第四章 GPS定位的基本原理-yxw.pptVIP

东南大学 GPS测量原理及其应用 于先文 yuxianwen@ 东南大学 GPS测量原理及其应用 于先文 yuxianwen@ GPS工作的基本原理 – 距离后方交会 已知点：GPS卫星 待定点：接收机（天线） 测码伪距 2 载波测相伪距 3 卫星坐标 4 基本原理 1 东南大学 GPS测量原理及其应用 于先文 yuxianwen@ 卫星的位置 卫星至测站的距离 信号的捕获及定位计算 测码伪距 2 载波测相伪距 3 卫星坐标 4 基本原理 1 东南大学 GPS测量原理及其应用 于先文 yuxianwen@ 距离测量主要采用两种方法： 伪距测量：测量GPS卫星发射的测距码信号到达用户接收机的传播时间； 载波相位测量：测量具有载波多普勒频移的GPS卫星载波信号与接收机产生的参考载波信号之间的相位差。 测码伪距 2 载波相位测量 3 卫星坐标 4 基本原理 1 东南大学 GPS测量原理及其应用 于先文 yuxianwen@ 测码伪距 2 载波相位测量 3 卫星坐标 4 基本原理 1 通过测量GPS卫星发射的测距码信号到达用户接收机的传播时间，从而求算出接收机到卫星的距离，原理公式： 通过测算测距码信号从卫星到达用户接收机的传播时间获得 传播速度 2.1 伪距的概念 东南大学 GPS测量原理及其应用 于先文 yuxianwen@ 用测得的传播时间代替 测距码的产生和测量和卫星钟与接收机钟紧密相关。因此，测得的传播时间里含有卫星钟和接收机钟的误差； 用光速近似代替 信号在传播过程中经过电离层和对流层，传播速度已不完全为光速 2.1 伪距的概念（续） 求出的距离并不代表卫星与接收机的几何距离，与其存在着偏差，因此称以上距离为伪距， 星站几何距离，即真实距离 伪距，即测得的距离 卫星钟误差 电离层影响 接收机钟误差 对流层影响 测码伪距 2 载波相位测量 3 卫星坐标 4 基本原理 1 东南大学 GPS测量原理及其应用 于先文 yuxianwen@ GPS具有两种测距码， C/A码和P码。C/A码的一个码长约为300米，测距精度（偶然误差）约为3m，P码的一个码长约为30米，测距精度（偶然误差）约为0.3m。因此称C/A码为粗码，P码为精码。对非特许用户，由于美国限制，P码难以获得，一般伪距测量主要使用C/A码。 2.1 伪距的概念（续） 实际测量过程中，除了前述的各种系统误差影响外，该项还受偶然误差的影响 实测伪距存在偶然误差，该量的中误差一般为一个码长的1/100 测码伪距 2 载波相位测量 3 卫星坐标 4 基本原理 1 东南大学 GPS测量原理及其应用 于先文 yuxianwen@ GPS卫星依据自己的时钟发出某一结构的测距码，该码通过一定时间τ到达接收机。同时接收机依据本身的时钟也产生一组结构完全相同的测距码，也叫复制码，并通过时延器使其延迟一定时间，将延迟后的测距码与接收到的测距码进行相关运算处理，通过测量相关函数的最大值位置来测定卫星信号的传播延迟，从而计算出卫星到接收机的距离。 2.2 伪距测量（续） 测码伪距 2 载波相位测量 3 卫星坐标 4 基本原理 1 东南大学 GPS测量原理及其应用 于先文 yuxianwen