利用GPS信号同时确定三维几何位置和重力位的方法及其装置

摘要

本发明涉及一种同时确定三维几何位置和重力位的方法及其装置，尤其是涉及一种利用GPS信号同时确定三维几何位置和重力位的方法及其装置。本发明在已有的GPS定位方法的基础上，加进利用GPS信号确定重力位(包括海拔高程)的方法，后者是一种新发明的方法，其技术方案是：建立GPS信号与重力位之间的观测方程，利用多次观测数据，基于最小二乘原理求解重力位。因此，本发明具有如下优点：不需要繁重的水准测量以及重力测量，也不需要事先确定大地水准面再利用GPS定位方法确定海拔高，从而节省了大量的人力、财力，而且在也不受山区及跨海洋测量限制。

主权项

一种利用GPS信号同时确定三维几何位置和重力位的方法，其特征在于，包括以下步骤：步骤1，利用GPS接收机采集观测至少4颗卫星的、持续至少20分钟的相位以及信号频移观测值，观测值的采样率为1秒，每个观测值对应有观测时刻；步骤2，由三维几何位置确定模块利用步骤1中的相位观测值以及精密星历确定地面测站三维几何位置；步骤3，由卫星引力位确定模块利用EGM2008重力场模型以及精密星历确定GPS卫星在对应于观测时刻的引力位；步骤4，由测站重力位确定模块将步骤2中确定的三维几何位置以及步骤3中卫星在对应于观测时刻的引力位信息引入GPS信号相位‑频移观测方程之中，将测站的重力位以及时钟误差作为待定参数引入GPS信号相位‑频移观测方程之中，同时加进一阶多普勒频移、电离层频移、对流层频移模型改正，建立GPS信号相位‑频移观测方程，并基于最小二乘原理获取测站的重力位；步骤5，由海拔高程确定模块基于求解的测站重力位，以大地水准面上的重力位为基准，利用Bruns公式确定测站的海拔高程；步骤6，由信息输出模块输出测站所在点的三维几何位置、重力位及海拔高程。