《gps原理》PPT课件

《《gps原理》PPT课件》由会员上传分享，免费在线阅读，更多相关内容在教育资源-天天文库。

1、第六章载波相位测量定位技术§6.1载波相位测量原理载波相位测量是测定GPS载波信号在传播路程上的相位变化值，以确定信号传播的距离。itjjtjitjijttRjjl-=载波相位测量的关键技术－重建载波①重建载波将非连续的载波信号恢复成连续的载波信号。载波调制了电文之后变成了非连续的波伪距测量与载波相位测量载波相位测量的关键技术－重建载波载波相位测量的关键技术－重建载波②码相关法方法将所接收到的调制信号（卫星信号）与接收机产生的复制码相乘。技术要点卫星信号（弱）与接收机信号（强）相乘。特点限制：需要了解

2、码的结构。优点：可获得导航电文，可获得全波长的载波，信号质量好（信噪比高）卫星信号的生成接收机重建载波码相关法载波相位测量的关键技术－重建载波载波相位测量的关键技术－重建载波③平方法方法将所接收到的调制信号（卫星信号）自乘。技术要点卫星信号（弱）自乘。特点优点：无需了解码的结构缺点：无法获得导航电文，所获载波波长为原来波长的一半，信号质量较差（信噪比低，降低了30dB）平方法载波相位测量的关键技术－重建载波载波相位测量的关键技术－重建载波④互相关（交叉相关）方法在不同频率的调制信号（卫星信号）进行相关

3、处理，获取两个频率间的伪距差和相位差技术要点不同频率的卫星信号（弱）进行相关。特点优点：无需了解码的结构，可获得导航电文，可获得全波波长的载波，信号质量较平方法好（信噪比降低了27dB）距离测量与GPS定位>载波相位测量>载波相位测量的关键技术－重建载波GPS载波相位测量的基本原理GPS载波相位测量的基本原理理想情况实际情况载波测量观测值：某一时刻由接收机产生的参考信号的相位与此时接收到的卫星载波信号的相位差。载波相位测量的特点优点精度高，测距精度可达0.1mm量级难点整周未知数问题整周跳变问题1、载

4、波相位观测值观测值整周计数整周未知数（整周模糊度）载波相位观测值§6.2载波相位定位原理2、载波相位与传播时间的关系采用GPS时为基准，载波相位观测量：考虑卫星钟差和接收机钟差，载波相位观测量与信号传播时间关系：3、载波相位测量的观测方程原始形式：线性化后：误差方程为：4、载波相位定位解算观测方程改写为：未知数比码伪距方程多了j个未知参数，因此在一个观测站上仅于一个历元观测4颗以上的卫星是无法定位。当一个观测站进行静态定位时，可进行多个历元的观测。但各历元的接收机钟差不是固定值，一般可用二阶多项式来描

5、述：静态绝对定位若观测历元数为m个，每个历元观测n颗卫星，则总观测数为mn个，而待定参数为：3个坐标分量改正数，3个接收机时钟未知数，n个整周模糊数，总计为(6+n)个未知数，因此为了求解未知参数，观测值总数必须满足：mn>=6+n，令：解算：矩阵形式V=AX-L,用最小二乘法可求出未知参数X与接收机无关与卫星无关空间相关性强空间相关性强不随时间变化原始载波相位观测值§6.3载波相位测量相对定位载波相位相对定位技术已成为当今GPS精密定位的关键技术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

6、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消弱其影响差分线性组合方式：同类型同频率观测值的线性组合同类型不同频率观测值的线性组合不同类型观测值的线性组合差分概念1、同类型同频率相位观测值的线性组合——差分观测值按差分方式可分为:站间差分星间差分历元间差分按差分次数可分为：一次差二次差三次差同类型同频率相位观测值的线性组合站间求差（站间差分）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影响削弱了电

7、离层折射影响削弱了对流层折射影响削弱了卫星轨道误差的影响观测值的线性组合>同类型同频率相位观测值的线性组合星间求差（星间差分）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距离测量与GPS定位>观测值的线性组合>同类型同频率相位观测值的线性组合历元间求差（历元间差分）差分方式观测值在历元间求差数学形式特点消去了整周未知数参数观测值的线性组合>同类型同频率相位观测值的线性组合单差、双差和三差单差：站间一次差分双差：站间、星间各求一次差（共两次差）三差：站间、星间和历元间各求一次差（三次

8、差）单差双差三差同类型同频率相位观测值的线性组合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替代了位置矢量差分观测值间具有了相关性，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观测值中被消除观测值的线性组合>同类型同频率相位观测值的线性组合2、同类型不同频率观测值的线性组合L1的特性L2的特性观测值的线性组合>同类型不同频率相位观测值的线性组合不同频率的载波(L1,L2)相位观测值两个不同