同类型同频率相位观测值的线性组合----差分观测值
1.观测值的线性组合:
- 同类型同频率观测值的线性组合,一号卫星L1和二号卫星L1
- 同类型不同频率观测值的线性组合,一号卫星L1和L2
- 不同类型观测值的线性组合,测距码和载波进行组合
2.同类型同频率相位观测值的线性组合----差分观测值
可以消除相同的误差
按照差分方式可以分为:
站间差分(between receiveers)、星间差分(between satellites)、历元差分(between epochs)
按照差分次数可以分为:
一次差(两个接收机原始观测信号对同一卫星信号相减)、二次差(同一时刻两个一次差相减)、三次差(不同历元之间的二次差相减)
差分概述
- 差分观测值的定义:将相同频率的GPS载波相位观测值依据某种方式求差所获得的新的组合观测值(虚拟观测值)。
- 差分观测值的特点:可以消去某些不重要的参数,或将某些对确定待定参数有较大负面影响的因素消去或削弱其影响。
- 求差方式:站间差分(between receiveers)、星间差分(between satellites)、历元差分(between epochs)
3.原始载波相位观测值:
整周未知数:不随时间变化,历元之间求差分
电离层、对流层:空间相关性较强,减弱站间或星间误差,测站之间不能太远
接收机时钟:与卫星无关,同一时刻多颗卫星观测相减
卫星时钟:与接收机无关,多接收机观测相减
必要参数与多余参数:
必要参数:GPS定位中,测站的三个坐标
多余参数:为了求必要参数所用到的参数
必要参数和多余参数是相对的
解决多余参数问题的方法:
- 通过给多余参数一定的约束条件
- 通过观测值相减来消去多余参数
4.站间差分(站间求差)
求差方式:同步观测值在接收机间求差;
数学形式:
特点:消除了卫星钟差的影响,削弱了电离层折射影响,削弱了对流层折射(温度、气压、湿度)的影响,削弱了卫星轨道误差的影响。
5.星间差分(星间求差)
求差方式:同步观测值在卫星间求差
数学形式:
特点:消除了接收机钟差的影响。
6.历元间差分(历元间求差)
差分方式:观测值在历元间求差
数学形式:
特点:消除了整周未知参数。
7.单差、双差、三差
单差:站间求一次差分
测站之间一次差,残余两个测站之间的误差,两个测站的接收机不一样。
双差:站间、星间各求一次差(共两次差)
两个接收机统一时刻,不仅消除测站之间的误差,更进一步削弱了电离层对流层误差,单仍然包含模糊度误差
三差:站间、星间和历元间各求一次差(三次差)
i个测站对j颗卫星同步观测k个历元,载波相位测量
采用差分观测值的缺陷(求差法的缺陷)
- 数据利用率低,只有同步数据才能进行差分
- 引入基线矢量代替了位置矢量,每两个测站之间的三维坐标差
- 差分观测值具有了相关性,使处理问题复杂化,参数估计时,观测值的权阵
- 某些参数无法求出,某些信息在差分中被消除
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