载波相位测量原理

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伪距、载波相位测量原理

伪距、载波相位测量原理

重建载波
将非连续的载波信号恢复成连续的载波信号。
伪距测量与载波相位测量
载波调制了电文之后 变成了非连续的波
码相关法
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。
卫 星 信 号 的 生 成
接 收 机 重 建 载 波
(c )2 0 0 2 , 黄 劲 松
码相关法
码相关法
技术要点 卫星信号(弱)与接收机信号(强) 相乘。
3.9 卫星的载波信号及相位测量原理
3.9.1 GPS卫星的载波信号 3.9.2 GPS卫星信号的调制 3.9.3 GPS卫星信号的解调 3.9.4 载波相位测量原理
载波相位测量的特点
优点:测距精度高,可达0.1mm量级 难点: 重建载波 存在整周数不确定问题 存在整周跳变问题
测距码的调制与解调
在数字通讯技术中,为了有效地传播信息, 一般均将低频信号加载到高频的载波上, 这时原低频信号称为调制信号,而加载信 号后的载波就称为已调波。
GPS信号调制,是采用调相技术实现的。
卫星信号的调制
模二和
运算规则
二进制信号:“1”表示二进制“0”,“-1”表示二 进制“1”,则
理(如AS)
每颗GPS卫星都采用特定的 伪随机噪声码
码相关伪距测量
特点 定位速度快,实时定位 精度较高 对信号的强度要求不高
3.9 卫星的载波信号及相位测量原理
3.9.1 GPS卫星的载波信号 3.9.2 GPS卫星信号的调制 3.9.3 GPS卫星信号的解调 3.9.4 载波相位测量原理
6
测距码测距原理①
距离测定的基本思路
ctc
信号传 播时间
信号(测距码)传播时间的测定
相关系数:

卫星载波相位定位原理

卫星载波相位定位原理

卫星载波相位定位原理GPS系统是由一组在地球轨道上运行的卫星和地面控制站组成的。

这些卫星发射无线信号,接收器通过测量这些信号的到达时间来计算自身与卫星的距离,进而确定其位置。

在卫星载波相位定位中,接收器不仅测量信号的到达时间,还通过测量信号的相位差来获取更加精确的位置信息。

相位差是指两个信号到达接收器的时间差,或者说是两个信号的相位差。

这种相位差是由于信号在传播过程中经历的多径传播、大气延时等因素引起的。

具体来说,卫星载波相位定位原理基于以下几个关键步骤:1.接收器接收到来自多个卫星的信号。

每个卫星都发射由其精确时钟产生的载波信号,该信号包含卫星的位置和时间信息。

2.接收器测量每个卫星信号的到达时间。

通过测量信号的到达时间,并与卫星发射信号的发送时间相减,可以计算出接收器与每个卫星之间的距离。

3.接收器测量每个卫星信号的相位差。

接收器通过测量信号的相位差,来获取不同卫星之间的相对距离差。

这个相对距离差可以用来计算接收器相对于每个卫星的精确位置。

4.使用三角测量方法计算接收器的位置。

根据接收器与至少四个卫星的距离差和相对位置关系,可以使用三角测量方法计算出接收器的精确位置。

这个计算过程使用了卫星的位置和时间信息。

然而,卫星载波相位定位原理也存在一些挑战和限制。

首先,由于信号的相位差非常小,测量过程更加复杂且需要更高的精确度。

其次,大气延时和多径传播等影响因素会引起信号的相位差变化,需要进行相关的校正和误差修正。

最后,要求接收器具备较高的性能和计算能力,以处理复杂的信号处理和数据计算。

总体来说,卫星载波相位定位原理是一种精确度更高的定位技术,可以满足对位置精度要求较高的应用需求。

随着技术的不断发展,相信其在未来会有更广泛的应用。

载波相位定位的基本原理

载波相位定位的基本原理

载波相位定位的基本原理一、基本原理载波相位定位是一种利用无线信号的相位差来计算位置的定位技术。

在定位系统中,至少需要三个以上的基站或卫星来发送信号,接收器通过测量不同信号之间的相位差来计算自身的位置。

具体来说,载波相位定位利用的是信号传播速度不同导致的相位差。

当信号从基站或卫星发射后,经过一段距离后被接收器接收到。

由于传播速度的差异,接收到的信号相位会有所不同。

通过测量这些相位差,可以计算出接收器与基站或卫星之间的距离差,从而确定接收器的位置。

二、应用载波相位定位在许多领域都有广泛的应用。

1.全球定位系统(GPS):GPS是最常见的载波相位定位应用之一。

GPS系统中的卫星作为基站,向接收器发送信号,接收器通过测量不同卫星信号的相位差来计算自身的位置。

2.无线通信定位:在无线通信系统中,可以利用载波相位定位来实现移动设备的定位。

通过测量与多个基站之间的相位差,可以计算出移动设备的位置,从而实现无线定位服务。

3.室内定位:在室内环境中,卫星信号可能受到遮挡和多径效应的影响,导致定位精度下降。

此时可以利用载波相位定位来弥补这些不足,提高室内定位的精度和可靠性。

三、局限性尽管载波相位定位在许多应用中表现出色,但仍存在一些局限性。

1.复杂性:载波相位定位的实现较为复杂,需要高精度的时钟同步和信号处理算法。

这增加了系统的复杂性和成本。

2.多径效应:在复杂的环境中,信号可能经历多条路径传播到达接收器,导致信号相位受到干扰和失真。

这会降低定位的精度和可靠性。

3.信号强度:载波相位定位对信号强度要求较高,当信号强度较弱时,定位的精度会受到影响。

4.可见性:载波相位定位需要接收器能够同时接收到多个基站或卫星的信号。

在一些地理环境复杂的区域,如高楼、山区等,可能会导致基站或卫星信号的可见性受到限制。

载波相位定位利用信号的相位差来计算位置,具有广泛的应用前景。

然而,由于其复杂性和局限性,仍需进一步研究和技术改进,以提高定位的精度和可靠性,满足各种应用场景的需求。

通俗易懂的载波相位测量方法讲解

通俗易懂的载波相位测量方法讲解

通俗易懂的载波相位测量方法讲解
载波相位测量是一种利用GPS信号来确定两个同步观测站之间位置差的技术。

以下是对其通俗易懂的解释:
1. 了解GPS信号:GPS卫星发射的信号包含有特定的载波频率,当这些信号被地面接收机捕获后,接收机可以测量出信号的相位。

2. 测量载波相位:载波相位指的是信号波峰或波谷在特定时间点的位置。

接收机通过精确测定这些波峰或波谷到达的时间,可以计算出信号传播的距离。

3. 确定观测站间距离:通过比较两个观测站接收到同一GPS信号的相位差异,可以精确计算出这两个站点之间的距离差,这个过程通常称为基线向量解算。

4. 使用差分观测值:为了提高测量精度,实际应用中常采用差分GPS技术,即比较两个不同接收机对同一个卫星信号的相位测量值。

这种方法可以有效消除或减小误差,得到更精确的测量结果。

5. 获得坐标差:最终,通过一系列的计算和数据处理,可以获得两个观测站之间的三维坐标差,这就是载波相位测量的直接成果。

总之,载波相位测量方法因其高精度的特点,广泛应用于地质调查、地震监测、精密农业等领域。

通过这种技术,科学家们能够以厘米级甚至毫米级的精度来测量地表的微小变化。

载波相位测量

载波相位测量

载波相位测量作者:周晓林利用测距码进行伪距测量是全球定位系统的基本测距方法。

然而由于测距码的码元长度较大,对于一些高精度应用来讲其测距精度还显得过低无法满足需要。

如果观测精度均取至测距码波长的百分之一,则伪距测量对P码而言量测精度为30cm,对C/A码而言为3cm左右。

而如果把载波作为量测信号,由于载波的波长短所以就可达到很高的精度。

目前的大地型接收机的载波相位测量精度一般为1~2mm,有的精度更高。

但载波信号是一种周期性的正弦信号,而相位测量又只能测定其不足一个波长的部分,因而存在着整周数不确定性的问题,使解算过程变得比较复杂。

在GPS信号中由于已用相位调整的方法在载波上调制了测距码和导航电文,因而接收到的载波的相位已不再连续,所以在进行载波相位测量以前,首先要进行解调工作,设法将调制在载波上的测距码和卫星电文去掉,重新获取载波,这一工作称为重建载波。

重建载波一般可采用两种方法,一种是码相关法,另一种是平方法。

采用前者,用户可同时提取测距信号和卫星电文,但用户必须知道测距码的结构;采用后者,用户无须掌握测踉码的结构,但只能获得载波信号而无法获得测距码和卫星电文。

一、载波相位测量原理载波相位测量的观测量是GPS接收机所接收的卫星载波信号与接收机本振参考信号的相位差。

以表示k接收机在接收机钟面时刻时所接收到的卫星载波信号的相位值,表示k接收机在钟面时刻时所产生的本地参考信号的相位值,观k接收机在接收机钟面时刻时观测卫星所取得的相位观测量可写为图7-3通常的相位或相位差测量只是测出一周以内的相位值。

实际测量中,如果对整周进行计数,则自某一初始取样时刻以后就可以取得连续的相位测量值。

如图7-3在初始时刻,测得小于一周的相位差为,其整周数为,此时包含整周数的相位观测值应为接收机继续跟踪卫星信号,不断测定小于一周的相位差,并利用整波计数器记录从到时间内的整周数变化量,只要卫星从到之间卫星信号没有中断,则初始时刻整周模糊度就为一常数,这样,任一时刻卫星到# 接收机的相位差为上武说明,从第一次开始,在以后的观测中,其观测量包括了相位差的小数部分和累计的整周数。

GPS名词解释简答答案

GPS名词解释简答答案

、名词解释1、 岁差:地球在绕太阳运行时,地球自转轴的方向在天球上缓慢移动,春分点在黄道上 随之慢慢移动章动:在岁差的基础上还存在各种大小和周期各不相同的微小的周期性变化2、 WGS-84坐标系:美国国防部 1984年世界大地坐标系,属于协议地球坐标系3、 卫星星历:描述有关卫星轨道的信息4、 自相关系数:R (t )=(Au-Bu )/(Au+Bu )Au 为相同码元数 Bu 为相异码元数5、 重建载波:在进行载波相位测量前,首先要进行解调工作,设法将调制在载波上的测 距码和导航电文去掉,重新恢复载波,这一工作叫重建载波6、 相对定位:确定同步跟踪相同的GPS 卫星信号的若干台接收机之间的相对位置(坐标 差)的定位方法7、 伪距:p =T *c 距离p 并不等于卫星至地面测站的真正距离,叫伪距&整周跳变:如果由于某种原因使计数器无法连续计数,那么信号被重新跟踪后,整周计数器中将丢失某一量而变得不正确。

而不足一整周的部分 Fr ( $ )由于是一个瞬时量测值,因而仍是正确的,这种现象叫整周跳变9、 整周未知数:是在全球定位系统技术的载波相位测量时,载波相位与基准相位之 间相位差的首观测值所对应的整周未知数10、 P DOP 值:空间位置精度因子11、 相对论效应:是由于卫星钟和接收机钟所处的状态(速度和重力位)不同而引起卫星 钟和接收机钟产生相对钟误差的现象12、 数学同步误差:加上改正数工八一「心 "二二」后的卫星钟读数和 GPS 标准时间之差称为数学同步误差13、 平均相位中心:天线瞬时相位中心的平均值14、 独立基线:两台接收机得到的多余观测边以外的必要基线15、异步环闭合差不是完全由同步观测基线所组成的闭合环称为异步环,异步环的闭合差 16、 基线解算:利用多个测站的 GPS 同步观测数据,获得这些测站之间坐标差的过程17、 网平差:将基线结果再当成数据18、 约束平差:平差时所采用的观测值完全是GPS 观测值(即GPS 基线向量),而且, 在平差时引入了使得 GPS 网产生由非观测量所引起的变形的外部起算数据。

载波相位测量原理

载波相位测量原理

GPS 精密定位载波相位测量原理由于载波的波长远小于码的波长,所以在分辨率相同的情况下,载波相位的观测精度远较码相位的观测精度为高。

例如,对载波L1而言,其波长为19cm ,所以相应的距离观测误差约为2mm ;而对载波L2的相应误差约为2.5mm 。

载波相位观测是目前最精确最高的观测方法,它对精密定位上作具有极为重要的意义。

但载波信号是一种周期性的正弦信号,而相位测量又只能测定其不足一个波长的部分,因而存在着整周不确定性问题,使解算过程比较复杂。

由于GPS 信号已用相位调制的方法在载波上调制了测距码和导航电文,所以收到的载波的相位已不再连续(凡是调制信号从0变1或从1变0时,载波的相位均要变化1800)。

所以在进行载波相位测量以前,首先要进行解调工作,设法将调制在载波上的测距码和卫星电文去掉,重新获取或波。

这一工作称为重建载波。

一、 重建载波恢复载波一般可采用两种方法:码相关法和平方法。

采用码相关法恢复载波信号时用户还可同时提取测距信号和卫星电文。

但采用这种方法时用户必须知道测距码的结构(即接收机必须能产生结构完全相同的测距码)。

采用平方法,用户无需掌握测距码的码结构,但在自乘的过程中只能获得载波信号(严格地说是载波的二次谐波,其频率比原载波频率增加了一倍),而无法获得测距码和卫星电文。

码相关法和平方法的具体做法及其原理在接收机工作原理中曾介绍过。

二、 相位测量原理若卫星S 发出一载波信号,该信号向各处传播。

设某一瞬间,该信号在接收机R 处的相位为φR ,在卫星S 处的相位为φS ,φR 、φS 为从某一起点开始计算的包括整周数在内的载波相位,为方便计算,均以周数为单位。

若载波的波长为λ,则卫星S 至接收机R 间的距离为ρ=λ(φS —φR ),但我们无法测量出卫星上的相位φS 。

如果接收机的振荡器能产生一个频率与初相和卫星载波信号完全相同的基准信号,问题便迎刃而解,因为任何一个瞬间在接收机处的基准信号的相位就等于卫星处载波信号的相位。

3.8-3.9伪距、载波相位测量原理

3.8-3.9伪距、载波相位测量原理

ti
观测值
首次观测: 0 Fr( ) 0 以后的观测: i Int( )i Fr( ) i 通常表示为: ~ N Int( ) Fr( )
0
t0
() i
N
Fr
0


整周计数 Int 整周未知数(整周模糊度)
N0
载波相位观测值
Fr
0
i
Int
N
0
小结



载波重建 码相关法 平方法 互相关(交叉相关)技术 载波相位测量
3.8 伪距测量原理
测距方法

双程测距
用于电磁 波测距仪

单程测距
用于GPS
测距码
C/A码
P码

码相关伪距测量原理 码相关法伪距测量是通过调整自相 关函数R(t)的值,测定测距码信号由卫星到 达测站的传播时间实现的。
RL 2 RL1,C / A ( RL 2,Y RL1,Y ) L 2 L1,C / A ( L 2 L1 )
互相关(交叉相关)
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Y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)
GPS卫星的载波信号 GPS卫星信号的调制 GPS卫星信号的解调 载波相位测量原理

3.9.1 GPS卫星的载波信号



GPS卫星的测距码信号和导航电文信号都属于低频 信号 其中C/A码和P码的数码率分别为1.023 Mbit/s与 10.23 Mbit/s,而D码(导航电文,又称为数据码) 的数码率仅为50 bit/s。GPS卫星离地面远达 2×104km,其电能又非常紧张,因此很难将上述数 码率很低的信号传输到地面。 解决这一难题的办法,就是另外发射一种高频信号, 并将低频的测距码信号和导航电文信号加载到这一 高频信号上,构成一高频的已调波发射给地面。

载波相位测量原理

载波相位测量原理

载波相位测量原理
载波相位测量原理是一种无源技术,它可以在不引入额外噪声的情况下检测信号或信号特征,从而获得准确的测量结果。

它可以使用抽样来控制和传输信息,也可以用于定位和导航。

这种技术通常被用于发射天线之间的距离测量,以及在无线电信道中的相位检测和测量。

载波相位测量原理是一种无源技术,它可以通过检测接收到的信号的相位来估算距离,也可以用于有源定位,如GPS,卫星定位和空中定位。

在载波相位测量中,通常采用空间多重发射和接收方式,并使用多台发射机和接收机,通过多台发射机和接收机的距离差来检测和估算距离。

载波相位测量的实现一般包括两个步骤:信号检测和相位测量。

信号检测是指检测接收到的信号,检测信号的强度、相位等,以及信号的质量。

相位测量则是指检测发射机和接收机之间的相位差,从而估算出发射机和接收机之间的距离。

载波相位测量原理在无线通信领域有着广泛的应用,是一种重要的技术。

它可以实现无线信号的传输和定位,同时也可以用于室内空间的定位和导航。

此外,它还可以
用于监控和安全设施,以及航空航天、水下监测和测距等领域。

总之,载波相位测量原理是一种无源技术,可以通过检测信号的相位来控制和传输信息,并用于定位和导航,是当前无线通信技术领域中重要的一种技术。

第四章GPS卫星定位的基本原理 第三节载波相位测量

第四章GPS卫星定位的基本原理 第三节载波相位测量

GPS测量定位技术
一、载波相位测量原理
如右图,ti 时刻载波相位测量的量测 值为
ni F r () Inti () F ir ()
上式表明,载波相位测量的实际观 测值 由两部分组成:其一是差频信 号的整周数变化部分 Int,() 其二是差频 信号的不足一整周部分 。Fr其() 中在初 Int() 始观测时为零,而后由多普勒计数 器 从 时 刻t0 连 续 计 数 累 积 得 出 。 而 则是Fr(根) 据 时的基ti 准信号相位和接收 i(R) 的载波信号相位 直接量测i(S。)
dX
Y
0
dY
Z
0
dZ
0
X0 0
x
dX
Y0 0
y
dY
Z0 0
z
dZ
(4-23) (4-24)
GPS测量定位技术
二、载波相位测量观测方程
将上式代入式(4-20),可以得到线性化的载波相位测量
基本观测方程:
f c
x X 0 dX 0
f c
y Y0 dY 0
f c
z
Z0 0
GPS测量定位技术
三、载波相位测量差分法
在载波相位测量基本方程中,包含着两类不同的未知数:一 类是必要参数,如测站的坐标;另一类是多余参数,如卫星钟 和接收机的钟差、电离层和对流层延迟等。并且多余参数在观 测期间随时间变化,给平差计算带来麻烦。
解决这个问题有两种办法:一种是找出多余参数与时空关系 的数学模型,给载波相位测量方程一个约束条件,使多余参数 大幅度减少;另一种更有效、精度更高的办法是,按一定规律 对载波相位测量值进行线性组合,通过求差达到消除多余参数 的目的。
例如,对某一观测瞬间n颗卫星进行了载波相位测量,就可以 列出n个观测方程,方程中都含有相同的接收机钟差未知数。若 选择一颗卫星作为基准,将其余n-1颗卫星的观测方程与基准 卫星对应的观测方程相减,就可以在n-1个方程中消去钟差未 知数 。vtb它可以大大减少计算工作量。目前GPS接收机的软件, 基本上都采用了这种差分法的模型。

GPS计算题(一)

GPS计算题(一)

看懂概念、记住要点、学会做题第六讲距离测量原理1、GPS伪距观测方程通过伪码测距或载波相位测距所确定的站星距离都不可避免地含有卫星钟与接收机钟非同步误差的影响,含钟差影响的距离通常称为伪距。

➢C/A码的频率f0 = 1.023MHz,伪码宽度T Rc=1/1.023MHz,伪码测距的精度为一个伪码宽度所对应的距离(由伪码相关性决定的),有C/A码测距精度=c* T Rc =3×108/1.023×106= 2. 93mP码的频率为10f0 = 10.23MHz,测距精度为0.293m➢而载波的频率远大于C/A码的频率,载波相位测距的精度为一个波长,有L1–频率:154⨯f0 = 1575.43MHz,波长:19.03cmL2–频率:120⨯f0 = 1227.60MHz,波长:24.42cm➢载波相位观测是目前最精确的观测方法。

2、载波相位测量原理测量接收机接收到的具有多普勒频移的载波信号,与接收机产生的参考载波信号之间的相位差。

ϕSϕRρ=λ(ϕ-ϕS R )ϕSϕRΦ()t R Φ(t S 接收机根据自身的钟在时刻复制信号的相位t R 接收机根据自身的钟在时刻所接收到卫星在时刻所发送信号的相位t R t Sρ=λ(Φ()-)t R Φ()t S(理想情况) (实际情况)载波相位测量的观测方程有三种类型的线性组合:➢ 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 ➢ 不同类型的双频观测值的线性组合(1)同类型同频率观测值的线性组合-差分观测值trop ion V V t C λN φ-+∆⋅=⋅+)(tropion s R V V T t C -+-⋅=)(tropion tS tR V V V C V C λN R λφ-+⋅-⋅+⋅-=⋅tropion tS tR S S S V V V C V C λN Z Z Y Y X X -+⋅-⋅+⋅--+-+-=222)()()(①站间差分:同步观测值在接收机间求差在A、B两站同步观测相同的GPS卫星,由A点所测相位与由B点所测相位相减,卫星钟差抵消。

载波相位定位原理

载波相位定位原理

载波相位定位原理概述载波相位定位是一种常用的无线定位技术,利用接收端接收到的信号的相位差来确定自身的位置。

相比于其他定位技术,如GPS、基站定位等,载波相位定位具有高精度、高可靠性和高抗干扰性的优点,因此在许多领域得到广泛应用。

原理载波相位定位的原理基于以下两个基本假设:1. 发射端和接收端之间的距离可以通过接收到的信号的传输时间来测量。

2. 信号传输的速度是恒定的。

根据这两个基本假设,可以得到一个简单的公式:距离 = 速度× 时间在无线通信中,信号的传输速度就是信号的频率。

假设信号的频率为f,传输时间为t,那么距离d可以表示为:d = f × t但是,在实际应用中,由于各种各样的因素,如信号的传输路径、传输介质等,信号的传输速度可能会发生变化。

因此,为了提高定位的精度和可靠性,需要对信号的传输速度进行修正。

在载波相位定位中,通过测量接收到的信号的相位差来确定距离。

相位差是指两个波形在时间上的偏移量。

假设接收到的信号的频率为f,相位差为Δφ,传输时间为t,那么距离d可以表示为:d = (f × Δφ) × t在实际应用中,可以利用两个接收端同时接收到的信号的相位差来确定自身的位置。

假设接收端A和接收端B分别接收到了信号的相位差Δφ1和Δφ2,传输时间为t,那么距离d可以表示为:d = [(f × Δφ1) - (f × Δφ2)] × t通过测量多个接收端接收到的信号的相位差,可以得到多个距离值,进而确定自身的位置。

应用载波相位定位广泛应用于室内定位、车辆定位、无人机定位等领域。

在室内定位中,可以利用已知位置的多个接收端接收到的信号的相位差来确定未知位置的设备的位置。

在车辆定位中,可以利用车载设备接收到的信号的相位差来确定车辆的位置。

在无人机定位中,可以利用地面接收站和无人机上的接收器接收到的信号的相位差来确定无人机的位置。

优势与挑战载波相位定位具有高精度、高可靠性和高抗干扰性的优点。

GPS名词解释简答答案

GPS名词解释简答答案

一、名词解释1、岁差:地球在绕太阳运行时,地球自转轴的方向在天球上缓慢移动,春分点在黄道上随之慢慢移动章动:在岁差的基础上还存在各种大小和周期各不相同的微小的周期性变化2、WGS-84坐标系:美国国防部1984年世界大地坐标系,属于协议地球坐标系3、卫星星历:描述有关卫星轨道的信息4、自相关系数:R(t)=(Au-Bu)/(Au+Bu)Au为相同码元数Bu为相异码元数5、重建载波:在进行载波相位测量前,首先要进行解调工作,设法将调制在载波上的测距码和导航电文去掉,重新恢复载波,这一工作叫重建载波6、相对定位:确定同步跟踪相同的GPS卫星信号的若干台接收机之间的相对位置(坐标差)的定位方法7、伪距:ρ=τ*c 距离ρ并不等于卫星至地面测站的真正距离,叫伪距8、整周跳变:如果由于某种原因使计数器无法连续计数,那么信号被重新跟踪后,整周计数器中将丢失某一量而变得不正确。

而不足一整周的部分Fr(φ)由于是一个瞬时量测值,因而仍是正确的,这种现象叫整周跳变9、整周未知数:载波相位测量时,载波相位与基准相位之间相位差的首观测值所对应的整周未知数10、PDOP值:空间位置精度因子11、相对论效应:是由于卫星钟和接收机钟所处的状态(速度和重力位)不同而引起卫星钟和接收机钟产生相对钟误差的现象12、数学同步误差:加上改正数后的卫星钟读数和GPS标准时间之差称为数学同步误差13、平均相位中心:天线瞬时相位中心的平均值14、独立基线:两台接收机得到的多余观测边以外的必要基线15、异步环闭合差:不是完全由同步观测基线所组成的闭合环称为异步环,异步环的闭合差16、基线解算:利用多个测站的GPS同步观测数据,获得这些测站之间坐标差的过程17、网平差:将基线结果再当成数据18、约束平差:平差时所采用的观测值完全是GPS观测值(即GPS基线向量),而且,在平差时引入了使得GPS网产生由非观测量所引起的变形的外部起算数据。

19、Ratio值:反映了所确定出的整周未知数参数的可靠性,这一指标取决于多种因素,既与观测值的质量有关,也与观测条件的好坏有关。

GPS卫星定位原理

GPS卫星定位原理

被动式测距(单程测距)
发射站在规定时刻内准确发出信号,用 户根据自己的时钟记录信号到达时间,
根据时差Δt 求解距离ρ。
被动式测距的优点 用户无需发射信号,便于隐蔽自己;
所需装置也较简单,仅接收设备即可。
被动式测距的缺点 接收机钟和各卫星钟不能与GPS时间 系统保持绝对同步,由此所引起的 钟差对测距带来了影响。
静态定位与动态定位的不同点 静态定位 可靠性强,定位精度 高,在大地测量、工 程测量中得到了广泛 的应用,是精密定位 中的基本模式。 动态定位
可测定一个动点 的实时位置、运 动载体的状态参 数。如速度、时 间和方位等。
二、单点定位与相对定位
1. 单点定位(绝对定位) 独立确定待定点在坐标系中的绝对位置 的方法称为单点定位或绝对定位。由于目前 GPS系统采用WGS-84系统,因而单点定位 的结果也属于该坐标系统。 单点定位的优点: ① 只需用一台接收机即可独立定位;
在差分定位中所采用的数学模型仍然是单点 定位的数学模型。但必须使用多台接收机、必须 在基准点和流动站之间进行同步观测并利用误差 的相关性来提高定位精度等方面又具有相对定位 的某些特性,所以是一种介于单点定位和相对定 位之间的定位模式(或者说同时具有上述两种定 位模式的某些特性)。在划分时由于强调的标准 不同(有的强调数学模型,有的强调作业方式和 误差消除削弱的原理),可以得出不同的结论。
一、静态定位与动态定位
1. 静态定位 GPS接收机在进行定位时,待定点的位置相对其 周围的点位没有发生变化,其天线位置处于固定不 动的静止状态。 所谓固定点,就是说如果待定点相对于周围的固定 点没有可觉察到的运动,或者虽有可觉察到的运动, 但由于这种运动是如此缓慢以致在一次观测期间 (一般为数小时至若干天)无法被觉察到,而只有 在两次观测之间(一般为几个月至几年)这些运动 才能被反映出来,因而每次进行GPS观测资料的处 理时,待定点在地固坐标系中的位置都可以认为是 固定不动的。 静态定位的典型例子:测定板块运动以及监测地壳 形变。

GPS载波相位测量

GPS载波相位测量

GPS载波相位测量【摘要】利用GPS进行导航和测量定位,都必须要利用GPS接收机接收GPS信号。

对载波(L1或L2载波)相位进行量测,获得载波相位观测值。

利用这些观测值的不同组合(求差)进行相对定位,可以有效地消除或减弱相关误差的影响,从而提高精度。

利用载波相位测量的二次差分观测值解算基线向量的方法及数学模型已成为大多数GPS基线处理软件包中必选的模型。

【关键词】载波相位;重建载波;差分观测值;平差模型;精度评定0.引言载波相位测量是测量接收机接收到的具有多普勒频移的载波信号,与接收机产生的参考载波信号之间的相位差,通过相位差来求解接收机位置。

由于载波的波长远小于码长,C/A码码元宽度293m,P 码码元宽度29.3m,而L1载波波长为19.03cm,L2载波波长为24.42cm,在分辨率相同的情况下,L1载波的观测误差约为2.0mm,L2载波的观测误差约为2.5mm。

而C/A码观测精度为2.9m,P码为0.29m。

载波相位观测是目前最精确的观测方法。

1.载波相位测量原理GPS卫星信号接收机接收到的来自GPS卫星的载波信号是一个调制信号,因为GPS卫星在发射载波信号时己经将测距码信号和数据码(导航电文)信号调制到了载波信号上这一过程通常称为信号的调制。

因而接收到的载波的相位己不再连续,所以在进行载波相位测量以前,首先要进行解调工作,即利用一定的方法将调制在载波上的测距码和卫星电文去掉,重新获取载波,这一工作称为重建载波。

重建载波一般可采用两种方法,一种是码相关法,另外一种是平方法。

采用前者,用户可同时提取测距信号和卫星电文,但用户必须知道测距码的结构;采用后者,用户无需掌握测距码的结构,但只能获取载波信号而无法获得测距码和卫星电文。

GPS载波动态相对定位目前的实现方法有两种,第一种方法:参考站向移动站发送原始观测数据,在移动站上进行卫星之间和测站之间的双差处理,求解移动站的三维位置信息,这种方法对差分系统数据链要求很高,移动站上计算量很大。

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