周跳和整周模糊度

1、GPS測量原理及應(yīng)用課程內(nèi)容 第一部分：緒論 第二部分：周跳 第三部分：整周模糊度GPS測量原理及應(yīng)用第一部分緒論GPS測量原理及應(yīng)用載波相位測量原理GPS測量原理及應(yīng)用載波相位觀測量 GPS接收機(jī)所接收的衛(wèi)星載波信號與接收機(jī)產(chǎn)生的參考載波信號的相位差。SR( )tR ( )tS接 收 機(jī) 根 據(jù) 自 身的 鐘 在時(shí) 刻 復(fù)制 信 號 的 相 位tR接 收 機(jī) 根 據(jù) 自 身的 鐘 在時(shí) 刻 所接 收 到 衛(wèi) 星 在時(shí) 刻 所 發(fā) 送 信 號的 相 位tRtS tR tSGPS測量原理及應(yīng)用載波相位觀測值與站星幾何距離的基本關(guān)系1)(00NIntGPS測量原理及應(yīng)用整周模糊度整周數(shù)變化量不足一

2、整周部分載波波長站星幾何距離載波相位測量的觀測方程GPS測量原理及應(yīng)用jkbajkNcfcftftfcf21第二部分周跳GPS測量原理及應(yīng)用周跳是什么？載波相位觀測中整周計(jì)數(shù)發(fā)生錯(cuò)誤。周跳的大小為載波波長的整數(shù)倍。GPS測量原理及應(yīng)用周跳周跳T 周跳的來源、影響u周跳的來源 1、障礙物的遮擋造成信號中斷； 2、衛(wèi)星信號的信噪比過低； 3、接收機(jī)或衛(wèi)星發(fā)生故障。u周跳的影響 在從發(fā)生周跳的歷元開始的后續(xù)所有載波相位觀測值 中引入一個(gè)相同大小的整周數(shù)偏差。 GPS測量原理及應(yīng)用周跳的探測與修復(fù) 探測出在何時(shí)發(fā)生了周跳并求出丟失的整周數(shù)，對中斷后的整周計(jì)數(shù)進(jìn)行修正，并恢復(fù)為正確的計(jì)數(shù)，使這部分觀測值

3、仍可用。GPS測量原理及應(yīng)用周跳周跳T 周跳探測與修復(fù)的方法 屏幕掃描法 高次差法 多項(xiàng)式擬合法 衛(wèi)星間求差法 雙頻觀測值法電離層殘差法GPS測量原理及應(yīng)用屏幕掃描法方法人工在屏幕上觀察觀測值曲線的變化是否連續(xù)。特點(diǎn)費(fèi)時(shí)、只能發(fā)現(xiàn)大周跳。GPS測量原理及應(yīng)用高次差法 高次差法的原理 由于衛(wèi)星和接收機(jī)間的距離在不斷變化，因而載波相位測量的觀測值N0+Int() + ()也隨時(shí)間在不斷變化。 但這種變化應(yīng)是有規(guī)律的，平滑的。周跳將破壞這種規(guī)律性。 對于GPS衛(wèi)星而言，當(dāng)求至四次差時(shí)，其值已趨向于零。殘留的四次差主要是由接收機(jī)的鐘誤差等因素引起的。GPS測量原理及應(yīng)用高次差法GPS測量原理及應(yīng)用高次

4、差法GPS測量原理及應(yīng)用高次差法的問題接收機(jī)鐘差對此方法有效性的影響。周為載波相位觀測值的影響則接收機(jī)鐘對相鄰歷元）（對于秒，接收機(jī)采樣間隔為設(shè)接收機(jī)鐘的穩(wěn)定度為)(36. 21057542. 11510,1057542. 1115109109110HzfLLGPS測量原理及應(yīng)用此法難以探測出只有幾周的小周跳多項(xiàng)式擬合法u為了便于用計(jì)算機(jī)計(jì)算，常采用多項(xiàng)式擬合的方法。即根據(jù)n個(gè)相位測量觀測值擬合一個(gè)n階多項(xiàng)式，據(jù)此多項(xiàng)式來預(yù)估下一個(gè)觀測值并與實(shí)測值比較，從而來發(fā)現(xiàn)周跳并修正整周計(jì)數(shù)。u這種方法實(shí)質(zhì)上和上面介紹的高次差法是相像的，但便于計(jì)算。GPS測量原理及應(yīng)用衛(wèi)星間求差法 根據(jù)每顆衛(wèi)星的載波相

5、位觀測值所受到根據(jù)每顆衛(wèi)星的載波相位觀測值所受到的接收機(jī)振蕩引起的隨機(jī)誤差影響是相同的接收機(jī)振蕩引起的隨機(jī)誤差影響是相同的。衛(wèi)星間求差法在高次差的基礎(chǔ)上，對的。衛(wèi)星間求差法在高次差的基礎(chǔ)上，對不同衛(wèi)星間的高次差值求差，從而消除隨不同衛(wèi)星間的高次差值求差，從而消除隨機(jī)誤差影響。機(jī)誤差影響。GPS測量原理及應(yīng)用雙頻觀測值法電離層殘差法222222222111111111NcfcftftfcfNcfcftftfcffbafbaGPS測量原理及應(yīng)用GPS的兩個(gè)載波相位觀測值可以寫為：采用雙頻載波相位觀測值的組合122122112211/ fcfAcfANffNff如果沒有周跳，組合觀測值的瞬時(shí)變化量很

6、小。如果沒有周跳，組合觀測值的瞬時(shí)變化量很小。雙頻觀測值法電離層殘差法 有效性 探測能力受碼偽距精度的影響 不受接收機(jī)鐘以及接收機(jī)與衛(wèi)星間幾何關(guān)系的影響 不受電離層折射影響 無法區(qū)分發(fā)生周跳的載波頻率 適用性 需要雙頻/雙碼觀測值 適用于任何運(yùn)動狀態(tài) 復(fù)雜度 簡單 依賴性 可用于單歷元的周跳探測GPS測量原理及應(yīng)用第三部分整周模糊度GPS測量原理及應(yīng)用整周未知數(shù)整周模糊度GPS測量原理及應(yīng)用N0Fr0N0Int( )iFrit0ti整周模糊度的解算方法偽距法參數(shù)法三差法GPS測量原理及應(yīng)用偽距法21batctcGPS測量原理及應(yīng)用偽距觀測方程載波相位觀測方程21cfcftftfcfNba參數(shù)法

7、 整數(shù)解短基線測量n 求初始解：確定基線向量的實(shí)數(shù)解和整周未知數(shù)的實(shí)數(shù)解n 將整周未知數(shù)固定為整數(shù)n 求固定解 實(shí)數(shù)解長基線測量n 基線較長，誤差相關(guān)性減弱，初始解的誤差隨之增大，從而使整周未知數(shù)很難固定，整數(shù)化的意義不大。GPS測量原理及應(yīng)用把整周未知數(shù)當(dāng)做平差計(jì)算中的待定參數(shù)，和坐標(biāo)未知數(shù)一起求解。三差法GPS測量原理及應(yīng)用單差（直接觀測值相減）接收機(jī)間求一次差衛(wèi)星間求一次差歷元間求一次差三差法GPS測量原理及應(yīng)用雙差（一次求差的基礎(chǔ)上繼續(xù)求差）接收機(jī)和衛(wèi)星間求二次差接收機(jī)和歷元間求二次差衛(wèi)星和歷元間求二次差三差法GPS測量原理及應(yīng)用在接收機(jī)，衛(wèi)星，歷元間求三次差 在接收機(jī)間求一次差：可消除衛(wèi)星鐘差，接收機(jī)鐘差參數(shù)減少，但不可以消除。衛(wèi)星星歷誤差，電流層誤差，對流層誤差減弱。 接收機(jī)和衛(wèi)星間求二次差：可消除衛(wèi)星鐘差和接收機(jī)鐘差，每個(gè)歷元中雙差觀測方程的個(gè)數(shù)比單差觀測方程少一個(gè)。 接收機(jī)，衛(wèi)星，歷元間求三次差：在二次差的基礎(chǔ)上