模塊八-課時2 GNSS定位原理

GNSS定位原理已知點1已知點2未知點前方交會已知點1已知點2未知點后方交會已知點1已知點2未知點β1β2方向交會已知點1已知點2未知點ρ1ρ2距離交會GNSS定位原理GNSS定位的基本原理：距離測量后方交會能否將地面測距推廣到空中測距？能否將二維定位推廣到三維定位？平面距離后方交會GNSS定位原理幾何原理以三個衛(wèi)星為圓心，以各自星地距離為半徑，可作三個球，三個球交于兩點，用戶必然處于兩個點的其中一個點上。任務1GNSS定位原理與方法GNSS單點定位基本原理用戶用GNSS接收機在某時刻同時接收三顆以上的衛(wèi)星信號，測出測站點與衛(wèi)星之間的距離并解算出該時刻衛(wèi)星的空間坐標，由此通過距離交會的方法解算出測站點位的坐標。任務1GNSS定位原理與方法數(shù)學原理一、測碼偽距測量雙程測距用于電磁波測距儀單程測距 用于GNSS關(guān)鍵：信號傳播時間一、測碼偽距測量信號（測距碼）傳播時間的測定一、測碼偽距測量偽距存在衛(wèi)星鐘、接收機鐘的誤差，以及無線電信號經(jīng)過電離層和對流層延遲過程后實際測量出的距離。

SGPS

一、測碼偽距測量對流層折射延遲改正電離層折射延遲改正接收機鐘的改正數(shù)衛(wèi)星鐘的改正數(shù)信號離開衛(wèi)星的時刻（衛(wèi)星鐘）信號到達接收機的時刻（接收機鐘）測距碼測距的觀測方程四、周跳的探測與修復偽距

：由于受鐘差、延遲影響測量的實際距離

SGPS

（1）測距偽距測量無模糊度優(yōu)點缺點精度低測定信號（測距碼）傳播時間。關(guān)鍵點二、載波相位測量載波相位測量設：t時刻

S-----信號在衛(wèi)星處相位

R-----信號在接收機處相位

=(

S-

R)理想情況電磁波傳播原理距離=載波波長×相應的載波相位差二、載波相位測量載波相位測量=lxNl為L1載波波長。l=19cmSR

二、載波相位測量載波相位測量1）t0首次觀測設：

0(R)----t0時刻R產(chǎn)生基準信號相位

0(S)----t0

時刻R接收載波信號相位

△

0

=S-

R=

0(S)-

0(R)=N0+Fr0

即：△

0：載波相位整周數(shù)（N0）+不足整周數(shù)尾數(shù)（Fr0）載波相位觀測值二、載波相位測量載波相位測量2）ti次觀測設：R連續(xù)跟蹤接收

S-

R=

i(S)-

i(R)=N0+Inti()+Fri即：△

t

：載波相位初始整周數(shù)（N0）+計數(shù)整周數(shù)（Inti()）+計數(shù)不足整周數(shù)尾數(shù)（Fri）。載波相位觀測值二、載波相位測量接收機只能測量載波相位的不足整數(shù)部分以及在一段時間內(nèi)變化部分。因此在每一個相位觀測值中，存在著一個常量未知數(shù)，被稱為整周模糊度。只要接收機能保持對衛(wèi)星連續(xù)跟蹤不失鎖，對同一衛(wèi)星信號的載波相位觀測值是連續(xù)的，且均包含同一個整周模糊度。載波相位測量的特點二、載波相位測量在載波相位測量值被轉(zhuǎn)換成衛(wèi)星和接收機之間精密的幾何距離之前，整周模糊度必須被確定。一旦所有的模糊度正確解算出來，利用四顆衛(wèi)星將很容易的獲得厘米級精度的定位。如果衛(wèi)星失鎖或其他原因造成計數(shù)器中止正常的累積，則整周計數(shù)則發(fā)生整周跳變，則需要進行周跳的修復工作，如無法修復失鎖前后的載波相位，則需要重新設置整周未知數(shù)。載波相位測量的特點四、周跳的探測與修復

載波相位觀測量是GNSS接收機接收到的具有多普勒頻移的載波信號，與接收機產(chǎn)生的參考載