周跳与相位模糊度2011.pptVIP

卫星导航定位理论与方法周跳与相位模糊度 课程内容 第一部分：绪论 第二部分：周跳 第三部分：模糊度 第一部分绪论 1. 载波相位测量 GPS卫星的信号 载波 L1、L2 用于搭载信号 测距码 C/A码、P码 用于测距 导航电文 用于提供卫星轨道、钟及其他相关信息 GPS观测值① 伪距 可利用测距码由DLL测定 不存在周跳问题 不存在模糊度问题 分米级精度 载波相位 可利用载波由PLL测定 存在周跳问题 存在模糊度问题 毫米级精度 GPS观测值② 多普勒 可利用载波由FLL测定 对周跳不敏感 反映距离变率 厘米级精度 载波相位测量的基本思路 载波相位测量的基本步骤 信号锁定 频率/码延迟有哪些信誉好的足球投注网站 信号跟踪 载波重建 测相 整周计数 载波相位观测值 载波相位观测值与站星几何距离的基本关系 观测方程① 载波相位观测方程 观测方程② 码伪距观测方程 接收机钟差对观测值的影响① 接收机钟的运转方式 任由时钟漂移（a） 将钟差控制在1ms毫秒以内（b）。 实时调整（c） 接收机钟差对观测值的影响② 接收机钟差的影响 无法准确测定信号传播时间，直接造成观测值偏差（ ）； 由于采样时标标称值（由接收机钟提供）与实际时间不一致而引起的偏差（ ，其中 表示载波相位观测值的时间变化率， 接收机钟差对观测值的影响③ 钟差与周跳 2. 周跳 周跳 周跳 载波相位观测值中整周计数发生错误 周跳的大小为载波波长的整数倍 半周跳 采用平方法测定的载波相位观测值，其周跳的大小为原始载波波长一半的整数倍 周跳的后果 在从发生周跳的历元开始的后续所有载波相位观测值中引入一个相同大小的整周数偏差 引起周跳的原因 障碍物的遮挡 接收机天线的运动 卫星信号信噪比低 接收机或卫星故障 3. 相位模糊度 相位模糊度 相位模糊度的特性 整数性 相位模糊度为整数。 不变性 在观测过程中，只要保持对卫星信号的连续跟踪，相位模糊度不变。 周跳与相位模糊度 历元间相位模糊度的变化等于该历元处周跳的数值 第二部分周跳的探测及处理 1. 概述 周跳探测 周跳探测的定义 确定载波相位观测值的时间序列中所发生周跳的位置。 对所探测出周跳的处理方法 修复 加参数进行估计 周跳探测方法的评价体系 有效性 探测能力：探测分辨率（可探测出的最小周跳） 受各种因素影响的程度 适用性 对观测值的要求 对接收机天线运动状态的要求 复杂性 算法的复杂程度 依赖性 进行探测所依赖的观测值序列的长短 进行探测所依赖的外部条件的多寡 周跳探测方法分类 基于站星几何关系 基于观测值组合（无几何关系的组合） 验后残差法 外部约束法 基于站星几何关系的周跳探测法 方法 直接将站星几何距离的变化与观测值的变化进行比较 对站星几何距离进行预测，对预测值与观测值进行比较 特点 探测能力依赖与所利用站星几何距离的准确性 基于观测值组合的周跳探测法 方法 码-相组合法 双频相位组合法 多普勒辅助法 特点 与站星几何无关 与接收机运动状态无关 探测能力依赖于组合观测值的精度 验后残差法周跳探测法 方法 利用参数估计时观测值残差进行周跳探测 特点 探测能力依赖于冗余度 外部约束法 方法 利用外部约束条件获得站星距离或站星距离的变化量，将其与观测值或观测值的变化进行比较 特点 需要准确的外部约束 2. 高次差法 基本算法 理论基础 基于站星几何距离变化平缓的假设 上述假设对于静态定位适用，但对于动态定位不使用 评价 有效性 可探测小周跳 受接收机钟的影响 适用性 对可用观测值类型无要求 不适用于动态定位 复杂度 简单 依赖性 需要较长观测值序列 多项式拟合法 若在进行拟合时不对采用的时标进行修正 特性与高次差法相似 若在进行拟合时对采用时标进行修正 探测结果将不受接收机钟的影响 3. 单频码-相组合法 基本算法 评价 有效性 探测能力受码伪距精度的影响 不受接收机钟以及接收机与卫星间几何关系的影响 受电离层折射影响 适用性 不适用于高速动态定位（因历元间电离层影响变化大） 复杂度 简单 依赖性 可用于单历元的周跳探测 4. 双频码-相组合法 基本算法 评价 有效性 探测能力受码伪距精度的影响 不受接收机钟以及接收机与卫星间几何关系的影响 不受电离层折射影响 无法区分发生周跳的载波频率 适用性 需要双频/双码观测值 适用于任何运动状态 复杂度 简单 依赖性 可用于单历元的周跳探测 5. 双频相位组合法 基本算法 评价 有效性 探测能力强 不受接收机钟以及接收机与卫星间几何关系的影响 受电离层折射影响 个别特殊情况下无法区分发生周跳的载波频率 适用性 需要双频载波相位观测值 不适用于高速动态定位 复杂度 简单 依赖性 可用于单历元的周跳探测 6. 多普勒辅助法 基本算法 评价 有效性 探测能力受多普勒