卫星载波相位定位原理.ppt

卫星载波相位定位原理,授课教师：刘志强单 位：河海大学,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,一 概 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,载波-可运载调制信号的高频振荡波。,1.1 载波的定义,GPS:,2）GPS载波的功能,传送测距码和导航电文,用作测距信号,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】,1.2 进行载波相位测量的原因,1.3 重建载波(I),接收到的卫星信号,重建的载波信号,码相关法,平方法,互相关技术,Z跟踪技术,码相关法,1.3 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：,平方法,1.3 重建载波(III),方法：,卫星信号自乘,互相关法,1.3 重建载波(IV),方法：,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,AOA ICS-4000Z,Trimble 4000,Trimble4700,Z跟踪技术,1.3 重建载波(V),方法：,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,关注接收机技术的发展,Trimble 5700,Leica CRS1000,Leica SR9600,二 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,2.1 载波相位测量原理,相位差,2.2 载波相位实际观测值,时刻,鉴相器,整周模糊度,时刻实际观测值,整周模糊度 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,三 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,3.1 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-,3.1 载波相位观测方程(II),非线性,3.1 伪距观测方程线性化(III),3.2 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,3.2 载波相位单点定位(II),精密单点定位 Precise Point Positioning PPP,四 载波相位定位与伪距定位的比较,静态PPP,动态PPP,Precise Point Positioning PPP,Real-time Kinematic RTK,V.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,谢谢！Thanks for your attention,