GPS卫星定位基本原理 |
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GPS定位基本原理 GPS测量定位方法分类 定位模式: 绝对定位(单点定位) 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 伪距定位的基本原理一个站星距离 测站位于以卫星为球心,站星距离为半径的球面上 两个站星距离 构成两个球面 两个球面相交为圆 测站位于圆圈上 三个站星距离 构成三个球面 三个球面两两相交 测站位于其中任意一点 三个站星距离+地球表面=一点 伪距测量**伪距概念:**就是由卫星发射的测距码信号到达GPS接收机的传播时间 码相关伪距测量原理: 1.卫星依据自己时钟(钟脉冲)发出某一结构的测距码,经过Δt时的传播到达GPS接收机。 2.接收机在自己钟脉冲驱动下,产生一组结构完全形图的复制码。 3.通过时延器使之延迟时间τ,对两码进行相关比较。 4.直至两码完全对齐,相关系数R(t)=max=1,则该事件延迟τ即为传播时间Δt(τ=Δt) 5.距离ρ=c•Δt=c•τ。 为什么采用码相关技术来确定伪距? GNSS卫星发出的测距码是按照某一规律排列的,在一周期内每个码对应某一特定的时间。应该说识别每个码的形状特征,即用每个码的某一标志即可推出时延值Δt进行伪距测量。 GPS伪随机码的特性 伪距定位数学模型(四颗星) 伪距定位观测方程(另一种推导方式) 伪距测量的特点 优点:无模糊度 缺点:精度低 载波相位测量为什么采用载波相位测量? 1.测距码测距精度对于一些高精度的应用无法满足。 2.载波的波长短,所以就可达到很高的精度。 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。 载波相位测量的关键技术—重建载波 重建载波:将非连续的载波信号恢复成连续的载波信号。 码相关法: 方法: 将所接收的调制信号(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) 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: |
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