第三章 01GPS測量概述

1、 按照接收機(jī)運(yùn)動(dòng)狀態(tài)不同靜態(tài)定位動(dòng)態(tài)定位按照定位采用觀測量的不同偽距測量（測距碼：C/A、P）載波相位測量（載波：L1、L2）按照獲取定位結(jié)果時(shí)間的不同實(shí)時(shí)定位（實(shí)時(shí)解算接收機(jī)天線位置）非實(shí)時(shí)定位（后處理定位）由于衛(wèi)星與接收機(jī)之間的觀測距離并非站星之間的幾何距離，而是包含了電離層、對(duì)流層誤差以及站星鐘差的距離，因此也被稱為偽距衛(wèi)星信號(hào)于衛(wèi)星信號(hào)于 “T”時(shí)刻發(fā)射時(shí)刻發(fā)射GPS接收機(jī)于接收機(jī)于 “T + t”收到信號(hào)收到信號(hào)站星距離站星距離 = 信號(hào)傳播時(shí)間信號(hào)傳播時(shí)間 x 光速光速iiijjjtttttt）（）（GPSGPS實(shí)際鐘時(shí)刻理想鐘時(shí)刻鐘差（3.1）jijijijit-t)(t-tt-

2、tGPSGPS）（3.2）信號(hào)傳播時(shí)間）（jijijijit-tcc衛(wèi)星至接收機(jī)間幾何距離）（）（GPSGPSjijittc)()()(t-(t)tc)()(,jijijitttttjtropijionoi)()()(t-(t)tc)()()()(,ji222jitttZtZYtYXtXtjtropijionoiijijij)(jit)()()(tc-(t)tcZ)()(1Y)()(1X)()(1)()(,jii00i00i000jitttZtZtYtYtXtXtttjtropijionoiijjiijjiijjiji衛(wèi)星瞬時(shí)坐標(biāo)衛(wèi)星瞬時(shí)坐標(biāo)觀測站坐標(biāo)觀測站坐標(biāo)觀測站近似坐標(biāo)觀測站近似坐標(biāo)觀測

3、站坐標(biāo)改正數(shù)觀測站坐標(biāo)改正數(shù))()()(tc-(t)tcZYX)()()()()(,jiiii0jittttntmtlttjtropijionoijijijiji載波相位變化公式：)()(jjiijitt接收機(jī)于接收機(jī)于ti歷歷元所產(chǎn)生的元所產(chǎn)生的參考載波信參考載波信號(hào)的相位號(hào)的相位衛(wèi)星于衛(wèi)星于tj時(shí)時(shí)刻發(fā)射的載刻發(fā)射的載波信號(hào)相位波信號(hào)相位itjtitijttR(c )2 0 0 2 , 黃 勁 松電磁波傳播示意圖GPS載波相位測量的基本原理載波相位測量的基本原理SR SR)SR ()tR ()tS接 收 機(jī) 根 據(jù) 自 身的 鐘 在時(shí) 刻 復(fù)制 信 號(hào) 的 相 位tR接 收 機(jī) 根 據(jù) 自

4、 身的 鐘 在時(shí) 刻 所接 收 到 衛(wèi) 星 在時(shí) 刻 所 發(fā) 送 信 號(hào)的 相 位tRtS tR tS理想情況理想情況實(shí)際情況實(shí)際情況GPS接收機(jī)所接收到的衛(wèi)星信號(hào)中，已用相位調(diào)制技術(shù)在載波上調(diào)制了測距碼和衛(wèi)星導(dǎo)航電文，所以載波已不再連續(xù)。jijijiC/A：2.9mP：0.29mL1：2mmL2：2.5mm)()()(GPStGPStGPStjjiiiiti時(shí)刻接收機(jī)載波相位tj時(shí)刻衛(wèi)星發(fā)射的載波相位載波相位與載波頻率、傳播時(shí)間的關(guān)系：jiiifGPSt)(理想的衛(wèi)星信號(hào)傳播時(shí)間ji)(),(1GPStGPStcjijiji上式按泰勒級(jí)數(shù)展開后，忽略二次項(xiàng)，并考慮接收機(jī)鐘差的影響，可改寫為：

5、jiijiiiijiijijitctttctc)(1)()(1)(1)()(1)(1jiiiijiijijitttctcvst)()(1)()(1)(1-1)(1,ijtropiijionoiiiijiijiijijittctttctctc（3.17）GPS載波相位觀測方程載波相位觀測方程觀測值觀測值)()()()()()()()()()()()()()(000000000tNtttNtttNttNtttttttNtttjijijijijijijijijijijijijiji：通常表示為，時(shí)刻的相位差觀測量為被自動(dòng)計(jì)數(shù)任意歷元信號(hào)，整周數(shù)時(shí)刻以后連續(xù)跟蹤載波：時(shí)刻，載波相位差公式初始觀測歷元載波相位觀測值載波相位觀測值N0F r0N0Int()iF rit0ti周跳周跳 整周未知數(shù)整周未知數(shù) (整周模糊度整周模糊度)(0tNji)(0ttNji)(）（）（ttttfftjijiji帶入 （3.17）上式可進(jìn)一步表示為ji)()()()()(11)(1-1)()(,ttcfttftttcftctcftjtropijionoijijijijiji)()()(0tNttjijiji)()()()(t-(t)tc)()(,0jijitttNtttjtropijionoijiji采用與偽距測量方程相同的線性化方法：)()()()(tc-(t)tcZYX)()