GNSS定位原理

GNSS 衛星定位，實(shí)際上就是將分布在天空的高軌衛星當做已知點(diǎn)，根據 GNSS 系統的組成原理可知，每顆 GNSS 衛星瞬間位置都可以計算出來(lái)，并且通過(guò)衛星信號發(fā)送到地面 GNSS 接收機上。當地面某個(gè) GNSS 接收機同時(shí)接收到 4 顆以上的衛星信號時(shí)，即可以以后方交會(huì )的方式推算出地面接收機的空間坐標位置。

GNSS定位原理圖

差分定位示意圖

按定位方式，GNSS 定位分為單點(diǎn)定位和相對定位（差分定位）。單點(diǎn)定位就是根據一臺接收機的觀(guān)測數據來(lái)確定接收機位置的方式，它只能采用偽距觀(guān)測，可用于車(chē)船等的概略導航定位。

相對定位（差分定位）是根據兩臺以上接收機的觀(guān)測數據來(lái)確定觀(guān)測點(diǎn)之間的相對位置的方法，它既可采用偽距觀(guān)測也可采用相位觀(guān)測，大地測量或工程測量均采用相位觀(guān)測值進(jìn)行相對定位，相對定位測量的是多臺GNSS 接收機之間的基線(xiàn)向量。

在 GNSS 觀(guān)測量中包含了衛星和接收機的鐘差、大氣傳播延遲、多路徑效應等誤差，在定位計算時(shí)還要受到衛星廣播星歷誤差的影響，在進(jìn)行相對定位時(shí)大部分公共誤差被抵消或削弱，因此定位精度將大大提高，雙頻接收機可以根據兩個(gè)頻率的觀(guān)測量抵消大氣中電離層誤差的主要部分，在精度要求高，接收機間距離較遠時(shí)，應選用雙頻接收機。

RTK定位原理

RTK（Real - time kinematic）實(shí)時(shí)動(dòng)態(tài)差分法。這是一種新的常用的 GNSS 測量方法，靜態(tài)、快速靜態(tài)、動(dòng)態(tài)測量都需要事后進(jìn)行解算才能獲得厘米級的精度，而 RTK 是能夠在野外實(shí)時(shí)得到厘米級定位精度的測量方法，它采用了載波相位動(dòng)態(tài)實(shí)時(shí)差分方法，是 GNSS 應用的重大里程碑，它的出現為工程放樣、地形測圖所應用，極大地提高了外業(yè)作業(yè)效率。

高精度的 GNSS 測量必須采用載波相位觀(guān)測值，RTK 定位技術(shù)就是基于載波相位觀(guān)測值的實(shí)時(shí)動(dòng)態(tài)定位技術(shù)，它能夠實(shí)時(shí)地提供測站點(diǎn)在指定坐標系中的三維定位結果，并達到厘米級精度。在 RTK 作業(yè)模式下，基準站通過(guò)數據鏈將其觀(guān)測值和測站坐標信息一起傳送給流動(dòng)站。流動(dòng)站不僅通過(guò)數據鏈接收來(lái)自基準站的數據，還要采集 GNSS 觀(guān)測數據，并在系統內組成差分觀(guān)測值進(jìn)行實(shí)時(shí)處理，同時(shí)給出厘米級定位結果，歷時(shí)不足一秒鐘。流動(dòng)站可處于靜止狀態(tài)，也可處于運動(dòng)狀態(tài)；可在固定點(diǎn)上先進(jìn)行初始化后再進(jìn)入動(dòng)態(tài)作業(yè)，也可在動(dòng)態(tài)條件下直接開(kāi)機，并在動(dòng)態(tài)環(huán)境下完成整周模糊度的搜索求解。在整周末知數解固定后，即可進(jìn)行每個(gè)歷元的實(shí)時(shí)處理，只要能保持四顆以上衛星相位觀(guān)測值的跟蹤和必要的幾何圖形，則流動(dòng)站可隨時(shí)給出厘米級定位結果。