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(wù)1GNSS定位原理與方法GNSS單點定位基本原理用戶用GNSS接收機(jī)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(biāo)，由此通過距離交會的方法解算出測站點位的坐標(biāo)。任務(wù)1GNSS定位原理與方法數(shù)學(xué)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(jī)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(jī)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(dá)接收機(jī)的時刻（接收機(jī)鐘）測距碼測距的觀測方程四、周跳的探測與修復(fù)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(shè)：t時刻

S-----信號在衛(wèi)星處相位

R-----信號在接收機(jī)處相位

=(

S-

R)理想情況電磁波傳播原理距離=載波波長×相應(yīng)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(shè)：

0(R)----t0時刻R產(chǎn)生基準(zhǔn)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(shè)：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(jī)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(jī)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(jī)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(jìn)行周跳的修復(fù)工作，如無法修復(fù)失鎖前后的載波相位，則需要重新設(shè)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(fù)

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