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  qmkfgkli8464 2016-12-01 22:33:44

  一、靜態(tài)定位與動(dòng)態(tài)定位 （一）定義 1．靜態(tài)定位 2．動(dòng)態(tài)定位 （二）動(dòng)態(tài)定位和靜態(tài)定位 1．靜態(tài)定位：由于接受機(jī)的位置固定不動(dòng)，就可以進(jìn)行大量的重復(fù)觀測，所以靜態(tài)定位可靠性強(qiáng)，定位精度高，在大地測量、工程測量中得到了廣泛的應(yīng)用，是精密定位中的基本模式。 2．動(dòng)態(tài)定位：其特點(diǎn)是測定一個(gè)動(dòng)點(diǎn)的實(shí)時(shí) 位置，多余觀測量少、定位精度低。目前，導(dǎo)航型的GPS接受機(jī)可以說是一種廣義的動(dòng)態(tài)定位，它除了要求測定動(dòng)點(diǎn)的實(shí)時(shí)位置外，一般還要求測定運(yùn)動(dòng)載體的狀態(tài)參數(shù)，如速度、時(shí)間和方位等。 二、單點(diǎn)定位和相對(duì)定位 1．定義 GPS單點(diǎn)定位也叫定位，就是采用一臺(tái)接受機(jī)進(jìn)行定位的模式，它所確定的是接受機(jī)天線在WGS-84世界大地坐標(biāo)系統(tǒng)中的位置，所以單點(diǎn)定位的結(jié)果也屬于該坐標(biāo)系統(tǒng)。 2．單點(diǎn)定位的優(yōu)缺點(diǎn)： 優(yōu)點(diǎn)是只需一臺(tái)接受機(jī)即可獨(dú)立定位，外業(yè)觀測的組織及實(shí)施較為方便，數(shù)據(jù)處理也較為簡單。 缺點(diǎn)是定位精度較低，受衛(wèi)星軌道誤差，鐘同步誤差及信號(hào)傳播誤差等因素的影響，精度只能達(dá)到米級(jí)。所以該定位模式不能滿足大地測量精密定位的要求。但它在地質(zhì)礦產(chǎn)勘察等低精度的測量領(lǐng)域，仍有著廣泛的應(yīng)用前景。 3．相對(duì)定位定義： 4．單點(diǎn)定位、相對(duì)定位與動(dòng)、靜態(tài)的關(guān)系 在單點(diǎn)定位和相對(duì)定位中，又都可能包括靜態(tài)定位和動(dòng)態(tài)定位兩種方式。其中靜態(tài)相對(duì)定位一般均采用載波相位觀測值為基本觀測量。這種定位方法是當(dāng)前GPS測量定位中精度Z高的一種方法，在大地測量、精密工程測量、地球動(dòng)力學(xué)研究和精密導(dǎo)航等精度要求較高的測量工作中被普遍采用。 三、主動(dòng)式測距和被動(dòng)式測距 1．主動(dòng)式測距 用電磁波測距儀發(fā)射測距信號(hào)，通過另一端的反射器回來，再由測距儀接受。如圖4-2所示： 根據(jù)測距信號(hào)的往、返傳播時(shí)間求解出往、返距離2ρ 。由于電磁波測距儀需在測站點(diǎn)上主動(dòng)發(fā)出測距信號(hào)，故稱這種測距方式為主動(dòng)式測距。主動(dòng)式測距只需要求一起鐘自身能在信號(hào)往、返時(shí)間段中保持穩(wěn)定，就不會(huì)影響測距精度。其缺點(diǎn)是用戶必須發(fā)射信號(hào)，因而難以隱蔽自己，這對(duì)軍事用戶十分不利。此外，要求用戶同時(shí)具有發(fā)射設(shè)備和接收設(shè)備，裝置較為復(fù)雜。 2．被動(dòng)式測距 發(fā)射站在規(guī)定的時(shí)刻內(nèi)準(zhǔn)確地發(fā)出信號(hào)，用戶則根據(jù)自己的時(shí)鐘記錄信號(hào)到達(dá)的時(shí)間，根據(jù)時(shí)差Δt 求得單程距離ρ。如圖4-2所示： 由于用戶只需被動(dòng)地接收信號(hào)，故稱為被動(dòng)式測距。其優(yōu)點(diǎn)是用戶無需發(fā)射信號(hào)，因而便于隱蔽自己，用戶裝置也較簡單，只配備接收設(shè)備即可。為了眾多用戶同時(shí)工作，要求接收機(jī)鐘和各衛(wèi)星鐘都要和GPS時(shí)間系統(tǒng)保持同步，所以對(duì)鐘的穩(wěn)定提出了很高的要求，或者要求采取特殊措施解決鐘差對(duì)測距帶來的影響。 四、用GPS信號(hào)進(jìn)行定位的基本方法 前面所述的靜態(tài)定位或動(dòng)態(tài)定位，所依據(jù)的觀測量都是所測的衛(wèi)星至接收機(jī)天線的偽距。但是，偽距的基本觀測量又區(qū)分為碼相位觀測（簡稱測碼偽距）和載波相位觀測（簡稱測相偽距）。這樣，根據(jù)GPS信號(hào)的不同觀測量，可以區(qū)分為四種定位方法。 1．衛(wèi)星射電干涉測量 GPS衛(wèi)星的信號(hào)強(qiáng)度比類星體的信號(hào)強(qiáng)度大10萬倍，利用GPS衛(wèi)星射電信號(hào)具有白噪聲的特性，由兩個(gè)測站同時(shí)觀測一顆GPS衛(wèi)星，通過測量 這顆衛(wèi)星的射電信號(hào)到達(dá)兩個(gè)測站的時(shí)間差，可以求得站間距離。由于在進(jìn)行干涉測量時(shí)，只把GPS衛(wèi)星信號(hào)當(dāng)作噪聲信號(hào)來使用，因而無需了解信號(hào)的結(jié)構(gòu)，所以這種方法對(duì)于無法獲得P碼的用戶是很有引引力的。其模型與在接收機(jī)間求一次差的載波相位測量定位模型十分相似。 2．多普勒定位法 多普勒效應(yīng)是1942年奧地利物理學(xué)家多普勒首先發(fā)現(xiàn)的。它的具體內(nèi)容是： 當(dāng)波源與觀測者做相對(duì)運(yùn)動(dòng)時(shí)，觀測者接收到的信號(hào)頻率與波源發(fā)射的信號(hào)頻率不相同。這種由于波源相對(duì)與觀測者運(yùn)動(dòng)而引起的信號(hào)頻率的移動(dòng)稱為多普勒頻移，其現(xiàn)象稱為多普勒效應(yīng)。 根據(jù)多普勒效應(yīng)原理，利用GPS衛(wèi)星較高的發(fā)射頻率，由積分多普勒記數(shù)得出偽距差。當(dāng)采用積分多普勒記數(shù)法進(jìn)行測量時(shí)，所需觀測時(shí)間一般較常（數(shù)小時(shí)），同時(shí)，在觀測過程中接收機(jī)的震蕩器要求保持高度穩(wěn)定。 1．偽距定位法 偽距定位法是利用衛(wèi)星定位系統(tǒng)進(jìn)行導(dǎo)航定位的Z基本的方法，其基本原理是：在某一瞬間利用GPS接收機(jī)同時(shí)測定至少四顆衛(wèi)星的偽距，根據(jù)已知的衛(wèi)星位置和偽距觀測值，采用距離交會(huì)法求出接收機(jī)的三維坐標(biāo)和時(shí)鐘改正數(shù)。偽距定位法定一次位的精度并不高，但定位速度快，經(jīng)幾小時(shí)的定位也可達(dá)米級(jí)的若再增加觀測時(shí)間，精度還可以提高。 2．載波相位測量 載波信號(hào)的波長很短，L1載波信號(hào)長為19cm ，L2載波信號(hào)波長為24.4cm。若把載波作為量測信號(hào)，對(duì)載波進(jìn)行相位測量可以達(dá)到很高的精度。通過測量載波的相位而求得接收機(jī)到GPS衛(wèi)星的距離，是目前大地測量和工程測量中的主要測量方法。 第二節(jié) 偽距法定位 一、測定偽距的方法 偽距法定位是利用定位系統(tǒng)進(jìn)行導(dǎo)航定位的Z基本方法。它的優(yōu)點(diǎn)是速度快、無多值性問題，利用增加觀測時(shí)間可以提高定位精度；缺點(diǎn)是測量定位精度低，但足以滿足部分用戶的需要。 前已述及，GPS定位采用的是被動(dòng)式單程測距。它的信號(hào)發(fā)射書機(jī)由衛(wèi)星鐘確定，收到時(shí)刻是由接收機(jī)鐘確定，這就在測定的衛(wèi)星至接收機(jī)的距離中，不可避免地包含著兩臺(tái)鐘不同步的誤差和電離層、對(duì)流層延遲誤差影響，它并不是衛(wèi)星與接受機(jī)之間的實(shí)際距離，所以稱之為偽距。 在無線電通訊技術(shù)中，一般將頻率較低的信號(hào)調(diào)制到頻率較高的載波上，GPS 衛(wèi)星的測距碼和數(shù)據(jù)碼采用了調(diào)相技術(shù)。圖 4－3描繪了調(diào)制后載波相位的變化。 當(dāng)衛(wèi)星發(fā)射機(jī)依據(jù)自己的時(shí)鐘發(fā)出的含有測距碼的調(diào)制信號(hào)，經(jīng)過了時(shí)間的傳播后到達(dá)地面的接收機(jī)，如圖4－4，此時(shí)接收機(jī)收到的測距碼為 U(t-∆t)。而接收機(jī)的偽隨機(jī)噪聲碼發(fā)生器，又產(chǎn)生了一個(gè)與衛(wèi)星發(fā)播的測距碼結(jié)構(gòu)完全相同的復(fù)制碼U′(t-∆t) 。 并且通過接收機(jī)的時(shí)間延遲器進(jìn)行移相，對(duì)測距碼和復(fù)制碼作相關(guān)處理，當(dāng)信號(hào)之間的自相關(guān)系數(shù)達(dá)到Z大，即近于1時(shí)，說明在積分間隔T內(nèi)復(fù)制碼 。已經(jīng)和測距碼“對(duì)齊”。 否則繼續(xù)調(diào)整時(shí)間延遲，直至R（t）=max，于是就由時(shí)延器測定出兩信號(hào)間的時(shí)間延遲。測定自相關(guān)系數(shù)的工作由接收機(jī)鎖相環(huán)路的相關(guān)器和積分器來完成。在理想的情況下，時(shí)延就等于衛(wèi)星信號(hào)的傳播時(shí)間，此時(shí)將乘以光速值c，就可以求得衛(wèi)星至接收機(jī)的距離。 二、偽距法定位的原理 為了解決定位問題，首先需將觀測時(shí)得到的偽距 改正為衛(wèi)星至接收機(jī)之間的實(shí)際距離 。 如果已知衛(wèi)星的鐘差 和接收機(jī)的鐘差 ，又可精確求得電離層折射改正和對(duì)流層折射改正，那么測定了偽距 ，就可求得實(shí)際距離 。實(shí)際距離 與衛(wèi)星坐標(biāo)（x、y、z）和接收機(jī)坐標(biāo)（X、Y、Z）之間又有下列關(guān)系： （4－6） 式中的衛(wèi)星坐標(biāo)可以根據(jù)收到的衛(wèi)星電文求得，所以上式中只包含有三個(gè)坐標(biāo)未知數(shù)。這就是說，如果對(duì)三顆衛(wèi)星同時(shí)進(jìn)行偽距測量，就可以求出接收機(jī)的位置。 然而在實(shí)用中，我們將接收機(jī)的鐘差 也視作未知數(shù)。因?yàn)橐胫谰_的鐘差，必須使用穩(wěn)定度極高的原子鐘，這在數(shù)目有限的衛(wèi)星上能夠辦到；可是廣大接收機(jī)生產(chǎn)廠家卻難以辦到，他們?yōu)榱私档徒邮諜C(jī)成本，減小其體積和重量，擴(kuò)大用戶數(shù)量，普遍使用了石英鐘。為此就要求 任何一個(gè)觀測瞬間至少要測定四顆衛(wèi)星的距離，以便同時(shí)解出四個(gè)未知數(shù)：X，Y，Z， 。這樣，根據(jù)式（4－5）和（4－6），偽距定位法的數(shù)學(xué)模型應(yīng)該寫為 （4－7） 式中各符號(hào)的腳注i 表示觀測的四顆（或其以上）衛(wèi)星的序號(hào)；第i顆衛(wèi)星發(fā)射信號(hào)瞬間的鐘差 可以根據(jù)衛(wèi)星電文所給出的系數(shù)計(jì)算出來。 當(dāng)方程式（4－7）的個(gè)數(shù)大于4時(shí)，可用Z小二乘法求解未知數(shù)的Z或是值。 三、偽距法定位的計(jì)算 討論只觀測4顆衛(wèi)星情況下的偽距定位計(jì)算。 上述是僅觀察4顆衛(wèi)星情況下的求解。這時(shí)沒有多余觀測量，解算是唯yi的。在同步觀測的衛(wèi)星數(shù)多于4個(gè)，例如n個(gè)時(shí)，則需通過Z小二乘平差求解。 四、偽距定位法的應(yīng)用 偽距定位法是單點(diǎn)定位的基本方法，它的定位速度很快，又無多值性問題，數(shù)據(jù)處理也比較簡捷。由于它的測量信號(hào)是衛(wèi)星發(fā)播的測距碼，故測量精度就和測距碼與復(fù)制碼的相關(guān)（對(duì)齊）精度有關(guān)，也與測距碼元寬度有關(guān)。 根據(jù)經(jīng)驗(yàn)，接收機(jī)的復(fù)制碼與測距碼的對(duì)齊精度約為碼元寬度（或碼的波長）的1%。對(duì)于C/A碼，其碼元寬度約為293m，偽距測量精度則為2.9m；對(duì)于P碼，其碼元寬度約為29.3m，偽距測量精度則為0.29m，比C/A碼的測量精度約高10倍。 但是，由于P碼受美國軍方控制，一般用戶無法得到，只能利用C/A碼進(jìn)行偽距定位，加之美國對(duì)利用GPS有限制政策，在采用SA技術(shù)時(shí)，利用C/A碼進(jìn)行偽距定位的精度降低至約100m，遠(yuǎn)遠(yuǎn)不能滿足高精度單點(diǎn)定位的要求。 若要提高測站點(diǎn)間的相對(duì)位置精度，則可用若干臺(tái)接收機(jī)同時(shí)對(duì)相同的衛(wèi)星進(jìn)行偽距測量，此時(shí)衛(wèi)星星歷誤差、衛(wèi)星鐘的誤差、電離層和對(duì)流層折射誤差對(duì)同步觀測站的影響基本相同，在求坐標(biāo)差時(shí)可以自行消除。 偽距法進(jìn)行相對(duì)定位可以采用兩種辦法： 1．間接相對(duì)定位，各同步測站分別進(jìn)行單點(diǎn)定位，求得各測站坐標(biāo)，然后相減求得坐標(biāo)差； 2．直接相對(duì)定位，當(dāng)兩個(gè)測站進(jìn)行同步觀測時(shí)，產(chǎn)生兩個(gè)數(shù)學(xué)式，相減后建立起偽距定位法用于相對(duì)定位的數(shù)學(xué)模型，然后解算出坐標(biāo)差。 第三節(jié) 載波相位測量 一、載波相位測量原理 GPS接收機(jī)所接收到的衛(wèi)星信號(hào)中，已用相位調(diào)制技術(shù)在載波上調(diào)制了測距碼和衛(wèi)星導(dǎo)航電文，所以載波已不再連續(xù)（圖4－3）。為此要在載波相位測量之前先進(jìn)行解調(diào)，設(shè)法將調(diào)制在載波上的測距碼和衛(wèi)星電文去掉，恢復(fù)載波的相位。衛(wèi)星信號(hào)的解調(diào)可采用兩種方法，一種是碼相關(guān)法，第二種是平方法。 如果接收機(jī)在某一時(shí)刻跟蹤衛(wèi)星信號(hào)，并對(duì)恢復(fù)后的載波進(jìn)行相位測量。與此同時(shí)，接收機(jī)的本機(jī)振蕩器又能產(chǎn)生一個(gè)頻率和初相均與衛(wèi)星載波信號(hào)相同的基準(zhǔn)信號(hào)，其相位就等于衛(wèi)星載波信號(hào)的相位。 二、載波相位測量觀測方程 設(shè)在標(biāo)準(zhǔn)時(shí)刻為 、衛(wèi)星鐘讀數(shù)為 的瞬間，衛(wèi)星發(fā)射的載波相位 ，該信號(hào)在標(biāo)準(zhǔn)時(shí)刻 到達(dá)接收機(jī)。根據(jù)波動(dòng)方程，信號(hào)到達(dá)接收機(jī)的相位應(yīng)保持不變，即在 時(shí)刻，接收機(jī)收到的載波信號(hào)的相位為 。對(duì)應(yīng)與標(biāo)準(zhǔn)時(shí)刻 的接收機(jī)鐘讀數(shù)為 ，這時(shí)接收機(jī)產(chǎn)生的基準(zhǔn)信號(hào)的相位為 。可以得到線性化的載波相位測量基本觀測方程： （4－25） 上式等號(hào)左端各項(xiàng)為未知數(shù)項(xiàng)，其中（x，y，z）是 時(shí)刻的衛(wèi)星坐標(biāo)；上式等號(hào)右端各項(xiàng)可根據(jù)衛(wèi)星電文或多普勒觀測資料算得，而 為載波相位的實(shí)際觀測值，其總和即為誤差方程式的常數(shù)項(xiàng)。 方程（4－25）可用以進(jìn)行單點(diǎn)定位，但更多地用以進(jìn)行相對(duì)定位。由于作為已知量的衛(wèi)星位置，其誤差遠(yuǎn)比相位觀測值誤差大，加之大氣延遲改正的精度也難以與相位觀測的精度匹配，所以在相對(duì)定位中常采用差分法解決這些問題。三、載波相位測量差分法 在載波相位測量基本方程中，包含著兩類不同的未知數(shù)：一類是必要參數(shù)，如測站的坐標(biāo)；另一類是多余參數(shù)，如衛(wèi)星鐘和接收機(jī)的鐘差、電離層和對(duì)流層延遲等。并且多余參數(shù)在觀測期間隨時(shí)間變化，給平差計(jì)算帶來麻煩。 解決這個(gè)問題有兩種辦法：一種是找出多余參數(shù)與時(shí)空關(guān)系的數(shù)學(xué)模型，給載波相位測量方程一個(gè)約束條件，使多余參數(shù)大幅度減少；另一種更有效、精度更高的辦法是，按一定規(guī)律對(duì)載波相位測量值進(jìn)行線性組合，通過求差達(dá)到消除多余參數(shù)的目的。 第四節(jié) GPS 動(dòng)態(tài)定位原理 要使艦船、飛機(jī)和航天器等成功地完成預(yù)定的任務(wù)。除了起始點(diǎn)和目標(biāo)位置之外，就是必須知道航行體所處的實(shí)時(shí)位置，只有知道現(xiàn)勢(shì)位置才能考慮怎樣到達(dá)下一目的地的問題。為了解決這個(gè)問題，可以在車輛、艦船、飛機(jī)和航天器等運(yùn)動(dòng)載體上安設(shè)GPS接收機(jī)，全天侯和性地測量運(yùn)動(dòng)載體的七維狀態(tài)參數(shù)（三維坐標(biāo)、三維速度、時(shí)間）和三維姿態(tài)參數(shù)， 實(shí)時(shí)地測得載體上GPS接收機(jī)天線的所在位置。和GPS靜態(tài)定位相比較，GPS動(dòng)態(tài)定位有用戶多樣、速度多變、定位定時(shí)、數(shù)據(jù)和精度多變等特點(diǎn)。 一、動(dòng)態(tài)定位的特點(diǎn) 1．用戶的廣泛性； 2．定位的實(shí)時(shí)性； 3．速度的多異性。 由上所述，動(dòng)態(tài)定位顯著區(qū)別于靜態(tài)定位。在用戶天線以沒秒幾米到幾公里的速度相對(duì)于地球運(yùn)動(dòng)的情況下，需要用GPS信號(hào)測定它們的七維狀態(tài)參數(shù)：三維坐標(biāo)、三維速度、時(shí)間。 二、單點(diǎn)動(dòng)態(tài)定位：單點(diǎn)動(dòng)態(tài)定位又叫動(dòng)態(tài)定位。 單點(diǎn)動(dòng)態(tài)定位又叫動(dòng)態(tài)定位。在單點(diǎn)動(dòng)態(tài)定位的情況下，由于觀測站是運(yùn)動(dòng)的，為了獲得瞬時(shí)定位結(jié)果，必須至少同步觀測4顆衛(wèi)星，以便獲取4個(gè)同步偽距觀測值，解得4個(gè)未知參數(shù)。 研究表明，單點(diǎn)動(dòng)態(tài)定位所確定的三維位置精度為+120m左右，速度測量誤差為±30cm/s ，時(shí)間測量精度為±300～400ns。 三、偽距差分動(dòng)態(tài)定位 使用兩臺(tái)接收機(jī)分別置于兩個(gè)測站上，其中一個(gè)測站是已知的基準(zhǔn)點(diǎn)；另一臺(tái)安設(shè)于運(yùn)動(dòng)載體上。所謂差分動(dòng)態(tài)定位（DGPS），就是使用兩臺(tái)接收機(jī)分別置于兩個(gè)測站上同時(shí)測量來自相同GPS衛(wèi)星的導(dǎo)航定位信號(hào)，用以聯(lián)合測出動(dòng)態(tài)用戶的精確位置。 其中一個(gè)測站是已知的基準(zhǔn)點(diǎn)，該點(diǎn)的GPS接收機(jī)稱為基準(zhǔn)接收機(jī)；另一臺(tái)安設(shè)于運(yùn)動(dòng)載體上，稱為動(dòng)態(tài)接收機(jī)。兩臺(tái)接收機(jī)同時(shí)測量來自相同GPS衛(wèi)星的導(dǎo)航定位信號(hào)?；鶞?zhǔn)接收機(jī)所測得的三維位置與該點(diǎn)已知值進(jìn)行比較，可以獲得GPS定位數(shù)據(jù)的改正值，據(jù)此來改正動(dòng)態(tài)接收機(jī)所測定的實(shí)時(shí)位置。此時(shí)多項(xiàng)誤差得到抵消，可以得到更為精確的動(dòng)態(tài)用戶位置。這種方法稱為偽距差分動(dòng)態(tài)定位。其原理框圖如圖4－7所示。 差分動(dòng)態(tài)定位的結(jié)果，消除了星鐘誤差、星歷誤差、電離層與對(duì)流層時(shí)延誤差，從而顯著地提高了動(dòng)態(tài)定位的精度。 近年來以載波相位為觀測量的高精度動(dòng)態(tài)相對(duì)定位的研究工作，日益受到關(guān)注。在汽車和飛機(jī)上的差分動(dòng)態(tài)定位實(shí)驗(yàn)表明，載波相位測量能高有效地用于動(dòng)態(tài)定位，并且已取得了厘米級(jí)的三維位置精度。 四、GPS測速 實(shí)時(shí)地測得載體運(yùn)行速度。 利用GPS信號(hào)實(shí)時(shí)地測得載波的運(yùn)動(dòng)速度，稱之為GPS測速。只要在這些運(yùn)動(dòng)載體上安置GPS接收機(jī)，就可以在進(jìn)行動(dòng)態(tài)定位的同時(shí)，利用GPS信號(hào)進(jìn)行速度測量，是基于站星距離的測量。 另外，還可用GPS差分法測速，從而消除星歷誤差對(duì)測速精度的損失，可顯著削弱電離層或?qū)α鲗有?yīng)對(duì)測速精度的影響。 五、GPS定時(shí) 可以獲得較高的定時(shí)精度。 當(dāng)同時(shí)觀測4顆GPS衛(wèi)星時(shí)，一站單機(jī)法可以在不知測站的情況下， 同時(shí)測得用戶時(shí)鐘偏差和測站坐標(biāo)。當(dāng)時(shí)偏差為正值時(shí)，表示用戶時(shí)間超前于GPS時(shí)間；為負(fù)值時(shí)表示用戶時(shí)間落后于GPS時(shí)間。若要求定時(shí)更加準(zhǔn)確，可采用共視比對(duì)定時(shí)法，即在兩個(gè)測站A和B上安設(shè)一臺(tái)GPS信號(hào)接收機(jī)，在相同的時(shí)間內(nèi)觀測同一顆GPS衛(wèi)星。通過無線數(shù)據(jù)傳輸將測站A的用戶鐘差送到測站B，對(duì)兩個(gè)共視用戶的鐘差進(jìn)行比對(duì)，從而測定用戶時(shí)鐘的偏差。實(shí)驗(yàn)表明，兩個(gè)測站共同見到同一顆衛(wèi)星的時(shí)間并不要求嚴(yán)格同步，前后相差20min以內(nèi)對(duì)定時(shí)準(zhǔn)確度無顯著區(qū)別；由于它有效地消除了衛(wèi)星鐘差和星歷誤差的影響，達(dá)到了±5ns的定時(shí)準(zhǔn)確度，所以這種方法成為目前用GPS信號(hào)傳遞時(shí)間的主要方法。 當(dāng)同時(shí)觀測4顆GPS衛(wèi)星時(shí)，一站單機(jī)法可以在不知測站的情況下，同時(shí)測得用戶時(shí)鐘偏差和測站坐標(biāo)。當(dāng)時(shí)偏差為正值時(shí)，表示用戶時(shí)間超前于GPS時(shí)間；為負(fù)值時(shí)表示用戶時(shí)間落后于GPS時(shí)間。若要求定時(shí)更加準(zhǔn)確，可采用共視比對(duì)定時(shí)法，即在兩個(gè)測站A和B上安設(shè)一臺(tái)GPS信號(hào)接收機(jī)，在相同的時(shí)間內(nèi)觀測同一顆GPS衛(wèi)星。通過無線數(shù)據(jù)傳輸將測站A的用戶鐘差送到測站B，對(duì)兩個(gè)共視用戶的鐘差進(jìn)行比對(duì)，從而測定用戶時(shí)鐘的偏差。實(shí)驗(yàn)表明，兩個(gè)測站共同見到同一顆衛(wèi)星的時(shí)間并不要求嚴(yán)格同步，前后相差20min以內(nèi)對(duì)定時(shí)準(zhǔn)確度無顯著區(qū)別；由于它有效地消除了衛(wèi)星鐘差和星歷誤差的影響，達(dá)到了±5ns的定時(shí)準(zhǔn)確度，所以這種方法成為目前用GPS信號(hào)傳遞時(shí)間的主要方法。 六、本章小結(jié) 本章主要介紹了GPS定位的兩種方式和四種定位的方法：衛(wèi)星射電干涉測量法、多普勒法、偽距法、載波相位測量法。目前，在測量工程中應(yīng)用的主要方法是靜態(tài)定位中的偽距法和載波相位測量法，采用這兩種方法可以獲得高精度的定位成果 利用GPS進(jìn)行定位，就是把衛(wèi)星視為“動(dòng)態(tài)”的控制點(diǎn)，在已知其瞬時(shí)坐標(biāo)的條件下，以GPS衛(wèi)星和用戶接收機(jī)天線之間的距離（或距離差）為觀測量，進(jìn)行空間距離后方交會(huì)，從而確定用戶接收機(jī)天線相位ZX所處的位置。 利用GPS進(jìn)行定位有多種方式，如果就用戶接收機(jī)天線所處的狀態(tài)而言，定位方式分為靜態(tài)定位和動(dòng)態(tài)定位；若按參考點(diǎn)位置的不同，又可分為單點(diǎn)定位和相對(duì)定位。 靜態(tài)定位是指GPS接收機(jī)在進(jìn)行定位時(shí)，待定點(diǎn)的位置相對(duì)其周圍的點(diǎn)位沒有發(fā)生變化，其天線位置處于固定不動(dòng)的靜止?fàn)顟B(tài)。 動(dòng)態(tài)定位是指在定位過程中，接收機(jī)位于運(yùn)動(dòng)著的載體，天線也處于運(yùn)動(dòng)狀態(tài)的定位。動(dòng)態(tài)定位是用GPS信號(hào)實(shí)時(shí)地測得運(yùn)動(dòng)載體的位置。 GPS單點(diǎn)定位，就是采用一臺(tái)接收機(jī)進(jìn)行定位，它所確定的是接收機(jī)天線在WGS-84世界大地坐標(biāo)系統(tǒng)中的位置，其實(shí)質(zhì)就是空間距離后方交會(huì)。 相對(duì)定位又稱為差分定位，是采用兩臺(tái)以上的接收機(jī)（包含兩臺(tái)）同步觀測相同的GPS衛(wèi)星，以確定接收機(jī)天線間的相互位置關(guān)系的一種方法。 根據(jù)GPS信號(hào)的不同觀測量，可以區(qū)分為四種定位方法：1、衛(wèi)星射電干涉測量；2、多普勒定位法；3、偽距定位法；4、載波相位測量。

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