衛(wèi)星載波相位定位原理

衛(wèi)星載波相位定位原理主要內(nèi)容（一）概述（二）載波相位觀測量的測量（三）載波相位定位原理（四）載波相位定位和偽距定位的比較一概述1.1載波的定義1.2進行載波相位測量的原因1.3重建載波

載波

--可運載調(diào)制信號的高頻振蕩波。1.1

載波的定義衛(wèi)星鐘載波載波GPS:1）采用兩種頻率的載波較完善地消除電離層延遲2）GPS載波的功能傳送測距碼和導(dǎo)航電文用作測距信號測距碼:C/A碼P碼【低精度導(dǎo)航應(yīng)用】載波相位:L1載波()L2載波()【高精度定位應(yīng)用】

1.2

進行載波相位測量的原因

1.3

重建載波(I)接收到的衛(wèi)星信號調(diào)制波、相位不連續(xù)解調(diào)去掉測距碼和導(dǎo)航電文重建的載波信號碼相關(guān)法平方法互相關(guān)技術(shù)Z跟蹤技術(shù)碼相關(guān)法1.3

重建載波(II)接收機產(chǎn)生的復(fù)制碼對接收到的衛(wèi)星信號再進行一次二進制相位調(diào)制，可以將測距碼去掉，僅留下載波和導(dǎo)航電文；由于載波和導(dǎo)航電文的頻率相差懸殊，可容易地用濾波器將二者分離。方法：特點：優(yōu)點

可同時獲得偽距觀測值（C/A）、導(dǎo)航電文和全波長的載波；用復(fù)制碼（強）去乘衛(wèi)星信號（弱），得到結(jié)果的信噪比較好。缺點

需要知道測距碼的結(jié)構(gòu)。平方法1.3

重建載波(III)方法：特點：優(yōu)點

不需要知道測距碼的結(jié)構(gòu)。缺點平方過程中同時去掉了測距碼和導(dǎo)航電文；恢復(fù)的是半波長載波，其整周模糊度更難確定；衛(wèi)星信號（弱）自乘，得到結(jié)果的信噪比較差。衛(wèi)星信號自乘互相關(guān)法1.3

重建載波(IV)方法：特點：優(yōu)點

無需了解Y碼的結(jié)構(gòu)，可同時獲得雙頻偽距觀測值（C/A、P'2)、導(dǎo)航電文和全波長的L1和L2載波；缺點衛(wèi)星信號Y1（弱）與衛(wèi)星信號Y2（弱）自乘，得到結(jié)果的信噪比較差。

對C/A碼仍采用碼相關(guān)法恢復(fù)全波長的L1載波；利用載波頻率不同造成的電離層延遲不同，通過相關(guān)性分析得到L1和L2兩信號的偽距差及載波相位差；RogueSNR-x,AOAICS-4000Z,Trimble4000,Trimble4700Z跟蹤技術(shù)1.3

重建載波(V)方法：特點：優(yōu)點可同時獲得雙頻偽距觀測值（C/A、P1、P2)

、導(dǎo)航電文和全波長的L1和L2載波；用復(fù)制碼（強）去乘衛(wèi)星信號（弱），得到結(jié)果的信噪比較好。

將P(Y)碼重新分解為P碼和W碼；接收機產(chǎn)生復(fù)制碼，利用碼相關(guān)法去掉P碼，可獲得全波長的L1和L2載波；AshtechZ-12,AOABenchmark,LeicaSR399Geodetic二載波相位觀測量的測量2.1載波相位測量原理2.2載波相位實際觀測值

2.1載波相位測量原理--接收機振蕩器產(chǎn)生的基準(zhǔn)信號相位--接收機接收到的衛(wèi)星信號相位衛(wèi)星鐘接收機鐘相位差2.2載波相位實際觀測值時刻鑒相器整周模糊度時刻1t鑒相器多普勒計數(shù)器整周模糊度時刻實際觀測值整周模糊度N變換頻率多級頻率單一頻率只能測得不足整周部分而無法得到N參數(shù)估計GPS載波相位N值三載波相位定位原理3.1載波相位觀測方程3.2載波相位單點定位

3.1

載波相位觀測方程(I)真空中且不考慮各項誤差考慮所有誤差未知參數(shù)：接收機位置--接收機鐘差--整周模糊度--3.1載波相位觀測方程(II)非線性可以將在測站近似坐標(biāo)處泰勒級數(shù)展開至一階項：

線性化3.1偽距觀測方程線性化(III)3.2載波相位單點定位(I)載波相位測量的觀測精度為mm級，此時要獲得高精度的定位結(jié)果需對各項誤差源進行精確改正。電離層誤差無電離層組合觀測值對流層誤差模型改正+參數(shù)估計其余誤差模型改正軌道誤差和衛(wèi)星鐘差I(lǐng)GS精密星歷和鐘差3.2載波相位單點定位(II)最小二乘四載波相位定位與偽距定位的比較

比較項偽距定位載波相位定位觀測值精度dm~mmm衛(wèi)星位置廣播星歷精密星歷衛(wèi)星鐘差廣播星歷精密鐘差電離層改正模型改正、無電離