41利用测距码测定卫地距课件

GPS原理及其应用

(八)GPS原理及其应用

(八)1第四章距离测量与GPS定位§4.1利用测距码测定卫地距第四章距离测量与GPS定位§4.1利用测距2§4.1利用测距码测定卫地距§4.1利用测距码测定卫地距3GPS定位的基本原理需解决的两个关键问题如何确定卫星的位置如何测量出站星距离？GPS定位的基本原理需解决的两个关键问题？4测距方法双程测距

用于电磁波测距仪单程测距

用于GPS距离测量与GPS定位>利用测距码测定卫地距>测距方法测距方法双程测距距离测量与GPS定位>利用测距码测定卫地5测距码C/A码（测距时有模糊度）P码距离测量与GPS定位>利用测距码测定卫地距>测距码测距码C/A码（测距时有模糊度）P码距离测量与GPS定位>6信号传播时间测距码测距原理①距离测定的基本思路信号（测距码）传播时间的测定信号传播时间的测定距离测量与GPS定位>利用测距码测定卫地距>测距码测距原理信号传播时间测距码测距原理①距离测定的基本思路信号传播时间的7测距码测距原理②利用测距码测距的必要条件必须了解测距码的结构利用测距码进行测距的优点采用的是CDMA（码分多址）技术易于捕获微弱的卫星信号可提高测距精度便于对系统进行控制和管理（如AS）每颗GPS卫星都采用特定的伪随机噪声码微弱信号的捕获距离测量与GPS定位>利用测距码测定卫地距>测距码测距原理测距码测距原理②利用测距码测距的必要条件每颗GPS卫星都采用8Z跟踪技术ASP码+W码Y码W码的码元宽度比Y码大几十倍Z跟踪技术原理将相关间隔（积分间隔）限定在一个W码码元内距离测量与GPS定位>利用测距码测定卫地距>Z跟踪技术Z跟踪技术AS距离测量与GPS定位>利用测距码测定卫地距9伪距测量的特点优点无模糊度缺点精度低距离测量与GPS定位>利用测距码测定卫地距>伪距测量的特点伪距测量的特点优点距离测量与GPS定位>利用测距码测定卫10GPS测量的基本观测方程距离测量与GPS定位>利用测距码测定卫地距>GPS测量的基本观测方程GPS测量的基本观测方程距离测量与GPS定位>利用测距码11对流层折射延迟改正电离层折射延迟改正接收机钟的改正数卫星钟的改正数信号离开卫星的时刻（由卫星钟测定）信号到达接收机的时刻（由接收机钟测定）测距码测距的观测方程距离测量与GPS定位>利用测距码测定卫地距>测距码测距的观测方程对流层折射延迟改正电离层折射延迟改正接收机钟的改正数卫星钟的12伪距测量的误差方程距离测量与GPS定位>利用测距码测定卫地距>测距码测距的误差方程伪距测量的误差方程距离测量与GPS定位>利用测距码测定卫13§4.2 载波相位测量§4.2 载波相位测量14载波相位测量距离测量与GPS定位>载波相位测量载波相位测量距离测量与GPS定位>载波相位测量15载波相位测量的关键技术－重建载波①重建载波将非连续的载波信号恢复成连续的载波信号。载波调制了电文之后变成了非连续的波伪距测量与载波相位测量距离测量与GPS定位>载波相位测量>载波相位测量的关键技术－重建载波载波相位测量的关键技术－重建载波①重建载波载波调制了电文之后16载波相位测量的关键技术－重建载波②码相关法方法将所接收到的调制信号（卫星信号）与接收机产生的复制码相乘。技术要点卫星信号（弱）与接收机信号（强）相乘。特点限制：需要了解码的结构。优点：可获得导航电文，可获得全波长的载波，信号质量好（信噪比高）码相关法距离测量与GPS定位>载波相位测量>载波相位测量的关键技术－重建载波载波相位测量的关键技术－重建载波②码相关法码相关法距离测量与17载波相位测量的关键技术－重建载波③平方法方法将所接收到的调制信号（卫星信号）自乘。技术要点卫星信号（弱）自乘。特点优点：无需了解码的结构缺点：无法获得导航电文，所获载波波长为原来波长的一半，信号质量较差（信噪比低，降低了30dB）平方法距离测量与GPS定位>载波相位测量>载波相位测量的关键技术－重建载波载波相位测量的关键技术－重建载波③平方法平方法距离测量与GP18载波相位测量的关键技术－重建载波④互相关（交叉相关）方法在不同频率的调制信号（卫星信号）进行相关处理，获取两个频率间的伪距差和相位差技术要点不同频率的卫星信号（弱）进行相关。特点优点：无需了Y解码的结构，可获得导航电文，可获得全波波长的载波，信号质量较平方法好（信噪比降低了27dB）距离测量与GPS定位>载波相位测量>载波相位测量的关键技术－重建载波载波相位测量的关键技术－重建载波④互相关（交叉相关）距离测量19载波相位测量的关键技术－重建载波⑤Z跟踪方法：将卫星信号在一个W码码元内与接收机复制出的P码进行相关处理。在一个W码码元内进行卫星信号（弱）与复制信号（强）进行相关。特点优点：无需了解Y码结构，可测定双频伪距观测值，可获得导航电文，可获得全波波长的载波，信号质量较平方法好（信噪比降低了14dB）距离测量与GPS定位>载波相位测量>载波相位测量的关键技术－重建载波载波相位测量的关键技术－重建载波⑤Z跟踪距离测量与GPS定位20载波测距距离测量与GPS定位>载波相位测量>载波测距载波测距距离测量与GPS定位>载波相位测量>载波测距21GPS载波相位测量的基本原理距离测量与GPS定位>载波相位测量>GPS载波相位测量的基本原理理想情况实际情况GPS载波相位测量的基本原理距离测量与GPS定位>载波相22载波相位观测值观测值整周计数整周未知数（整周模糊度）载波相位观测值距离测量与GPS定位>载波相位测量>载波相位观测值载波相位观测值观测值载波相位观测值距离测量与GPS定位>23载波相位测量的特点优点精度高，测距精度可达0.1mm量级难点整周未知数问题整周跳变问题距离测量与GPS定位>载波相位测量>载波相位测量的特点载波相位测量的特点优点距离测量与GPS定位>载波相位测量24载波相位测量的观测方程原始形式：线性化后：误差方程为：距离测量与GPS定位>载波相位测量>载波相位测量的观测方程载波相位测量的观测方程原始形式：线性化后：误差方程为：距离测25GPS原理及其应用

(八)GPS原理及其应用

(八)26第四章距离测量与GPS定位§4.1利用测距码测定卫地距第四章距离测量与GPS定位§4.1利用测距27§4.1利用测距码测定卫地距§4.1利用测距码测定卫地距28GPS定位的基本原理需解决的两个关键问题如何确定卫星的位置如何测量出站星距离？GPS定位的基本原理需解决的两个关键问题？29测距方法双程测距

用于电磁波测距仪单程测距

用于GPS距离测量与GPS定位>利用测距码测定卫地距>测距方法测距方法双程测距距离测量与GPS定位>利用测距码测定卫地30测距码C/A码（测距时有模糊度）P码距离测量与GPS定位>利用测距码测定卫地距>测距码测距码C/A码（测距时有模糊度）P码距离测量与GPS定位>31信号传播时间测距码测距原理①距离测定的基本思路信号（测距码）传播时间的测定信号传播时间的测定距离测量与GPS定位>利用测距码测定卫地距>测距码测距原理信号传播时间测距码测距原理①距离测定的基本思路信号传播时间的32测距码测距原理②利用测距码测距的必要条件必须了解测距码的结构利用测距码进行测距的优点采用的是CDMA（码分多址）技术易于捕获微弱的卫星信号可提高测距精度便于对系统进行控制和管理（如AS）每颗GPS卫星都采用特定的伪随机噪声码微弱信号的捕获距离测量与GPS定位>利用测距码测定卫地距>测距码测距原理测距码测距原理②利用测距码测距的必要条件每颗GPS卫星都采用33Z跟踪技术ASP码+W码Y码W码的码元宽度比Y码大几十倍Z跟踪技术原理将相关间隔（积分间隔）限定在一个W码码元内距离测量与GPS定位>利用测距码测定卫地距>Z跟踪技术Z跟踪技术AS距离测量与GPS定位>利用测距码测定卫地距34伪距测量的特点优点无模糊度缺点精度低距离测量与GPS定位>利用测距码测定卫地距>伪距测量的特点伪距测量的特点优点距离测量与GPS定位>利用测距码测定卫35GPS测量的基本观测方程距离测量与GPS定位>利用测距码测定卫地距>GPS测量的基本观测方程GPS测量的基本观测方程距离测量与GPS定位>利用测距码36对流层折射延迟改正电离层折射延迟改正接收机钟的改正数卫星钟的改正数信号离开卫星的时刻（由卫星钟测定）信号到达接收机的时刻（由接收机钟测定）测距码测距的观测方程距离测量与GPS定位>利用测距码测定卫地距>测距码测距的观测方程对流层折射延迟改正电离层折射延迟改正接收机钟的改正数卫星钟的37伪距测量的误差方程距离测量与GPS定位>利用测距码测定卫地距>测距码测距的误差方程伪距测量的误差方程距离测量与GPS定位>利用测距码测定卫38§4.2 载波相位测量§4.2 载波相位测量39载波相位测量距离测量与GPS定位>载波相位测量载波相位测量距离测量与GPS定位>载波相位测量40载波相位测量的关键技术－重建载波①重建载波将非连续的载波信号恢复成连续的载波信号。载波调制了电文之后变成了非连续的波伪距测量与载波相位测量距离测量与GPS定位>载波相位测量>载波相位测量的关键技术－重建载波载波相位测量的关键技术－重建载波①重建载波载波调制了电文之后41载波相位测量的关键技术－重建载波②码相关法方法将所接收到的调制信号（卫星信号）与接收机产生的复制码相乘。技术要点卫星信号（弱）与接收机信号（强）相乘。特点限制：需要了解码的结构。优点：可获得导航电文，可获得全波长的载波，信号质量好（信噪比高）码相关法距离测量与GPS定位>载波相位测量>载波相位测量的关键技术－重建载波载波相位测量的关键技术－重建载波②码相关法码相关法距离测量与42载波相位测量的关键技术－重建载波③平方法方法将所接收到的调制信号（卫星信号）自乘。技术要点卫星信号（弱）自乘。特点优点：无需了解码的结构缺点：无法获得导航电文，所获载波波长为原来波长的一半，信号质量较差（信噪比低，降低了30dB）平方法距离测量与GPS定位>载波相位测量>载波相位测量的关键技术－重建载波载波相位测量的关键技术－重建载波③平方法平方法距离测量与GP43载波相位测量的关键技术－重建载波④互相关（交叉相关）方法在不同频率的调制信号（卫星信号）进行相关处理，获取两个频率间的伪距差和相位差技术要点不同频率的卫星信号（弱）进行相关。特点优点：无需了Y解码的结构，可获得导航电文，可获得全波波长的载波，信号质量较平方法好（信噪比降低了27dB）距离测量与GPS定位>载波相位测量>载波相位测量的关键技术－重建载波载波相位测量的关键技术－重建载波④互相关（交叉相关）距离测量44载波相位测量的关键技术－重建载波⑤Z跟踪方法：将卫星信号在一个W码码元内与接收机复制出的P码进行相关处理。在一个W码码元内进行卫星信号（弱）与复制信号（强）进行相关。特点优点：无需了解Y码结构，可测定双频伪距观测值，可获得导航电文，可获得全波波长的载波，信号质量较平方法好（信噪比降低了14dB）距离测量与GPS定位>载波相位测量>载波相位测量的关键技术－重建载波载波相位测量的关键技术－重建载波⑤Z跟踪距离测量与GPS定位45载波测距距离测量与GPS定位>载波相位测量>载波测距载波测距距离测量与GPS定位>载波相位测量>载波测距46GPS载波相位测量的基本原理距离测量与GPS定位>载波相位测量>GPS载波相位测量的基本原理理想情况实际情况GPS载波相位测量的基本原理距离测量与GPS定位>载波相47载波相位观测值观测值整周计数整周未知数（整周模糊度）载波相