卫星载波相位定位原理.pptx

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1、主要内容主要内容（一）概 述（二）载波相位观测量的测量（三）载波相位定位原理（四）载波相位定位和伪距定位的比较第1页/共27页一一 概概 述述1.1 载波的定义1.2 进行载波相位测量的原因1.3 重建载波 第2页/共27页载波 -可运载调制信号的高频振荡波。1.1 载波的定义载波的定义卫星钟 载波 载波GPS:1）采用两种频率的载波较完善地消除电离层延迟2）GPS载波的功能传送测距码和导航电文用作测距信号第3页/共27页测距码:C/A码 P码【低精度导航应用】载波相位:L1载波()L2载波()【高精度定位应用高精度定位应用】1.2 进行载波相位测量的原因进行载波相位测量的原因第4页/共27页

2、 1.3 重建载波重建载波(I)接收到的卫星信号调制波、相位不连续解调去掉测距码和导航电文重建的载波信号码相关法平方法互相关技术Z跟踪技术第5页/共27页码相关法1.3 重建载波重建载波(II)接收机产生的复制码对接收到的卫星信号再进行一次二进制相位调制，可以将测距码去掉，仅留下载波和导航电文；由于载波和导航电文的频率相差悬殊，可容易地用滤波器将二者分离。方法：方法：特点：特点：优点 可同时获得伪距观测值（C/A）、导航电文和全波长的载波；用复制码（强）去乘卫星信号（弱），得到结果的信噪比较好。缺点 需要知道测距码的结构。第6页/共27页平方法1.3 重建载波重建载波(III)方法：方法：特点

3、：特点：优点 不需要知道测距码的结构。缺点 平方过程中同时去掉了测距码和导航电文；恢复的是半波长载波，其整周模糊度更难确定；卫星信号（弱）自乘，得到结果的信噪比较差。卫星信号自乘第7页/共27页互相关法1.3 重建载波重建载波(IV)方法：方法：特点：特点：优点 无需了解Y码的结构，可同时获得双频伪距观测值（C/A、P2)、导航电文和全波长的L1和L2载波；缺点 卫星信号Y1（弱）与卫星信号Y2（弱）自乘，得到结果的信噪比较差。对C/A码仍采用码相关法恢复全波长的L1载波；利用载波频率不同造成的电离层延迟不同，通过相关性分析得到L1和L2两信号的伪距差及载波相位差；Rogue SNR-x,AO

4、A ICS-4000Z,Trimble 4000,Trimble4700第8页/共27页Z跟踪技术1.3 重建载波重建载波(V)方法：方法：特点：特点：优点 可同时获得双频伪距观测值（C/A、P1、P2)、导航电文和全波长的L1和L2载波；用复制码（强）去乘卫星信号（弱），得到结果的信噪比较好。将P(Y)码重新分解为P码和W码；接收机产生复制码，利用码相关法去掉P码，可获得全波长的L1和L2载波；Ashtech Z-12,AOA Benchmark,Leica SR399 Geodetic第9页/共27页关注接收机技术的发展关注接收机技术的发展Trimble 5700,Leica CRS100

5、0,Leica SR9600第10页/共27页二二 载波相位观测量的测量载波相位观测量的测量2.1 载波相位测量原理2.2 载波相位实际观测值 第11页/共27页2.1 载波相位测量原理载波相位测量原理-接收机振荡器产生的基准信号相位-接收机接收到的卫星信号相位卫星钟接收机钟相位差第12页/共27页2.2 载波相位实际观测值载波相位实际观测值时刻鉴相器整周模糊度时刻1t鉴相器多普勒计数器整周模糊度 时刻实际观测值第13页/共27页整周模糊度 N N相位式测距仪N值的处理变换频率多级频率单一频率只能测得不足整周部分而无法得到N参数估计GPS载波相位N值第14页/共27页第15页/共27页三三 载

6、波相位定位原理载波相位定位原理3.1 载波相位观测方程3.2 载波相位单点定位 第16页/共27页3.1 载波相位观测方程载波相位观测方程(I)真空中且不考虑各项误差考虑所有误差未知参数：接收机位置 -接收机钟差 -整周模糊度 -第17页/共27页3.1 载波相位观测方程载波相位观测方程(II)非线性 可以将 在测站近似坐标 处泰勒级数展开至一阶项：线性化第18页/共27页3.1 伪距观测方程线性化伪距观测方程线性化(III)第19页/共27页3.2 载波相位单点定位载波相位单点定位(I)载波相位测量的观测精度为mm级，此时要获得高精度的定位结果需对各项误差源进行精确改正。电离层误差无电离层组

7、合观测值对流层误差模型改正+参数估计其余误差模型改正轨道误差和卫星钟差IGS精密星历和钟差第20页/共27页3.2 载波相位单点定位载波相位单点定位(II)最小二乘精密单点定位精密单点定位 Precise Point Positioning PPP第21页/共27页四四 载波相位定位与伪距定位的比较载波相位定位与伪距定位的比较比较项比较项伪距定位伪距定位载波相位定位载波相位定位观测值精度观测值精度dm mmm卫星位置卫星位置广播星历广播星历精密星历精密星历卫星钟差卫星钟差广播星历广播星历精密钟差精密钟差电离层改正电离层改正模型改正、无电离组合模型改正、无电离组合无电离组合无电离组合对流层改正对

8、流层改正模型改正模型改正模型改正模型改正+参数估计参数估计相对论效应相对论效应模型改正模型改正模型改正模型改正潮汐改正潮汐改正不考虑不考虑模型改正模型改正天线相位缠绕天线相位缠绕不考虑不考虑模型改正模型改正待求参数待求参数定位精度定位精度数数m m 数十数十m mcm cm dm dm第22页/共27页静态PPP 第23页/共27页动态PPP第24页/共27页Precise Point Positioning PPPReal-time Kinematic RTKV.S.实时精密轨道和卫星钟差收敛时间（e.g.非差模糊度）精度和可靠性第25页/共27页 谢谢！Thanks for your attention第26页/共27页感谢您的观看！第27页/共27页