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