测量教案8章-GNSS测量课件

第8章GNSS测量的原理与方法

GNSS——GlobalNavigationSatelliteSystem全球导航卫星系统缩写GNSS——美国GPS、俄罗斯GLONASS中国Compass(北斗)、欧盟Galileo(伽利略)已投入商业运行的卫星定位测量系统——美国GPS，俄罗斯GLONASS。2012年10月25日,我国发射第16颗北斗卫星(5+30)“北斗”系统将于2012年前具备亚太地区服务能力2020年左右具备覆盖全球的服务能力。第8章GNSS测量的原理与方法GNSS——Global11)GPSGPS始建于1973年，1994年投入运营24颗卫星均匀分布在6个相对于赤道倾角为55o的近似圆形轨道上，每个轨道有4颗卫星运行卫星距地球表面的平均高度——20181km运行速度——3800m/s，运行周期——11h58min2s每颗卫星可覆盖全球38％的面积卫星的分布，可保证在地球上任意地点、任何时刻高度15o以上的天空能同时观测到4颗以上卫星。1)GPS2GPS卫星星座(6轨道×4颗=24颗)GPS卫星星座(6轨道×4颗=24颗)3GPS卫星GPS卫星4GPS卫星GPS卫星5GPS卫星GPS卫星6美国最新型GPS卫星——洛马公司GPS-III卫星2010年6月发射入轨，定位精度提高2倍。美国最新型GPS卫星——洛马公司GPS-III卫星7美国最新型GPS卫星——波音公司GPS-IIF卫星2010年5月发射入轨，定位精度提高2倍。美国最新型GPS卫星——波音公司GPS-IIF卫星82)GLONASSGLONASS始建于1976年，2004年投入运营设计使用24颗卫星均匀分布在3个相对于赤道的倾角为64.8o的近似圆形轨道上每个轨道上有8颗卫星运行它们距地球表面的平均高度——19061km运行周期——11h16min。2)GLONASS9GLONASS卫星星座(3轨道×8颗=24颗)GLONASS卫星星座(3轨道×8颗=24颗)10GLONASS卫星GLONASS卫星11GLONASS卫星GLONASS卫星12GLONASS-M卫星模型GLONASS-M卫星模型133)Compass(北斗)5颗静止轨道卫星，30颗非静止轨道卫星组成提供两种服务——开放服务和授权服务开放服务——服务区免费提供定位,测速和授时服务定位精度——10m，授时精度——50ns测速精度——0.2m/s2012年12月27日开始正式为亚太区域提供导航服务预计2020年左右具备覆盖全球的服务能力。3)Compass(北斗)14Compass卫星运行轨道Compass卫星运行轨道15Compass卫星Compass卫星16Compass卫星Compass卫星17西昌卫星发射中心“长征三乙”运载火箭发射第16颗北斗导航卫星(2012年10月25日23时33分)西昌卫星发射中心“长征三乙”运载火箭发射18测量教案8章_GNSS测量课件194)欧盟Galileo系统2002年3月24日欧盟决定研制组建自己的民用卫星导航定位系统——Galileo系统Galileo卫星——27颗工作卫星+3颗备用卫星30颗卫星均匀分布在3个轨道面,运行周期12h卫星高度23616km,轨道倾角56o,总投资34亿欧元2005年12月28日第一颗Galileo试验卫星进入轨道2006年1月12日,卫星开始向地面发送信号。Galileo系统是一种多功能的卫星导航定位系统有公开服务,安全服务,商业服务,政府服务功能只有前两种服务是自由公开的后两种服务需要经过批准后才能使用。4)欧盟Galileo系统20Galileo卫星运行轨道Galileo卫星运行轨道21欧盟Galileo卫星欧盟Galileo卫星22欧盟Galileo卫星欧盟Galileo卫星23欧盟Galileo卫星欧盟Galileo卫星248.1GPS概述GPS定位原理——空间测距交会P点安置GPS接收机，接收卫星发射的测距码信号在接收机时钟控制下解出测距码从卫星→接收机的时间——Δt乘光速c、加卫星时钟与接收机时钟不同步改正算出卫星→接收机的空间距离——vt——卫星钟差，vT——接收机钟差GPS测距方式——单程测距接收机接收到的测距信号不再返回卫星接收机直接解算传播时间Δt并算出卫星→接收机的距离。8.1GPS概述25要求卫星和接收机时钟严格同步卫星在严格同步时钟控制下发射测距信号实际卫星钟与接收机钟不严格同步——钟误差两个时钟不同步对测距结果的影响——c(vT－vt)卫星广播星历含卫星钟差vt——已知接收机钟差vT未知——观测方程解算卫星→接收机的空间距离——未考虑大气电离层，对流层折射误差影响不是卫星→接收机的几何距离——伪距要求卫星和接收机时钟严格同步26测距时刻——ti接收卫星Si广播星历解算出——Si在WGS-84坐标系的三维坐标——xi，yi，zi则Si卫星→P点的空间距离——伪距观测方程——4个未知数——xP，yP，zP，vT应同时锁定4颗卫星观测，解算。测距时刻——ti27测量教案8章_GNSS测量课件28观测A，B，C，D四颗卫星的伪距方程——解方程算出P点坐标——xP，yP，zP观测A，B，C，D四颗卫星的伪距方程——298.2GPS的组成工作卫星，地面监控系统，用户设备。1)地面监控系统卫星广播星历包含描述卫星运动及其轨道的参数每颗卫星广播星历由地面监控系统提供地面监控系统——1个主控站,3个注入站,5个监测站8.2GPS的组成30(1)监测站主控站控制的数据自动采集中心设备——双频GPS接收机、高精度原子钟气象参数测试仪、计算机功能——对GPS卫星信号连续观测搜集当地气象数据，观测数据经处理后传送到主控站(2)主控站协调和管理所有地面监控系统工作①根据观测数据，推算编制卫星星历、卫星钟差大气层修正参数，数据传送到注入站②提供时间基准。各监测站和GPS卫星原子钟应与主控站原子钟同步，或测量出其间钟差将钟差信息编入导航电文，送到注入站③调整偏离轨道的卫星，使之沿预定的轨道运行④启动备用卫星，以代替失效的工作卫星(1)监测站31(3)注入站主控站控制下将主控站推算和编制的卫星星历、钟差、导航电文控制指令注入卫星存储器，监测注入信息的正确性除主控站外，整个地面监控系统无人值守。2)用户设备GPS接收机和相应的数据处理软件GPS接收机包括接收天线、主机、电源。(3)注入站32GPS接收机任务——捕获卫星信号，跟踪并锁定卫星信号处理接收到的信号测量测距信号从卫星传播到接收机天线的时间间隔译出卫星广播的导航电文实时计算接收机天线三维坐标、速度和时间按用途分类——导航型，测地型，授时型载波频率——单频接收机(用1个载波频率)双频接收机(用2个载波频率)GPS接收机任务——33南方测绘NGS9600测地型单频静态GPS接收机

南方测绘NGS9600测地型单频静态GPS接收机348.3GPS定位的基本原理

测距原理——伪距，载波相位测量，GPS差分定位待定点位运动状态——静态定位，动态定位。8.3.1卫星信号载波,测距码(C/A码P码),数据码(导航电文或称D码)同一原子钟频率f0=10.23MHz下产生。8.3GPS定位的基本原理351)载波信号频率用无线电波段两种不同频率电磁波L1载波：f1=154×f0=1575.42MHz，λ1=19.03cmL2载波：f2=120×f0=1227.60MHz，λ2=24.42cm载波L1——调制有C/A码、P码、数据码载波L2——调制有P码、数据码测距码由0，1组成的二进制编码一位二进制数——比特(bit)每秒钟传输比特数称为数码率卫星的两种测距码C/A码和P码属于伪随机码具有良好自相关特性和周期性，容易复制1)载波信号36测量教案8章_GNSS测量课件37测距码——卫星时钟控制发射某结构测距码经Δt时间传播后到达GPS接收机接收机产生同结构测距码——复制码复制码延迟时间τ后与接收的卫星测距码比较调整延迟时间τ使两个测距码完全对齐复制码延迟时间τ=ΔtC/A码码元宽度对应距离——293.1m卫星与接收机测距码对齐精度1/100,测距精度2.9mP码码元宽度对应距离——29.3m卫星与接收机测距码对齐精度1/100,测距精度0.29mP码测距精度高于C/A码10倍C/A码——粗码，P码——精码P码受美国军方控制，一般用户只能用C/A码测距。测距码——卫星时钟控制发射某结构测距码382)数据码导航电文——D码含卫星星历，卫星工作状态，时间系统，卫星时钟运行状态，轨道摄动改正，大气折射改正由C/A码捕获P码信息导航电文——二进制码依规定格式按帧发射每帧电文长度——1500bit，播送速率——50bit/s2)数据码398.3.2伪距定位1)单点定位GPS接收机安置于测点，锁定4颗以上卫星将收到的卫星测距码与接收机产生的复制码对齐测量与锁定卫星测距码到接收机传播时间Δti求出卫星至接收机的伪距从锁定卫星广播星历获取卫星空间坐标距离交会原理解算天线点三维坐标伪距观测方程有4个未知数锁定4颗卫星时方程有唯一解没考虑大气电离层和对流层折射误差、星历误差影响，单点定位精度不高C/A码定位精度——25m，P码定位精度——10m8.3.2伪距定位402)多点定位多台GPS接收机(2~3台)安置在不同测点同时锁定相同卫星进行伪距测量大气电离层和对流层折射误差、星历误差影响基本相同计算各测点间坐标差——Δx,Δy,Δz可消除上述误差影响测点之间的点位相对精度大大提高。2)多点定位418.3.3载波相位定位载波L1，L2频率比测距码(C/A码和P码)频率高波长比测距码短——λ1=19.03cm,λ2=24.42cm使用载波L1，L2作测距信号将卫星传播到接收机天线的正弦载波信号与接收机基准信号比相求出相位延迟计算伪距可获得很高测距精度测量L1载波相位移误差——1/100伪距测量精度——19.03cm/100=1.9mm8.3.3载波相位定位421)载波相位绝对定位相位测量只能测出不足一整周期相位移——Δφ存在整周数N0不确定问题，N0——整周模糊度t0时刻(历元t0)，某卫星发射载波信号到接收机相位移——2πN0+Δφ该卫星→接收机距离——λ——载波波长对卫星连续跟踪观测，接收机内有多普勒计数器只要卫星信号不失锁，N0不变故在tk时刻，该卫星发射载波信号到接收机相位移变成——2πN0+int(φ)+Δφint(φ)——接收机内多普勒计数器自动累计求出1)载波相位绝对定位43测量教案8章_GNSS测量课件44考虑钟差改正——c(vT－vt)大气电离层折射改正——δρion大气对流层折射改正——δρtrop的载波相位观测方程——虽然对锁定卫星进行连续跟踪观测可修正δρion和δρtrop但整周模糊度N0始终未知能否准确求出N0成为载波相位定位的关键。考虑钟差改正——c(vT－vt)45(2)载波相位相对定位两台GPS接收机分别安置在两测点两测点连线——基线同步接收卫星信号相同卫星相位观测值线性组合解算基线向量在WGS-84坐标系增量——Δx,Δy,Δz确定它们的相对位置一个测点坐标已知，可推算出另一个测点坐标按相位观测的线性组合形式载波相位相对定位——单差法、双差法、三差法只介绍前两种。(2)载波相位相对定位46测量教案8章_GNSS测量课件47(1)单差法基线两端点安置两台GPS接收机对同一颗卫星同步观测方程——设基线两端的大气电离层改正——δρion大气对流层改正——δρtrop相等得单差观测方程——单差方程消除了卫星Si的钟差改正数——(1)单差法48(2)双差法安置在基线端点上的两台GPS接收机同时对Si与Sj两颗卫星进行同步观测观测Sj卫星的单差观测方程——求差→双差观测方程——消除基线两端接收机相对钟差改正数——vT1－vT2差分法可减少计算中的未知数数量消除或减弱测站共同误差影响，提高定位精度。(2)双差法49测量教案8章_GNSS测量课件50将化算为基线端点坐标增量(Δx12,Δy12,Δz12)的函数有3个坐标增量未知数如两台GPS接收机同步观测了n颗卫星则有n－1个整周模糊度，未知数总数——3+n－1对每颗卫星观测m个历元时就有m(n－1)个双差方程为求出3+n－1个未知数要求双差方程数>未知数个数将化算为基线端点51m(n－1)≥3+n－1一般取m=2，也即每颗卫星观测2个历元即可。为提高相对定位精度，同步观测的时间应比较长具体时间与基线长、所用接收机类型(单频/双频)和解算方法有关在＜15km短基线上使用双频机观测用快速处理软件野外每个测点同步观测时间只需——10~15分钟即可使测量基线精度达到——5mm+1ppmm(n－1)≥3+n－1528.3.4实时差分定位已知点安置一台GPS接收机——基准站已知坐标和卫星星历算出观测值的校正值通过无线电台(数传电台)——数据链将校正值发送给运动中的GPS接收机——移动站移动站用收到的校正值对自身GPS观测值进行改正消除卫星钟差、接收机钟差、大气电离层和对流层折射误差应用带实时差分功能的GPS接收机才能进行。8.3.4实时差分定位53测量教案8章_GNSS测量课件548.4GNSS控制测量的实施方案设计、外业观测、内业数据处理《工程测量规范》1)精度指标载波相位静态相对定位法两台或两台以上GNSS接收机同时对一组卫星进行同步观测控制网精度指标是以网中基线观测误差定义mD=a+b×10-6Da——固定误差，b——比例误差，D——基线长8.4GNSS控制测量的实施55测量教案8章_GNSS测量课件562)观测要求同步观测，测站从开始接收卫星信号到停止数据记录——观测时段卫星与接收机天线连线与水平面夹角——卫星高度角点位图形强度因子PDOP——一组卫星与测站构成的几何图形形状与定位精度关系数PDOP与观测卫星高度角及观测卫星空间分布有关观测卫星高度角越小,分布范围越大——PDOP越小卫星高度角设为≥15o，点位PDOP值<6GNSS接收机锁定一组卫星后自动计算出PDOP值并显示于屏幕上。2)观测要求57测量教案8章_GNSS测量课件58NGS-9600GNSS单频机NGS-9600GNSS单频机59测量教案8章_GNSS测量课件603)网形要求GNSS接收机观测，不要求各站点间相互通视网形设计，根据控制网用途、现有GNSS接收机台数三种观测方案——两台接收机同步观测多台接收机同步观测，多台接收机异步观测。介绍两台接收机同步观测方案(1)静态定位两台接收机轮流安置在各基线端点同步观测4颗卫星1h左右或同步观测5颗卫星20min用于精度要求较高的控制网如桥梁控制网或隧道控制网3)网形要求61(2)快速静态定位测区中部选一测点为基准站安置一台接收机连续跟踪观测5颗以上卫星另一台接收机依次到其余各点流动设站观测不必保持对所测卫星连续跟踪每点观测1~2min控制网加密，一般工程测量控制点——天空视野开阔,交通便利,远离高压线,变电所及微波辐射干扰源的地点(2)快速静态定位62WGS-84坐标系与测区坐标系的坐标转换至少有2个及以上GNSS控制网点与测区坐标系已知控制网点重合坐标转换计算由GNSS附带数据软件自动完成。WGS-84坐标系与测区坐标系的坐标转换63第8章GNSS测量的原理与方法

GNSS——GlobalNavigationSatelliteSystem全球导航卫星系统缩写GNSS——美国GPS、俄罗斯GLONASS中国Compass(北斗)、欧盟Galileo(伽利略)已投入商业运行的卫星定位测量系统——美国GPS，俄罗斯GLONASS。2012年10月25日,我国发射第16颗北斗卫星(5+30)“北斗”系统将于2012年前具备亚太地区服务能力2020年左右具备覆盖全球的服务能力。第8章GNSS测量的原理与方法GNSS——Global641)GPSGPS始建于1973年，1994年投入运营24颗卫星均匀分布在6个相对于赤道倾角为55o的近似圆形轨道上，每个轨道有4颗卫星运行卫星距地球表面的平均高度——20181km运行速度——3800m/s，运行周期——11h58min2s每颗卫星可覆盖全球38％的面积卫星的分布，可保证在地球上任意地点、任何时刻高度15o以上的天空能同时观测到4颗以上卫星。1)GPS65GPS卫星星座(6轨道×4颗=24颗)GPS卫星星座(6轨道×4颗=24颗)66GPS卫星GPS卫星67GPS卫星GPS卫星68GPS卫星GPS卫星69美国最新型GPS卫星——洛马公司GPS-III卫星2010年6月发射入轨，定位精度提高2倍。美国最新型GPS卫星——洛马公司GPS-III卫星70美国最新型GPS卫星——波音公司GPS-IIF卫星2010年5月发射入轨，定位精度提高2倍。美国最新型GPS卫星——波音公司GPS-IIF卫星712)GLONASSGLONASS始建于1976年，2004年投入运营设计使用24颗卫星均匀分布在3个相对于赤道的倾角为64.8o的近似圆形轨道上每个轨道上有8颗卫星运行它们距地球表面的平均高度——19061km运行周期——11h16min。2)GLONASS72GLONASS卫星星座(3轨道×8颗=24颗)GLONASS卫星星座(3轨道×8颗=24颗)73GLONASS卫星GLONASS卫星74GLONASS卫星GLONASS卫星75GLONASS-M卫星模型GLONASS-M卫星模型763)Compass(北斗)5颗静止轨道卫星，30颗非静止轨道卫星组成提供两种服务——开放服务和授权服务开放服务——服务区免费提供定位,测速和授时服务定位精度——10m，授时精度——50ns测速精度——0.2m/s2012年12月27日开始正式为亚太区域提供导航服务预计2020年左右具备覆盖全球的服务能力。3)Compass(北斗)77Compass卫星运行轨道Compass卫星运行轨道78Compass卫星Compass卫星79Compass卫星Compass卫星80西昌卫星发射中心“长征三乙”运载火箭发射第16颗北斗导航卫星(2012年10月25日23时33分)西昌卫星发射中心“长征三乙”运载火箭发射81测量教案8章_GNSS测量课件824)欧盟Galileo系统2002年3月24日欧盟决定研制组建自己的民用卫星导航定位系统——Galileo系统Galileo卫星——27颗工作卫星+3颗备用卫星30颗卫星均匀分布在3个轨道面,运行周期12h卫星高度23616km,轨道倾角56o,总投资34亿欧元2005年12月28日第一颗Galileo试验卫星进入轨道2006年1月12日,卫星开始向地面发送信号。Galileo系统是一种多功能的卫星导航定位系统有公开服务,安全服务,商业服务,政府服务功能只有前两种服务是自由公开的后两种服务需要经过批准后才能使用。4)欧盟Galileo系统83Galileo卫星运行轨道Galileo卫星运行轨道84欧盟Galileo卫星欧盟Galileo卫星85欧盟Galileo卫星欧盟Galileo卫星86欧盟Galileo卫星欧盟Galileo卫星878.1GPS概述GPS定位原理——空间测距交会P点安置GPS接收机，接收卫星发射的测距码信号在接收机时钟控制下解出测距码从卫星→接收机的时间——Δt乘光速c、加卫星时钟与接收机时钟不同步改正算出卫星→接收机的空间距离——vt——卫星钟差，vT——接收机钟差GPS测距方式——单程测距接收机接收到的测距信号不再返回卫星接收机直接解算传播时间Δt并算出卫星→接收机的距离。8.1GPS概述88要求卫星和接收机时钟严格同步卫星在严格同步时钟控制下发射测距信号实际卫星钟与接收机钟不严格同步——钟误差两个时钟不同步对测距结果的影响——c(vT－vt)卫星广播星历含卫星钟差vt——已知接收机钟差vT未知——观测方程解算卫星→接收机的空间距离——未考虑大气电离层，对流层折射误差影响不是卫星→接收机的几何距离——伪距要求卫星和接收机时钟严格同步89测距时刻——ti接收卫星Si广播星历解算出——Si在WGS-84坐标系的三维坐标——xi，yi，zi则Si卫星→P点的空间距离——伪距观测方程——4个未知数——xP，yP，zP，vT应同时锁定4颗卫星观测，解算。测距时刻——ti90测量教案8章_GNSS测量课件91观测A，B，C，D四颗卫星的伪距方程——解方程算出P点坐标——xP，yP，zP观测A，B，C，D四颗卫星的伪距方程——928.2GPS的组成工作卫星，地面监控系统，用户设备。1)地面监控系统卫星广播星历包含描述卫星运动及其轨道的参数每颗卫星广播星历由地面监控系统提供地面监控系统——1个主控站,3个注入站,5个监测站8.2GPS的组成93(1)监测站主控站控制的数据自动采集中心设备——双频GPS接收机、高精度原子钟气象参数测试仪、计算机功能——对GPS卫星信号连续观测搜集当地气象数据，观测数据经处理后传送到主控站(2)主控站协调和管理所有地面监控系统工作①根据观测数据，推算编制卫星星历、卫星钟差大气层修正参数，数据传送到注入站②提供时间基准。各监测站和GPS卫星原子钟应与主控站原子钟同步，或测量出其间钟差将钟差信息编入导航电文，送到注入站③调整偏离轨道的卫星，使之沿预定的轨道运行④启动备用卫星，以代替失效的工作卫星(1)监测站94(3)注入站主控站控制下将主控站推算和编制的卫星星历、钟差、导航电文控制指令注入卫星存储器，监测注入信息的正确性除主控站外，整个地面监控系统无人值守。2)用户设备GPS接收机和相应的数据处理软件GPS接收机包括接收天线、主机、电源。(3)注入站95GPS接收机任务——捕获卫星信号，跟踪并锁定卫星信号处理接收到的信号测量测距信号从卫星传播到接收机天线的时间间隔译出卫星广播的导航电文实时计算接收机天线三维坐标、速度和时间按用途分类——导航型，测地型，授时型载波频率——单频接收机(用1个载波频率)双频接收机(用2个载波频率)GPS接收机任务——96南方测绘NGS9600测地型单频静态GPS接收机

南方测绘NGS9600测地型单频静态GPS接收机978.3GPS定位的基本原理

测距原理——伪距，载波相位测量，GPS差分定位待定点位运动状态——静态定位，动态定位。8.3.1卫星信号载波,测距码(C/A码P码),数据码(导航电文或称D码)同一原子钟频率f0=10.23MHz下产生。8.3GPS定位的基本原理981)载波信号频率用无线电波段两种不同频率电磁波L1载波：f1=154×f0=1575.42MHz，λ1=19.03cmL2载波：f2=120×f0=1227.60MHz，λ2=24.42cm载波L1——调制有C/A码、P码、数据码载波L2——调制有P码、数据码测距码由0，1组成的二进制编码一位二进制数——比特(bit)每秒钟传输比特数称为数码率卫星的两种测距码C/A码和P码属于伪随机码具有良好自相关特性和周期性，容易复制1)载波信号99测量教案8章_GNSS测量课件100测距码——卫星时钟控制发射某结构测距码经Δt时间传播后到达GPS接收机接收机产生同结构测距码——复制码复制码延迟时间τ后与接收的卫星测距码比较调整延迟时间τ使两个测距码完全对齐复制码延迟时间τ=ΔtC/A码码元宽度对应距离——293.1m卫星与接收机测距码对齐精度1/100,测距精度2.9mP码码元宽度对应距离——29.3m卫星与接收机测距码对齐精度1/100,测距精度0.29mP码测距精度高于C/A码10倍C/A码——粗码，P码——精码P码受美国军方控制，一般用户只能用C/A码测距。测距码——卫星时钟控制发射某结构测距码1012)数据码导航电文——D码含卫星星历，卫星工作状态，时间系统，卫星时钟运行状态，轨道摄动改正，大气折射改正由C/A码捕获P码信息导航电文——二进制码依规定格式按帧发射每帧电文长度——1500bit，播送速率——50bit/s2)数据码1028.3.2伪距定位1)单点定位GPS接收机安置于测点，锁定4颗以上卫星将收到的卫星测距码与接收机产生的复制码对齐测量与锁定卫星测距码到接收机传播时间Δti求出卫星至接收机的伪距从锁定卫星广播星历获取卫星空间坐标距离交会原理解算天线点三维坐标伪距观测方程有4个未知数锁定4颗卫星时方程有唯一解没考虑大气电离层和对流层折射误差、星历误差影响，单点定位精度不高C/A码定位精度——25m，P码定位精度——10m8.3.2伪距定位1032)多点定位多台GPS接收机(2~3台)安置在不同测点同时锁定相同卫星进行伪距测量大气电离层和对流层折射误差、星历误差影响基本相同计算各测点间坐标差——Δx,Δy,Δz可消除上述误差影响测点之间的点位相对精度大大提高。2)多点定位1048.3.3载波相位定位载波L1，L2频率比测距码(C/A码和P码)频率高波长比测距码短——λ1=19.03cm,λ2=24.42cm使用载波L1，L2作测距信号将卫星传播到接收机天线的正弦载波信号与接收机基准信号比相求出相位延迟计算伪距可获得很高测距精度测量L1载波相位移误差——1/100伪距测量精度——19.03cm/100=1.9mm8.3.3载波相位定位1051)载波相位绝对定位相位测量只能测出不足一整周期相位移——Δφ存在整周数N0不确定问题，N0——整周模糊度t0时刻(历元t0)，某卫星发射载波信号到接收机相位移——2πN0+Δφ该卫星→接收机距离——λ——载波波长对卫星连续跟踪观测，接收机内有多普勒计数器只要卫星信号不失锁，N0不变故在tk时刻，该卫星发射载波信号到接收机相位移变成——2πN0+int(φ)+Δφint(φ)——接收机内多普勒计数器自动累计求出1)载波相位绝对定位106测量教案8章_GNSS测量课件107考虑钟差改正——c(vT－vt)大气电离层折射改正——δρion大气对流层折射改正——δρtrop的载波相位观测方程——虽然对锁定卫星进行连续跟踪观测可修正δρion和δρtrop但整周模糊度N0始终未知能否准确求出N0成为载波相位定位的关键。考虑钟差改正——c(vT－vt)108(2)载波相位相对定位两台GPS接收机分别安置在两测点两测点连线——基线同步接收卫星信号相同卫星相位观测值线性组合解算基线向量在WGS-84坐标系增量——Δx,Δy,Δz确定它们的相对位置一个测点坐标已知，可推算出另一个测点坐标按相位观测的线性组合形式载波相位相对定位——单差法、双差法、三差法只介绍前两种。(2)载波相位相对定位109测量教案8章_GNSS测量课件110(1)单差法基线两端点安置两台GPS接收机对同一颗卫星同步观测方程——设基线两端的大气电离层改正——δρion大气对流层改正——δρtrop相等得单差观测方程——单差方程消除了卫星Si的钟差改正数——(1)单差法111(2)双差法安置在基线端点上的两台GPS接收机同时对Si与Sj两颗卫星进行同步观测观测Sj卫星的单差观测方程——求差→双差观测方程——消除基线两端接收机相对钟差改正数——vT1－vT2差分法可减少计算中的未知数数量消除或减弱测站共同误差影响，提高定位精度。(2)双差法112测量教案8章_GNSS测量课件113将化算为基线端点坐标增量(Δx12,Δy12,Δz12)的函数有3个坐标增量未知数如两台GPS接收机同步观测了n颗卫星则有n－1个整周模糊度，未知数总数——3+n