1、利用“后方交会”原理进行定位。
由已知3个点的坐标以及3个已知点到未知点的距离,就可以计算出未知点的坐标。测量出3个已知点到位置点的距离后,根据三球交会定位,利用方程计算出未知点坐标。
两球交会得到一个圆,三球交会得到两个交点,再根据地球相对于卫星的方向可计算出用户接收机所在地面点的坐标。
2、测量距离。
卫星信号传播到用户接收机的时间和此时用户接收机的时间之差,再乘以信号传播速度(速度恒定),就可以计算出卫星到用户接收机的距离。所以测量距离的关键,变成了测量时间差。
3、伪距。
GPS定位的基础就是测距。
伪距指卫星发射的测距码信号到达接收机的传播时间乘以光速所得到的的距离。
由码相位测量得到的伪距称为测码伪距。
由载波相位测量得到的伪距称为测相伪距。
4、伪距法定位原理
利用伪随机码的自相关特性,令本地码片以一定速度移动,当本地复现码与从卫星传到的码相关值达到最大时,本地码移动的时间就是所求的卫星信号传播时间。
图 自相关函数
由于卫星信号在穿过大气层时并不是以真空中的速度传播,必须加上电离层和对流层折射改正,另外卫星钟和接收机钟并不同步,还应加上钟差改正。
卫星坐标可以根据收到的卫星电文求得,再对三颗卫星同时进行伪距测量,可以求出接收机的位置。
5、载波相位测量
载波相位测量是测量接收机产生的参考信号与接收到的来自卫星的具有多普勒频移的载波信号之间的相位差。
6、RTK技术
RTK(实时动态载波相位差分技术) 是一种利用 GPS 载波相位观测进行实时动态相对定位的技术。GPS测量定位的分类,依据定位采用的观测值可分为两种,一是伪距测量(手持机),二是载波相位测量(RTK,手持RTK)。
基准站需将自己获取的载波相位观测值及站坐标,通过数据通信链实时发送给流动站。流动站使用动态差分定位的方式确定出流动站相应基准站的位置,在根据基准站的坐标求得自己的瞬时绝对位置。
GPS静态测量的方法是各个接收机独立观测,然后用后处理软件进行差分解算。对于RTK测量来说,仍然是差分解算,只不过是实时的差分计算。
7、CORS
CORS(连续运行卫星定位服务参考站)。
基准站就是CORS参考站,移动站通过网络接受CORS参考站的差分信号进行解算测量。