宗教学原理(厦门大学精品课)1-3

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1、GPS原理及其应用徐晓华——地理信息系统专业200111301－03——土地资源管理专业200194501－025.1概述GPS系统利用距离交会的原理进行定位五、GPS卫星定位基本原理5.2伪距测量利用测距码进行测距的原理基本思路:=·c=t·c伪距伪距的测定方法利用测距码进行测距的优点易于捕获微弱的卫星信号可提高测距精度便于对系统进行控制和管理C/A码（Coarse/AcquisitionCode）–粗码/捕获码；码率：1.023MHz；周期：1ms；1周期含码元数：1023；码元宽度：293.05m；仅被调制在L1上P（Y）码（PrecisionCod

2、e）–精码；码率：10.23MHz；周期：7天；1周期含码元数：6187104000000；码元宽度：29.30m；被调制在L1和L2上L1–频率：154f0=1575.43MHz；波长：19.03cmL2–频率：120f0=1227.60MHz；波长：24.42cm伪距测量的观测方程伪距测量的误差方程5.3载波相位测量载波相位测量的特点优点精度高,测距精度可达mm甚至亚mm级难点整周未知数问题整周跳变问题关键技术－重建载波码相关法特点：需要了解码的结构，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）平方法特点：无需了解码的结构，无法获得导航电文

3、，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）互相关（交叉相关）方法：获取两个频率间的伪距差和相位差特点：无需了Y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）Z跟踪特点：无需了解Y码结构，可测定双频伪距观测值，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14dB）载波相位测量的基本原理利用载波测定卫地距载波相位观测值的测定利用载波测定卫地距载波相位观测值观测值载波相位观测值是整周未知数（整周模糊度）是整周计数载波相位测量的观测方程整周未知数的确定伪距法走走停停法参

4、数法：将整周未知数当做平差中的特定参数——经典方法整数解实数解多普勒法（三差法）快速确定整周模糊度方法其他新的整周模糊度确定方法的研究涉及了一些基本的数学问题整周未知数的确定方法伪距法整周未知数的确定方法（续）走走停停法（StopandGo）基本方法整周未知数初始化的方法已知基线法交换天线法整周未知数的确定方法（续）参数法（搜索法）基本方法初始平差，确定基线向量的实数解和整周未知数的实数解根据初始平差结果，确定整周未知数的整数备选解从备选解中选出最终的整数解（RMS最小）整周未知数的确定方法（续）参数法（搜索法）快速确定整周未知数法（FARA）由瑞士的E.Fre

5、i和G.Beutler提出精髓：在基本方法基础上增加了进一步的判据若有双频观测值，也可得出类似的双频检验法5.4整周跳变的修复整周跳变（周跳）什么是整周跳变（周跳）产生周跳的原因信号被遮挡仪器故障信号被干扰接收机在高速动态的环境下进行观测周跳的特点只影响整周计数－周跳为波长的整数倍将影响从周跳发生时刻（历元）之后的所有观测值周跳的探测与修复GPS测量中站星距离的变化特点周跳的探测与修复方法屏幕扫描法高次差/多项式拟合法高次差/多项式拟合法接收机钟差对此方法有效性的影响克服接收机钟差影响的方法－卫星间求差残差法5.5GPS绝对定位与相对定位定位模式绝对定位（单点定

6、位）相对定位差分定位定位时接收机天线的运动状态静态定位－天线相对于地固坐标系静止动态定位－天线相对于地固坐标系运动获得定位结果的时效事后定位实时定位观测值类型伪距测量载波相位测量绝对（单点）定位定义：仅单独利用一台接收机确定待定点在地固坐标系中的绝对位置的方法定位结果－与所用星历同属一坐标系的绝对坐标采用广播星历时属WGS-84采用IGS–InternationalGPSService精密星历时为ITRF–InternationalTerrestrialReferenceFrames特点优点：一台接收机单独定位，作业方法简单缺点：定位精度低应用领域低精度导航资源

7、普查军事，等...伪距绝对（单点）定位的观测方程思考题1：如何将GPS到测站的距离表示为线性形式？思考题2：载波相位测量中的关键问题是什么?思考题3：分别写出载波相位测量和伪距测量的观测方程与误差方程.伪距绝对（单点）定位误差方程对于卫星i，误差方程为若在某历元同时观测了n颗卫星，则误差方程及其解为伪距绝对（单点）定位（续）DOP－DilutionofPrecisionGDOP–GeometryDilutionofPrecisionPDOP–PositionDilutionofPrecisionTDOP–TimeDilutionofPrecisionHDOP–

8、HorizontalDi