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基于高度角的GPS单点定位随机模型研究_论文

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2 0 1 4年 l 0月  城 市 勘 测  0( - t . 2 01 4   No . 5   第 5期  文章编号 : 1 6 7 2 — 8 2 6 2 ( 2 0 1 4 ) 0 5 — 3 0 — 0 3   Ur ba n   Ge o t e c hn i c a l   I n v e s t i g a t i on & S u r v e y i ng   中图分类号 : P 2 2 8   文献标识码 : B   基于高度角的 G P S 单点定位随机模型研究  张莎 莎 , 郑黄成 , 李信 , 刘聪 , 王铭恺  ( 合肥工业大学土木 与水利工程学 院, 安 徽 合肥 摘 2 3 0 0 0 9 )   要: G P S单 点定 位 精 度 与 误 差 方程 的权 矩 阵相 关 , 合 理 的 定 权 随 机 模 型 能 够提 高定 位 精 度 。 目前 在 用伪 距 法 绝 对  定位方法解算测站 坐标 中, 定权标 准并不统一。通过 对基 于 高度 角的 G P S单点 定位定权 随机模 型进行研 究分析 , 提  出一 种 新 的 随 机 模 型 , 以提 高静 态 单 点 定位 精 度 。   关键词 : G P S单 点定位 ; 静 态绝对定位 ; 高度 角; 随机模 型  1   引   言  G P S绝对 定位也 叫单 点定位 , 即利用 G P S卫 星和接  收机之间的距离 观测直 接确定 用户 接收 机 的绝 对位 置。   对G P S 用户来说 , 在实际应用 中单点定位精度越 高越好。   到 4颗 以上 G P S卫 星的伪距 以及 已知 的  星位置 , 采用  空 间距离后方 交会 的方法求 定测站 点的三维坐标 。   伪 距定 位 观 测 方 程 : 卫 星的坐标 (   ,   , Z 。 ) , 接  收机 坐标 (  , l , , z) , 接 收 机钟 差 o r   为 卫 星数 ,   =1 ,   2 , 3 , …, P   为 伪距 观 测 值 , 印  , 叩  分别 为 电离 层 和 对  流层 的改 正项 , - 0   为卫星钟 差 , 则:   [ (   一  )   +( y   一 Y ) 。 + ( z   一  )  ]   一 c?   k = J D  + o - p   +   印  一 c? o - :   ( 1 )   但 因为受到卫星轨 道误差 、 钟 差 以及信 号传播 误差 等 因  素 的影响 , 静 态绝 对定 位的精 度仅 约 为米级 。为 了提 高  定位精度 G P S 定位要求建立函数模 型和随机模型  。   日前 , 国内外现 有的 G P S单点定 位随机模 型 主要有  等干 义 模型 、 卫 星高度 角定 权 。 。 , 2 j ( 主要为基本 函数 法 、 经验  函数法 ) 以及 G P S / G L O N A S S组 合定 位用 先 验定 权方 式  上式 即为伪 距定 位 的观测 方程 组 。   线性 化 : 令(   ,   ,   )  , (   , - 0   ,   ) 。 分 别 为观  测站 坐标 的 *似 值 与改 正 数 , 将( 1 ) 式 展 开 为 台劳 级  r 建立随机模 型 j , 但 是这些 模 型对精度 的提 高存 在局 限  性, 本文 的研 究 ¨的在 于 寻找 一种 新 的基 于 高度 角 的  G P S 单点定位随机模型 , 提高定位精度。   ( d p / d x ) x ( 】 =( 毽一 X 0 ) / v   = 2   数, 并令{ (  / d y ) v 0 = (  一 r o ) / v   = m   【 ( +/ a z ) 册=( z   一 z 。 ) / p   = n   式中: P   =[ (   一 X 0 )   + (  一 y   ) 。 + ( z   一   。 )   ]   则线 性化 的形 式为 : ( 令 c?   = - 0 p )   ( 2 )   ( 3 )   2 基于高度角的 G P S单点定位随机模型  2 . 1  G P S单点定位原理  伪 距法定位 是 由 G P S接 收 机在某 一个 时刻 测 出得  1   p0   2   f   l   ● ● ●  m  m  ● ● ●  - X  0 P  + o - p : + 叩  一 c-   1 十  p2 2 一 c?   p, 2 +盯p2 J D 0   ● ●  -y 0   O' Z   ( 4 )   P”+0 - p  +0 - p  一 c 。0 -  ● ●  Z   P   m  -p 0   则: V   = A i - 0 X + L j ,  ̄o - X= - ( A T P A i )  ( A T p L 。 )( 5 )   解算 过 程 : 首 先 假 设 地 面初 始 坐标 为 ( 0 , 0 , 0 ) 根  延迟误 差 改正采 用 K l o b u c h a r 模 型  、 对 流层 改正 采用  H o p i f e l d模 型 。   2 . 2 基于 高度 角的 L n函数 随机模 型  据方 程式 ( 4 ) 和方程 式 ( 5 ) 求 解 坐标 改 正量 , 改 正 初始  坐标 , 并 对 以上步 骤 进 行 迭代 计 算 直 到 相 邻 两 次坐 标  差小于 1 0 e ~; 用 广 播 旱 历进 行 卫 星钟 差 改 正 、 电 离层  不 同卫 星发 射 的信号 , 传播 路 径不 同 , 相 应 的观测  值精 度也 不相 同 。对流层 延迟 误差 随着 卫 星 高度 角 的  收 稿 日期 : 2 0 1



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