單點定位演算法
⑴ gps 可以用來對時,並且比較准時,精度多少原理是什麼
GPS授時是利用GPS衛星搭載的高精度原子鍾,產生基準信號和時間標准,提供覆蓋全球的時間服務,其授時精度高達20億分之一秒。
GPS授時系統主要是利用GPS精確對時的特點來實現裝置的統一對時。GPS接收器在任意時刻能同時接收其視野范圍內4~8顆衛星信號,經解碼和處理後從中提取並輸出兩種時間信號:
(1)時間間隔為1s的脈沖信號PPS,其脈沖前沿與國際標准時間(格林威治時間)的同步誤差不超過1μs;
(2)經串列口輸出的與PPS脈沖前沿對應的國際標准時間和日期代碼。
GPS授時對時方式
主要有3種對時方式:硬對時(脈沖對時)、軟對時(即由通訊報文來對時)和編碼對時(應用廣泛的IRIG-B對時)。
1、硬對時一般用分對時或秒對時,分對時將秒清零、秒對時將毫秒清零。理論上講,秒對時精度要高於分對時。硬對時按接線方式可分成差分對時與空接點對時兩種。硬對時僅能實現站內裝置對時。
2、軟對時採用通訊報文的方式,傳輸的是包括年、月、日、時、分、秒、毫秒在內的完整時間。此種對時方式受距離限制較大,且存在固有傳播延時誤差,所以在精度要求高的場合不能滿足要求。
3、編碼對時目前常用的是IRIG-B對時,分調制和非調制兩種。IRIG-B碼實際上也可以看作是一種綜合對時方案,因為在其報文中包含了秒、分、小時、日期等時間信息,同時每一幀報文的第一個跳變又對應於整秒,相當於秒脈沖同步信號。
(1)單點定位演算法擴展閱讀:
GPS特點:
(1)全球全天候定位
GPS衛星的數目較多,且分布均勻,保證了地球上任何地方任何時間至少可以同時觀測到4顆GPS衛星,確保實現全球全天候連續的導航定位服務(除打雷閃電不宜觀測外)。
(2)定位精度高
應用實踐已經證明,GPS相對定位精度在50km以內可達10-6m,100-500km可達10-7m,1000km可達10-9m。
在300-1500m工程精密定位中,1小時以上觀測時解其平面位置誤差小於1mm,與ME-5000電磁波測距儀測定的邊長比較,其邊長較差最大為0.5mm,校差中誤差為0.3mm。
實時單點定位(用於導航):P碼1~2m ;C/A碼5~10m。
靜態相對定位:50km之內誤差為幾mm+(1~2ppm*D);50km以上可達0.1~0.01ppm。
實時偽距差分(RTD):精度達分米級。
實時相位差分(RTK):精度達1~2cm。
(3)觀測時間短
隨著GPS系統的不斷完善,軟體的不斷更新,20km以內相對靜態定位,僅需15-20分鍾;快速靜態相對定位測量時,當每個流動站與基準站相距在15KM以內時,流動站觀測時間只需1-2分鍾;採取實時動態定位模式時,每站觀測僅需幾秒鍾。因而使用GPS技術建立控制網,可以大大提高作業效率。
⑵ 衛星定位原理
室外定位技術主要依賴於GPS、北斗、GLONASS、GALILEO這些全球衛星定位導航系統;
什麼是GPS定位模塊、北斗定位模塊
SKYLAB GNSS產品應用
GPS定位模塊、北斗定位模塊就是衛星信號接收器,它是一個可以用無線藍牙或有線方式與電腦或手機連接,將它接收到的衛星信號傳遞給電腦或手機中的GPS軟體進行處理。我們常說的衛星定位模塊稱為用戶部分,它像「收音機」一樣接收、解調衛星的廣播C/A碼信號,衛星並不播發信號,屬於被動定位。
衛星模塊的應用關鍵在於串口通信協議的制定,也就是模塊的相關輸入輸出協議格式。它主要包括數據類型與信息格式,其中數據類型主要有二進制信息和NMEA全國海洋電子協會數據信息。這兩類信息可以通過串口與衛星接收機進行通信。
衛星模塊通過運算與每個衛星的偽距離,採用距離交會法求出接收機的得出經度、緯度、高度和時間修正量這四個參數,特點是點位速度快,但誤差大。初次定位的模塊至少需要4顆衛星參與計算,稱為3D定位,3顆衛星即可實現2D定位,但精度不佳。衛星模塊通過串列通信口不斷輸出NMEA格式的定位信息及輔稿禪助信息,供接收者選擇應用。
衛星模塊定位原理
以GPS模塊舉例,24顆GPS衛星在離地面1萬2千公里的高空上,以12小時的周期環繞地球運行,使得在任意時刻,在地面上的任意唯敬臘一點都可以同時觀測到4顆以上的衛星。
由於衛星的位置精確可知,在GPS觀測中,衛星到接收機的距離,利用三維坐標中的距離公式,利用3顆衛星,就可以組成3個方程式,解出觀測點的位置(X,Y,Z)。考慮到衛星的時鍾與接收機時鍾之間的誤差,實際上有4個未知數,X、Y、Z和鍾差,因而需要引入第4顆衛星,形成4個方程式進行求解,從而得到觀測點的經緯度和高程。
事實上,接收機往往可以鎖住4顆以上的衛星,這時,接收機可按衛星的星座分布分成若干組,每組4顆,然後通過演算法挑選出誤差最小的一組用作定位,從而提高精度。
由於衛星運行軌道、衛星時鍾存在誤差,大氣對流層、電離層對信號的影響,使得民用GPS的定位精度只有10米。為提高定位精度,普遍採用差分GPS(DGPS)技術,建立基準站(指滑差分台)進行GPS觀測,利用已知的基準站精確坐標,與觀測值進行比較,從而得出一修正數,並對外發布。接收機收到該修正數後,與自身的觀測值進行比較,消去大部分誤差,得到一個比較准確的位置。實驗表明,利用差分GPS,定位精度可提高到5米。
⑶ GPS中固定解、浮點解、單點解都是什麼意思
固定解:當使用載波相位觀測值定位的時候,會產生模橋襪糊度,模糊度理論上是整數。通過演算法解出整數的模糊度之後,會大幅度提高定位精度。
浮點解:有的時候解不出整數所得到的解。
單點解:接收機未使用任何差分改正信息計算的3D坐標。