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一、GPS 定位的基本原理

(四) 相對定位的原理

相對定位是用兩臺接收機分別安置在基線兩端，同步觀測相通的 GPS 衛(wèi)星，確定基線端點的相對位置或坐標差。若已知其中一點坐標后，可求得另一點坐標。同樣，多臺接收機安置在多條基線上同步觀測相通衛(wèi)星，可以確定多條基線向量。

在兩個觀測站或多個觀測站同步觀測相同衛(wèi)星的情況下，衛(wèi)星的軌道誤差、衛(wèi)星鐘差、接收機鐘差以及電離層和對流層的折射誤差等觀測量的影響具有一定的相關性。利用這些觀測量的不同組合(求差)進行相對定位，可有效地消除或減弱相關誤差的影響，提高相對定位的精度。

假設安置在基線端點的接收機 T(i=1,2)，對 GPS 衛(wèi)星 sj 和 sk,于歷元 t1 和 t2 進行了同步觀測，則可得以下獨立的載波相位觀測量：

在靜態(tài)相對定位中，目前普遍應用的重要組合形式有單差、雙差和三差。

GPS 相對定位原理圖

單差，即不同觀測站同步觀測相同衛(wèi)星所得觀測量之差。其表達形式為：

雙差，即不同觀測站同步觀測同一組衛(wèi)星所得單差之差。其表達形式為：

三差，即于不同歷元同步觀測同一組衛(wèi)星所得觀測量的雙差之差。其表達形式為：

二、靜態(tài)相對 GPS 定位技術

近年來，由于 GPS 測量數據處理軟件系統(tǒng)的發(fā)展，使得確定兩點之間的相對位置有多種作業(yè)方式可供選擇。在地籍測量中，主要根據 GPS 硬件和軟件條件、測量目的、精度要求以及觀測條件等確定不同的作業(yè)方式。目前，地籍測量中應用的靜態(tài) GPS 測量作業(yè)方式主要有經典靜態(tài)測量和快速靜態(tài)測量兩種。

(一) 經典靜態(tài)相對定位

該作業(yè)方式是采用兩套(或兩套以上)接收設備，分別安置在一條(或數條)基線的端點，同步觀測 4 顆以上衛(wèi)星，每時段長 45min 至 2h 或更長。這種作業(yè)模式所觀測過的基線邊，應構成某種閉合圖形，以便于觀測成果的檢核，提高成果的可靠性和 GPS 網平差后的精度。

基線長度可由 20km 至幾百公里?；€的相對定位精度可達 5mm 十 10-6×D，D 為基線長度(km)。

經典靜態(tài)相對定位作業(yè)方式適用于建立全球性或國家級大地控制網，建立地殼運動或工程變形監(jiān)測網，建立長距離檢?；€，進行島嶼與大陸聯測以及精密定位。

經典靜態(tài)相對定位圖

快速靜態(tài)定位圖

(二) 快速靜態(tài)定位

該作業(yè)方式是在測區(qū)的中部選擇一個基準站，并安置一臺接收設備連續(xù)跟蹤所有可見衛(wèi)星，另一臺接收機依次到各點流動設站，每個點上觀測數分鐘至十幾分鐘。該作業(yè)模式要求在觀測時段中，必須有 5 顆衛(wèi)星可供觀測，同時流動站與基準站相距不超過 15km。該模式作業(yè)速度快、精度高。

流動站相對基準站基線中誤差為 5mm+10-6×D。缺點是二臺接收機工作時，構不成閉合圖形，可靠性較差?？焖凫o態(tài)定位作業(yè)方式適用于控制測景及其加密；工程測量、地籍測量及大批百米左右的點位定位。