GPS的定位方法，若按用户接收机天线在测量中所处的状态来分，可分为静态定位和动态定位；若按定位的结果来分，可分为绝对定位和相对定位。
静态定位，即在定位过程中，接收机天线(观测站)的位置相对于周围地面点而言，处于静止状态；而动态定位则正好相反，即在定位过程中，接收机天线处于运动状态，定位结果是连续变化的。
绝对定位亦称单点定位，是利用GPS独立确定用户接收机天线(观测站)在WGs一84坐标系中的绝对位置。相对定位则是在wGs一84坐标系中确定接收机天线(观测站)与某一地面参考点之间的相对位置或两观测站之间相对位置的方法。
各种定位方法还可有不同的组合，如静态绝对定位、静态相对定位、动态绝对定位、动态相对定位等。目前工程、测绘领域，应用最广泛的是静态相对定位和动态相对定位。
1绝对定位原理
利用GPS进行绝对定位的基本原理为：以GPS卫星与用户接收机天线之问的几何距离观测量ρ为基础，并根据卫星的瞬时坐标(Xs，Ys，Zs)，以确定用户接收机天线所对应的点位，即观测站的位置。
设接收机天线的相位中心坐标为(X，Y，Z)，则有
ρ2=(X―Xs)2+(Y一Ys)2+(Z―Zs)2
上式中卫星的瞬时坐标(Xs，Ys，Zs)可根据导航电文获得，为已知，而ρ为伪距观测值，也可以由观测数据文件得到。因此，上述方程只有三个未知数。可见，用户用GPS接收机在某一时刻只要同时接收三颗以上的GPS卫星信号，测量出测站点(接收机天线中心)P至三颗以上GPS卫星的距离并解算出该时刻GPS卫星的空间坐标，据此利用距离交会法解算出测站P的位置。
如图6-11，设在时刻ti在测站点P用GPS接收机同时测得P点至三颗GPS卫星S1、S2、S3的距离ρ1、ρ2、ρ3，通过GPS导航电文解译出该时刻三颗GPS卫星的三维坐标分别为(Xj，Yj，Zj)，j=1，2，3。用距离交会的方法求解P点的三维坐标(X，Y，Z)的观测方程为：
(6-1)
解求上述方程即可求得测站点P的三维坐标。
GPS卫星绝对定位原理
图6-11 GPS卫星绝对定位原理
但是由于GPS采用了单程测距原理，而卫星钟与用户接收机钟又难以保持严格同步，因此实际观测中，观测站至卫星之间的距离ρ中含有卫星钟与接收机钟同步差的影响，另外还含有载波在运行过程中电离层、对流层折射的影响，因此称为伪距。卫星钟差，电离层、对流层折射可以通过导航电文中所给出的有关参数加以修正，但接收机钟差却一般难以预先准确地确定，所以通常将接收机钟差当做一个未知数，与测站点坐标一起在数据处理中进行解算。这样在一个观测站上要实时解出4个未知参数，即3个点位坐标分量和l个钟差参数，就至少同时观测到4颗卫星。
当用户接收机安置在运动的载体上，并处于动态的情况下，确定载体瞬时绝对位置的定位方法，称为动态绝对定位，一般用于飞机、船舶及陆地车辆的导航，在航空物探和卫星遥感中也有广泛的用途。当接收机天线处于静止状态的情况下，以确定观测站的绝对坐标的方法，称为静态坐标绝对定位，一般用于测定观测站在wGs一84系统中的绝对坐标。
由于GPS绝对定位受卫星轨道误差、钟差及信号传播误差等诸多因素的影响，因而精度较低。目前静态绝对定位的精度可达米级，动态绝对定位的精度则为l0～40m。2相对定位原理
GPS相对定位，亦称差分GPS定位，是目前GPS定位中精度最高的一种定位方法。其基本定位原理如图6―12所示，用两台用户接收机分别安置在基线的两端，并同步观测相同的卫星，以确定基线端点(测站点)在坐标系中的相对位置或称基线向量。
GPS卫星相对足位原理 -
图6―12
GPS卫星相对足位原理
在实际作业中，也有用多台接收机置于多条基线端点，通过同步观测GPS卫星以确定多条基线向量。
因为在两个观测站或多个观测站同步观测相同卫星情况下，卫星的轨道误差，卫星钟差，接收机钟差以及电离层、对流层折射误差等对观测量的影响具有一定的相关性，因此利用这些观测量的不同组合，进行相对定位，即可有效地消除或减弱上述误差的影响，从而提高了相对定位的精度。
相对定位常使用的基本观测量是载波相位。相对定位的观测量可以是原始的载波相位观测量(又称非差相位观测量)，也可以是在观测站、卫星、历元之间组合的差分观测量。用原始的非差相位进行的相对定位称为非差模式；用差分相位进行的相对定位称为差分模式。差分模式根据所用差分观测量的不同，又分为单差模式、双差模式和三差模式。
由于相对定位精度很高，因此测量中常用相对定位法。下面重点讨论相对定位的实施.
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(2016-11-27 11:51:53)