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2024年5月30日发(作者：rla指令)

GPS单点定位的原理与方法

2.1 GPS单点定位的原理

绝对定位也称单点定位，是指在协议地球坐标系中，直接确定观测站相对于

坐标原点（地球质心）绝对坐标的一种方法。

“绝对”一词主要是为了区别相对定位，绝对定位和相对定位在观测方式、

数据处理、定位精度以及应用范围等方面均有原则区别。

绝对定位的基本原理：以GPS卫星和用户接收机天线之间的距离（或距离

差）观测量为基础，根据已知的卫星瞬时坐标，来确定接收机天线所对应的点位，

即观测站的位置。GPS绝对定位方法的实质是测量学中的空间距离后方交会。原

则上观测站位于以3颗卫星为球心，相应距离为半径的球与观测站所在平面交线

的交点上。

由于GPS采用单程测距原理，实际观测的站星距离均含有卫星钟和接收机

钟同步差的影响（伪距），卫星钟差可根据导航电文中给出的有关钟差参数加以

修正，而接收机的钟差一般难以预料。通常将其作为一个未知参数，在数据处理

中与观测站坐标一并求解。一个观测站实时求解4个未知数，至少需要4个同步

伪距观测值，即4颗卫星。

绝对定位可根据天线所处的状态分为动态绝对定位和静态绝对定位。无论动态还

是静态，所依据的观测量都是所测的站星伪距。根据观测量的性质，伪距有测码

伪距和测相伪距，绝对定位相应分为测码伪距绝对定位和测相伪距绝对定位。

2.2 动态绝对定位原理

2.2.1 测码伪距动态绝对定位法

当仅观测4颗卫星时，无多余观测量，解算是唯一的。如果同步观测的卫星数

nj大于4颗时，则需利用最小二乘法平差求解

2.2.2 测相伪距动态绝对定位法

利用测相伪距进行动态定位一般无法实时求解。获得动态实时解的关键在于能否

预先或在运动中可靠地确定载波相位观测值的整周未知数。

载体在运动过程中，要始终保持对所测卫星的连续跟踪，目前在技术上尚有一定

困难，同时目前动态解算整周未知数的方法，在应用上也有局限性。因此实时动

态定位中目前主要采用测码伪距为观测量的方法。

2.3 静态绝对定位原理

静态绝对定位时观测站是固定的，可以于不同历元同步观测不同卫星，取得

充分多的伪距观测量，通过最小二乘平差，提高定位精度。

2.3.1 测码伪距静态绝对定位

如果观测的时间较长，接收机钟差的变化往往不能忽略。

2.3.2 测相伪距静态绝对定位

应用测相伪距法进行静态绝对定位时，由于存在整周不确定性，在同样观测

4颗卫星的情况下，至少于3个不同历元对4颗相同卫星进行同步观测。测相伪

距观测量精度高，有可能获得精度较高的定位结果。但定位精度仍受卫星轨道误

差和大气折射误差等影响，只有当卫星轨道精度较高，并以必要的精度对观测量

加入电离层和对流层等项修正，才能发挥测相法绝对定位潜能；同时如何防止和

修复整周变跳，对保障定位精度十分重要。

另外，整周未知数 Nij(t0),理论上是整数，但由于观测误差和各修正量误差的影

响，平差求解后不再是整数。如果把非整数的整周未知数调整为相近的整数，作

为固定值代入重新求解其它未知参数，所得的解称为固定解，而相应整周未知数

为非整数的解成为浮动解。


本文标签： 定位 观测 伪距 动态 距离

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