2024.1.24 GNSS 学习笔记

1.伪距观测值公式

2.载波相位观测值公式

3.单点定位技术(Single Point Positionin,  SPP)

仅使用伪距观测值,不使用其他的辅助信息获得ECEF框架下绝对定位技术。

使用广播星历的轨钟进行定位,考虑到轨钟的米级精度,所以对于<1米的误差,基本不考虑。同时因为仅使用伪距,所以和载波相关的误差也不需要考虑。(不需要天线相位改正、相位缠绕改正等误差改正)

对于单频用戶,一般使用广播星历播发的电离层模型和tgd产品,进行改正。对流层误差同样使用经验模型进行改正,对于各项潮汐引起的误差以及天线相位中心偏差等误差,均可不做考虑。

4.相对定位技术

相对定位技术分两种:

第一种仅伪距参与定位,称为RTD技术(Real Time Differential);

第二种是在加了伪距进行定位的基础上增加了载波观测值的使用,称为RTK技术(Real Time Kinematic,实时载波相位差分技术)。

相对定位技术可以得到可以得到cm-dm的实时定位精度。

5.事后动态处理(Post Processed Kinematic, PPK)

相对定位技术中,还有一种和RTK相似的技术,但它需要经过事后处理得到定位结果,称为PPK技术(Post Processed Kinematic),通过事后处理,可以进一步提升RTK的定位精度。

PPK的应用场景:(要求定位精度比实时性更重要的场景,而RTK技术更注重实时性,适用于要求实时性比定位精度更重要的场景)

在一些场景中,比如地图采集/航测等,定位精度其实比实时性更重要,或者在一些场景中并不能接入电台或者互联网实时获得差分改正信息。

6.差分改正信息是指什么?

所谓差分改正信息,可以认为是另外一个安装在已知点的接收机的卫星观测信息。我们需要一定的通讯手段将差分信息发送到用戶端,供定位算法引擎对同一个卫星的观测值组站间差分。

因为对于距离相对较近的两个站点,其轨道误差对两个站的影响基本相似通过站间差分,可以消除轨道误差的影响

同时,如果两个测站观测时刻相同,对同一个卫星的伪距或者载波组站间差分(星间差分)可直接消除卫星钟差的影响。

7.精密单点定位(Precise Point Pointing, PPP)

和单点定位技术类似,可以使用单台接收机在全球任何位置获得高精度ECEF框架下的绝对坐标

为了获得高精度的定位结果,所有的厘米量级以上的误差均需要考虑

  • 需要使用高精度的轨钟产品(.SP3 .CLK文件),而不能使用广播星历中的低精度广播轨道
  • 使用无电离层组合(使用更多)或者状态参数中增加电离层误差的估计
  • 天顶的对流层湿延迟作为参数参与估计
  • 使用模型对天线相位缠绕(Phase wind-up)进行修正
  • 使用模型对卫星或者接收机的天线相位偏差进行修正
  • 使用模型对潮汐误差进行修正
  • 为了提高收敛速度和定位精度,需要使用phasebias产品,完成模糊度的固定,我们称之为PPPAR技术(PPP Ambiguity Resolution)
  • 为了进一步提高收敛速度和定位精度,可以播发高精度的格网电离层产品和对流层产品,我们称之为PPPRTK技术(PPP Real Time Kinematic)

8.SPP RTK PPP技术对比图


1.该块知识主要涉及输入以及输出。即卫星观测数据以及星历数据的存储格式,实时通信格式以及最后的定位结果输出格式等。主要涉及RINEX、RTCM、NMEA以及一些开源软件的自有格式。

2.RINEX格式的来源与介绍

GNSS观测数据从接收机通过专用软件传输到计算机中,以接收机厂商所定义的专有文件格式以二进制的形式存储。不同GNSS接收机厂商所定义的专有格式各不相同,有时甚至同一厂商不同产品型号格式也不相同。
为解决这一问题(解决不同接收机厂商的观测数据文件格式的不同),1989年提出了RINEX(Receiver Independent Exchange Format,接收机自主交换格式)格式,如今已经成为了
GNSS测量应用的标准数据格式。值得一提的是,2016年在RINEX3.03版中全面支持BDS。目前RINEX已经在2021年12月更新至4.00版本。

数据下载网址:IGS官方产品及数据下载地址汇总——亲验可用(2022.08.05持续更新)_igs下载-CSDN博客

3.RINEX 2.x & 3.x版本

RINEX 2.x版本刚发布时,由于仅有GPS和GLONASS系统,所以在协议制定时考虑不太全面。对于常用的,一般就三种文件:

  • 观测数据文件
  • 导航(星历)文件
  • 气象数据文件

对于2.x版本,文件命名规则:ssssdddf.yyt。

其中ssss表示测站名;ddd表示年积日;

f表示一个字符一天内的文件序号(时段号),f=0:文件包含当天所有观测数据;

yy表示年份后两位,如2022则yy为22;t表示数据类型,如o、n、m、p等。

对于3.x版本,包含两种扩展名

.rnx 表示标准的 RINEX 文件

.crx 表示压缩过的Compact RINEX 格式。crx格式和rnx格式可通过发布的工具进行
转换。

3.x 的命名格式如下:

文件名示例如下:

4.3.x格式的观测数据文件介绍(目前主流使用,2.x格式的过于古老,不予介绍)

观测值文件头 header 介绍

5.星历文件Header

星历导航文件数据区的特点:

  • 每行依然为 80 列;
  • 可以从接收机中导出,亦可以从互联网下载;
  • 第一部分为卫星号、发布时刻、卫星钟参数;
  • 之后以广播轨道 1 到 7 的方式给出卫星的轨道根数;
  • 广播轨道每 2h 更新一次

6.RINEX 4.x 版本

RINEX 4.00主要是为了适应现代化的导航电文信息,需要定义格式来支持所有星座,同时也是为了更加⻓久地支持存储观测值、导航电文等数据。版本号之所以会增加,是因为RINEX 4.00 导航电文文件不再兼容RINEX 3.0X。不过观测值文件仍然兼容RINEX 3.0X,对于观测值文件来说,没有太大的更新,只是一些比较小的改动。

基站存储数据将逐步过渡到RINEX 4.00,不过目前很多基站数据仍然采用RINEX 2.X,或者是正从RINEX 2.X 往RINEX 3.0X进行过渡,最终过渡到RINEX 4.00估计还需要挺⻓的时间。

可以参考官网中的文档。

7.RTCM格式

国际海运事业无线技术委员会(Radio Technical Commission for Maritime Services,简称RTCM)于1983年11月为全球推广差分GPS业务设立了SC-104专⻔委员会,制定各种数据格式标准。

其中版本1和版本2版本较老,对多系统支持相对较差,此处我们简单介绍以下最新的RTCM版本 10403.3即,3.3版本。

2004年标准第三版引入了一种针对RTK、多星系的全新电文格式,该格式使用可变⻓度格式来提高效率并增加可发送的电文数量,这对于实时差分非常重要,更新的新标准还大大增加了可能的消息类型的数量。RTCM 3.x 新定义了多种消息类型,可直接适应正在开发系统,如增加了对网络RTK的支持增加了对北斗系统与伽利略系统的支持,以及对现有系统的修改(如新的L2C与L5信号)。

3.x 版本支持的数据类型如下所示:

8. State space representation  SSR

9.NMEA格式

NMEA 是 National Marine Electronics Association 的缩写,是美国国家海洋电子协会的简称,现在是 GPS 导航设备统一的 RTCM 标准协议

NMEA-0183 协议是目前卫星导航接收机上使用最广泛的协议,大多数常⻅的卫星导航接收机、卫星导航数据处理软件都遵守或者至少兼容这个协议。

NMEA格式的数据示例如下:

在这些数据中,包含了位置、速度、时间等信息,通过解析这数据,就可以实时获取物体的位置信息,或者实现时间同步。

  • GGA 全球定位系统定位数据,如时间、定位等
  • GSA 参与定位的GNSS卫星ID号、精度因子等
  • GSV 可⻅的GNSS卫星,例如可⻅的卫星数、卫星ID号等
  • RMC 推荐的最小具体 GNSS 数据
  • VTG 矢量跟踪与对地速度

通用语句还需要加上所使用的定位系统前缀,

GPS NMEA 语句的前缀为“GP”,

BeiDou NMEA语句的前缀为“GB”,

GLONASS NMEA语句的前缀为“GL”,

Galileo NMEA 语句的前缀为“GA”,

混合定位(Mixed) NMEA语句的前缀为“GN”。 

所以对于现在的接收机,几乎所有的都使用多卫星系统进行定位,多以一般开头均为“GN”

大地水准面高度:地球椭球面相对大地水准面的高度。


1.

2.伪距观测值方程

3.伪距方程线性化及其定位方程的求取

同时我们计算卫星到接收机概略位置的单位向量,理论上来说如果概略位置偏差不太大,那么单位向量的差异就不太大,甚至可以忽略。u就可以用u0表示。

进一步整理以下公式:

先验残差:由观测值文件获取的伪距观测值 减去 由广播星历和广播钟差计算得到的卫星位置与接收机概略位置(观测值文件中读取)之间差值的平方和(即两者之间的距离) + 卫星钟差值(广播星历计算)  减去 电离层延迟模型估计值 减去 对流层延迟模型估计值 减去 观测噪声值(通常在配置文件中设置)

4.多系统定位方程(对于同时存在BDS和GPS两个系统的定位方程如何列)

因为GPS和BDS是两个系统,所以主要表现在接收机端的误差会存在差异,这些误差会被接收机钟进行吸收,所以我们一般可以为GPS和BDS系统分别估计一个接收机钟差。

即其设计矩阵和待估状态量如下:

当然如果我们将GPS的接收机钟差作为基准的话,那么也可以估计北斗接收机钟相对于GPS系统的偏差,该偏差短时相对问题,可以增加一定的时间上的约束,起到增强观测方程强度的作用。

即其设计矩阵和待估状态量如下:

至于再增加GAL/GLO系统,原理一致,不再展开。

综上所述:单点定位的定位流程可以用以下流程图进行描述:

本文来自互联网用户投稿,该文观点仅代表作者本人,不代表本站立场。本站仅提供信息存储空间服务,不拥有所有权,不承担相关法律责任。如若转载,请注明出处:http://www.mzph.cn/news/645777.shtml

如若内容造成侵权/违法违规/事实不符,请联系多彩编程网进行投诉反馈email:809451989@qq.com,一经查实,立即删除!

相关文章

Linux:gcc的相关知识

目录 gcc的翻译&#xff08;编译&#xff09;过程&#xff1a; 预处理&#xff1a; 条件编译&#xff1a; 编译&#xff1a; 汇编&链接&#xff1a; 什么是链接&#xff1f; 安装静态库&#xff1a; 静态库的使用&#xff1a; 动态静态的对比&#xff1a; 优缺对比…

IDEA插件(MyBatis Log Free)

引言 在Java开发中&#xff0c;MyBatis 是一款广泛使用的持久层框架&#xff0c;它简化了SQL映射并提供了强大的数据访问能力。为了更好地调试和优化MyBatis应用中的SQL语句执行&#xff0c;一款名为 MyBatis Log Free 的 IntelliJ IDEA 插件应运而生。这款插件旨在帮助开发者…

Oracle、MySQL数据库常规命令语法-简易记录(非常规持续更新)

前言:呈现的是非常基础必备命令以及常规关联语法,因涉及到不同数据库其表达都会有所区别,此篇纯属做个仓库记录更非常规持续更新,专业人士可忽略,且看且珍惜… MySQL: 关系型数据库、重点开源、支持大型规模、标准SQL数据语言、多平台多架构、高可用集群、可定制开发等等、…

Spring Cloud+SkyWalking全链路监控部署及使用分享

先了解 SkyWalking 极简入门 | Apache SkyWalking 版本&#xff1a;apache-skywalking-apm-9.7.0.tar.gz OAP服务和UI服务 apache-skywalking-java-agent-9.1.0.tgz JAVA-AGENT服务 环境&#xff1a;linux 项目&#xff1a;spring cloud 记录下碰到的问题&#xff1a; 1、s…

阿赵UE学习笔记——12、植物系统

阿赵UE学习笔记目录 大家好&#xff0c;我是阿赵。   继续学习虚幻引擎的用法。这次需要使用植物系统在地形上添加一些草和石头的装饰。 一、素材准备 之前介绍过&#xff0c;可以在Quixel上面获取免费的资源&#xff0c;所以我这里就下载了一些资源&#xff0c;有草和石头的…

windbg:设置断点 bp, bu, bm

bp、bu和bm命令设置一个或多个软件断点。您可以组合位置、条件和选项来设置不同类型的软件断点。 本文中的调试代码示例如下&#xff1a; #include <iostream>using namespace std;struct JKGirl{std::string name;int age;friend ostream& operator <<(ostr…

一文分清:Less、Sass、Scss、stylus,看看与css的对比

一、什么是css预处理器&#xff0c;有什么作用 CSS 预处理器是一种将预先定义的语法和功能添加到 CSS 中的工具。它们允许开发人员使用变量、嵌套规则、混合、继承等功能&#xff0c;以更高效和可维护的方式编写样式表。 CSS 预处理器的作用包括&#xff1a; 变量和计算&…

php项目中laravel框架下用postman调用接口实战总结

一.项目接口实战总结: 1.传参赋值错乱问题&#xff0c;如下&#xff1a; SQLSTATE[HY093]: Invalid parameter number (SQL: select count(*) as aggregate from cars where company_id 3345 and status ! 7 and user_id in (2148, 2060, 2061, 2432, 2136, 1970, 1987, 202…

【unity实战】实现实体子弹射击

文章目录 射击脚本新增子弹预制体子弹挂载脚本&#xff0c;实现触碰销毁子弹添加拖尾效果完结 射击脚本 public class Weapon : MonoBehaviour {public GameObject bulletPrefab; // 子弹预制体public Transform bulletSpawn; // 子弹生成位置public float bulletVelocity 30…

重构改善既有代码的设计-学习(三):重新组织数据

1、拆分变量&#xff08;Split Variable&#xff09; 有些变量用于保存一段冗长代码的运算结果&#xff0c;以便稍后使用。这种变量应该只被赋值一次。 如果它们被赋值超过一次&#xff0c;就意味它们在函数中承担了一个以上的责任。如果变量承担多个责任&#xff0c;它就应该被…

mac 修改flutter sdk配置

问题描述&#xff1a;我mac电脑上有高低2个版本的flutter sdk&#xff0c;我需要低版本sdk的项目在setting里设置了sdk版本&#xff0c;可是命令行还是提示我版本过高。 直接上解决办法&#xff1a; 打开mac终端&#xff0c;输入open -e .bash_profile&#xff0c;然后修改下…

【Java】SpringMVC参数接收(二):JSON、URI、文件

1、获取JSON参数 RequestMapping("/hello") RestController public class HelloSpring {RequestMapping("/t10")public String t10(RequestBody UserInfo userInfo){return userInfo.toString();} } 2、获取URI中的参数 &#xff08;1&#xff09;获取单…

手机耗电快怎么办?最全解析分享!

在现代社会&#xff0c;手机已经成为我们日常生活的重要伙伴&#xff0c;承载着通讯、娱乐、工作等多种功能。然而&#xff0c;随着手机功能的不断升级和使用频率的增加&#xff0c;许多人都曾经面临过一个普遍的问题&#xff1a;手机电池消耗过快。这不仅令人感到困扰&#xf…

B2B企业增长合集:10个案例4大策略深度解析

本文5300余字&#xff0c;静心阅读需要15分钟&#xff0c;建议收藏后再阅读。 现代管理学大师彼得德鲁克曾说&#xff1a;“不增长&#xff0c;一切都是成本。” 现实中的增长乏力和生存压力&#xff0c;迫使众多企业不得不寻求新的增长模式和增长渠道。 然而&#xff0c;增…

体育赛事编排管理系统设计与实现 -计算机毕业设计源码59094

目 录 摘要 1 绪论 1.1研究背景与意义 1.2研究内容 1.3springboot框架介绍 1.4论文结构与章节安排 2 体育赛事编排管理系统系统分析 2.1 可行性分析 2.1.1 技术可行性分析 2.1.2 经济可行性分析 2.1.3 法律可行性分析 2.2 系统功能分析 2.2.1 功能性分析 2.2.2 非…

基本语法和 package 与 jar

3.基本语法 1.输入输出 // 导入 java.util 包中的 Scanner 类 import java.util.Scanner;// 定义名为 ScannerExample 的公共类 public class ScannerExample {// 主方法&#xff0c;程序的入口点public static void main(String[] args) {// 创建 Scanner 对象&#xff0c;用…

VMware虚拟机安装优麒麟(ubuntukylin)操作系统

1.镜像下载 官网:https://www.ubuntukylin.com/ 优麒麟官网提供的宣传视频:https://www.ubuntukylin.com/upload/video/202204/1650594049260581.mp4官网提供的视频后续随着版本的更新,此视频可能失效,去官网查看最新的即可,这不是重点 1.1搜索出优麒麟官网,下载镜像 下载…

Flutter中实现中国省份地图

效果展示(这里只展示局部&#xff0c;完全展示违规)&#xff1a; 可以点击省份改变颜色&#xff0c;更多功能可以自行拓展。 注&#xff1a;非完整中国地图&#xff01;&#xff01;&#xff01; 本文用于记录在Flutter项目中安卓端实现中国地图&#xff0c;因为实现过程是通过…

微软 AD 介绍 | 安全建议 | 防护

介绍&#xff1a; 什么是Active Directory&#xff08;AD&#xff09;&#xff1f; Active Directory 是由 微软开发的目录服务&#xff0c;用于存储和管理网络中的资源&#xff0c;如计算机、用户、组和其他网络对象。允许组织管理员轻松地管理和验证网络中的用户和计算机。 …

【C++】stack、queue的使用及模拟实现

目录 一、stack1.1 stack的使用1.2 stack的模拟实现 二、queue2.1 queue的使用2.2 queue的模拟实现 一、stack 1.1 stack的使用 stack是一种容器适配器&#xff0c;它的特点是后进先出&#xff0c;只能在容器的一端进行插入和删除操作。 stack的使用很简单&#xff0c;主要有…