GPS卫星定位基本原理.ppt

概述
被动单程测距
GPS系统利用距离后方交会的原理进行定位。
五、GPS***基本原理
GPS***基本原理
GPS定位的各种常用的观测量
L1载波相位观测值
L2载波相位观测值
调制在L1上的C/A-code伪距
调制在L2上的P-code伪距
Dopple观测值
GPS***基本原理
GPS定位的各种常用的观测量（续）
测码伪距观测值
测相伪距观测值
C/A码，码元宽293m，
P码，码元宽29 . 3m，精度0. 29m
L1载波，波长19cm，精度0. 19cm
L2载波，波长24cm，精度0. 24cm
原始观测量
测相伪距观测值
优点：观测值精度高，用精密定位
存在问题
优点：观测值精度高，用精密定位
存在问题
整周不确定（模糊度解算）
整周跳变现象
GPS***基本原理
GPS定位方法分类
按参考点的不同位置划分为：
（1）绝对定位（单点定位）：
在地球协议坐标系中，确定观测站相对地球质心的位置。
（2）相对定位：
在地球协议坐标系中，确定观测站与地面某一参考点之间的相对位置。
GPS***基本原理
GPS定位方法分类
按用户接收机作业时所处的状态划分：
（1）静态定位：
在定位过程中，接收机位置静止不动，是固定的。静止状态只是相对的，在卫星大地测量中的静止状态通常是指待定点的位置相对其周围点位没有发生变化，或变化极其缓慢，以致在观测期内可以忽略。
（2）动态定位：
在定位过程中，接收机天线处于运动状态。
GPS***基本原理
绝对定位
静态定位
动态定位
相对定位
静态定位
动态定位
定位方式
GPS定位方法分类
GPS***基本原理
伪距测量
利用测距码进行测距的原理
基本思路:= ·c=t · c
伪距：由于星钟与机钟非同步使所测站星距离与站星的几何距离之间有差异，这种含有钟差影响的距离被称为“伪距”
伪距的测定方法
GPS***基本原理
自相关系数的测定方法由接收机锁相环路中的相关器和积分器来完成
о卫星
接收机
α(t-τ)
相关器
⊕
积分器
时钟
cp
码发生器
α(t+t)
码移位控制
α(t+t-τ′)
α(t)
R(τ′)
τ′
接收机时钟与卫星钟时钟的钟差
本地码移位（延迟）
GPS***基本原理
码相关(对齐)精度：码元宽度的1%，
GPS***基本原理
（测码）伪距测量的观测方程
Δt=a0+a1(t-t0e)+a2(t-t0e)2
卫星钟差
卫星钟速
卫星钟速变化率
卫星钟改正数
第I数据块中卫星钟改正参数
最后一个表达式：有4未知数，需要4个卫星
GPS***基本原理