一、概述
gps相對定位，就是在不同觀測點（站）上安置gps接收機，同步觀測相同的gps星座，用以測定各觀測站在wgs－84坐標(biāo)系中的相對位置（即三維坐標(biāo)增量或稱為基線向量）的方法。
根據(jù)相對定位時gps接收機所處的狀態(tài)不同，相對定位可劃分為靜態(tài)相對定位和動態(tài)相對定位兩類。
二、gps靜態(tài)相對定位
（一）gps靜態(tài)相對定位的原理方法及其應(yīng)用
gps靜態(tài)相對定位的一般方法，就是將一臺gps接收機安置在已知坐標(biāo)的地面點（已知點）上，另一臺或多臺gps接收機安置在未知坐標(biāo)的地面點（待定點）上，并保持各接收機固定不動，同步連續(xù)觀測相同的gps衛(wèi)星星座，用以求得未知點相對于已知點的坐標(biāo)增量（基線矢量），從而由已知點坐標(biāo)，推求各未知點坐標(biāo)的方法。
（二）靜態(tài)相對定位觀測方程
1、基本觀測量及其差分形式
設(shè)安置于某一gps基線兩端點上的接收機ti (i=1,2)，在觀測歷元t1和t2對衛(wèi)星sj和sk進(jìn)行了同步觀測，則可得到獨立的載波相位觀測量（基本觀測量）：
、、
、、、；
、、、。
設(shè)、和分別代表不同接收機之間，不同衛(wèi)星之間和不同觀測歷元之
間的觀測量之差，即
由公式（5－23）知，觀測方程的一般形式為
在gps相對定位中，常用的三種差分（線性組合）是單差（分）、雙差（分）和三差（分），它們定義如下：
（1）單差（sd―single difference）：
它是在同一觀測歷元下，不同測站、同步觀測相同衛(wèi)星的觀測量之差。
（2）雙差（dd―dual difference）：
它是在一觀測歷元下，不同測站、同步觀測一組衛(wèi)星的單差之差。
（3）三差（td―triple difference）：
它是不同歷元、不同測站、同步觀測一組衛(wèi)星，求得的雙差之差。
2.單差觀測方程
3.
式中，，
，
，
。
從上式可見，單差觀測方程中，衛(wèi)星鐘差的影響被消除了，而兩測站接收機的相對鐘差（鐘差之差）δt(t)，對于同一觀測歷元來說，與其它被測衛(wèi)星組成的單差觀測方程，都是相同的。又由于衛(wèi)星軌道誤差和大氣折射誤差，對同步觀測的兩測站具有一定的相關(guān)性，因此，在測站間求單差后，它們的影響將明顯減弱，特別是對于短基線（s＜20km），效果更顯著。
由以上討論可知，單差觀測模型的優(yōu)點是：消除了衛(wèi)星鐘差的影響，并明顯削弱了衛(wèi)星軌道誤差和大氣折射誤差的影響，但單差觀測方程個數(shù)比獨立觀測量方程減少一半。
3、雙差觀測方程
若在求單差分的基礎(chǔ)上，再對不同衛(wèi)星sj、s k求差，便可得到雙差觀測方程?？傻茫?br>式中
由雙差觀測方程可見，接收機相對鐘差δt(t)被消除了，這是雙差觀測模型的重要優(yōu)點。因為gps接收機使用穩(wěn)定性較差的石英鐘，它難以用模型表示。如果將每個觀測歷元的接收機鐘差都作為未知數(shù)求解，則將使解算基線向量的法方程中的未知數(shù)個數(shù)大大增加。使用雙差模型后，接收機鐘差的影響被消除了，它既不涉及鐘差模型，又使法方程中未知數(shù)個數(shù)大大減少，很方便地解決了gps數(shù)據(jù)處理中一個棘手的問題。所以，幾乎所有的gps基線解算軟件，都使用雙差觀測模型。但雙差觀測模型的方程個數(shù)比單差模型減少，對解算精度可能造成不利影響。
4、三差觀測方程
所謂“三差”，就是在“雙差”的基礎(chǔ)上，再對兩個不同觀測歷元t1和t2求差：
由三差觀測方程可知，求三差后，觀測方程中不再包含整周未知數(shù)ni(t0)和nk(t0)，這是三差模型的優(yōu)點，但三差觀測方程的個數(shù)比雙差模型又進(jìn)一步減少；且求三差后，相位觀測值的有效數(shù)字位大為減少，增大了計算過程的湊整誤差，這些將對未知參數(shù)的解算產(chǎn)生不良影響。所以，三差模型求得的基線結(jié)果精度不夠高，在數(shù)據(jù)處理中，只作為初解，用于協(xié)助求解整周未知數(shù)n（t0）和周跳等問題。