分析目前已有精密单点定位模型基础上，将星间差分引入到精密单点定位中，提出了一种全新的星间差分模型，

详细推导了差分模型观测方程，并设计了相应的卡尔曼滤波处理器。通过算例表明，采用新模型在较短的时间内可以达到分米甚至更高的精度。

关键词：精密单点定位 星间差分 卡尔曼滤波器

一、引言

GPS精密单点定位（Precise Point Positioning）就是利用精密卫星星历和钟差数据以及单台双频接收机采集的码和相位观测值，采用非差观测模型进行单点定位的最新方法。由于PPP利用单台接收机在全球范围内进行静态独立作业能直接得到厘米级的定位精度，因此它在高精度工程测量方面具有广阔的应用前景[1]。目前，主要有三种定位模型，即传统消电离层组合模型，Uofc模型和无模糊度模型。本文引入卫星间差分的概念，提出了一种全新的新间差分模型。

二、模型推导

2.1 已有模型分析：

传统消电离层组合模型是利用双频非差观测值方程消除电离层影响，组合观测值方程为[1]：

?(i)?f

function t=TimetoJD(Y,M,D,h,f,s) if(Y>=80)

Y=Y+1900; else

Y=Y+2000; end if M<=2 Y=Y-1; M=M+12; end

JD=fix(365.25*Y)+fix(30.6001*(M+1))+D+h/24+f/1440+s/24/3600+1720981.5; t=JD-2444244.5;

function [head,obs]=ReadObsData

%读接收机观测数据文件

%HeadODat :a structure stores header information if o-file

% .ApproXYZ[3]; //approximate coordinate % .interval; //intervals of two adjacent epochs % .SiteName; //point name % .Ant_H; //antenna height

% .Ant_E; /

该文提出了一种应用于GPS精密单点定位的周跳实时探测与修复的方法。该方法基于双频P码,可在受到强电离层影响的情况下应用于静态定位与动态导航。为了保证周跳探测与修复的实时性与准确性,采用信号处理与数据处理相结合的方式并通过合理性检验降低误判概率。通过实际数据的处理验证了该方法在强电离层影响情况下的有效性。

第3 3卷第 1期21年 1 01月

电

了

与

信

息

学

报

Vo13 .3No. 1 Ja 2 n. 011

J u n l f e t o i s& I f r to c n l g o r a cr n c o El n ma i n Te h o o y o

强电离层影响下 GP S精密单点定位的周跳实时探测与修复陆晨曦谭云华朱柏承周乐柱(北京大学信息科学技术学院摘

北京 1 0 7 ) 08 1

要：该文提 m了一种应用于 GP S精密单点定位的周跳实时探测与修复的方法。该方法于双频 P码，可在受

到强电离层影响的情况下应用于静态定位与动态导航。了保证周跳探测与修复的实时性准确性，用信号处为采

与数据处理相结合的方式并通过合理性检验降低误判概率。通过实际数据的处理验证了该方法在强电离层影响情况下的有效性。

关键词：全球定位导航系统；精密单点定位；

该文提出了一种应用于GPS精密单点定位的周跳实时探测与修复的方法。该方法基于双频P码,可在受到强电离层影响的情况下应用于静态定位与动态导航。为了保证周跳探测与修复的实时性与准确性,采用信号处理与数据处理相结合的方式并通过合理性检验降低误判概率。通过实际数据的处理验证了该方法在强电离层影响情况下的有效性。

第3 3卷第 1期21年 1 01月

电

了

与

信

息

学

报

Vo13 .3No. 1 Ja 2 n. 011

J u n l f e t o i s& I f r to c n l g o r a cr n c o El n ma i n Te h o o y o

强电离层影响下 GP S精密单点定位的周跳实时探测与修复陆晨曦谭云华朱柏承周乐柱(北京大学信息科学技术学院摘

北京 1 0 7 ) 08 1

要：该文提 m了一种应用于 GP S精密单点定位的周跳实时探测与修复的方法。该方法于双频 P码，可在受

到强电离层影响的情况下应用于静态定位与动态导航。了保证周跳探测与修复的实时性准确性，用信号处为采

与数据处理相结合的方式并通过合理性检验降低误判概率。通过实际数据的处理验证了该方法在强电离层影响情况下的有效性。

关键词：全球定位导航系统；精密单点定位；

数码相机定位

第七组：李晨辉，姚晓红，孙娅

摘要

本文根据题意，在建立数学模型之前进行照相机成像原理的模型简化，将照相机复杂的成像过程看作简便的小孔成像过程。世界坐标和像坐标之间的互相转化是本文主要的思想主线。

针对第一个问题，本文建立了简单易懂的小孔成像原理的数学模型。本文将物体看作是无数特征点的集合，将特征点在建立的世界坐标中的坐标转换为物体在相机成像后的平面坐标，即像平面坐标。通过旋转矩阵和平移矩阵等种种运算方式实现以上所述坐标的转换。本文给出了确定像坐标的公式。第二个问题是实际运算，首先通过RAC两步法求得数据，又根据重心法测得了实际的数据，本文进行了数据对比，判别了算法的正确性，结果偏移量的微小(点偏移量：A为0.020891；B为0.03088；C为0.068728；D为0.179126；E为0.013284；F为0.0058 G0.048；H为0.0714)说明我们算法较为准确，模型合理。第三个问题我们运用了特殊点法，将二问中所得坐标与切线所得特殊点坐标进行对比校正，结果差距同样微小，本文以此分别验证了模型的稳定性和精确度。而针对第四个问题，我们运用所建立的模型逆向转换，用物体在两台相机中的成像的不同数据确定了双目的位置。

总体

基于多雷达目标定位的数学模型

(选作题号 A)

摘要

建立方程组把求雷达系统定位的最少雷达数量问题转化为以最少的方程个数n使该方程组具有唯一解，得出结论：1、当雷达站点不共线布置时，只需要三部雷达便可实现定位；2、当所有雷达位于一直线上时，无论雷达数目是多少，均只能获得目标在x或y方向的坐标，不能完全定位。

对于问题二，我们采用微积分、概率论中的相关知识以及斜距离定位系统分析定位误差，建立了定位误差与测距误差和坐标误差的关系的微分方程模型。得到结果：采用三个雷达定位时，定位误差的期望值为0，方差与雷达的测距误差

?r和坐标误差?s成线性关系。

针对问题三，首先，建立了可选站址的定位算法模型，但此算法中雷达站址的选择具有局限性。最后我们从概率统计的角度建立了基于最小方差的考虑误差非线性规划定位算法模型，并在具体实施中对算法进行化简，较好地解决了问题中的三组数据目标定位，得出的相应目标飞行物坐标为（-25292，6292，24003），（-28138，4315，23941），（-25461，6217，23765），并通过对结果的误差比较，给出了影响误差的因素及算法的评价。

以问题二对定位精度的分析为基础，进一步通过对定位误差分析计算并参考有关资料