哈工大gps实验报告,电信学院10级

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1、HarbinInstituteofTechnology课程名称：E星定佞与导航原理題载波相佞测量定佞院电信学院班级：0905103班撰写者：童源学号：1090510307指导救师：返永刚时间：2012-10-25载波相位观测是目前最精确最高的观测方法，它对精密定位上作具有极为重要的意义。在相同测量精度的情况下，载波相位测量谋差对精度的损失较P码码相位测量而言误差小两个数量级。但载波信号是一种周期性的止弦信号，而相位测量又只能测定其不足一个波长的部分，因而存在着整周不确定性问题，使解算过程比较复杂。1・相位测量原理基准接收机所测得的载波滞后相位为：収+2C/(z)+0“

2、)=%)++C[dt>⑴一眄(0](1)式中各参数说明兄以米为单位的GPS载波波长；7V/-----基准接收机对第j颗GPS卫星做载波相位测量的波数；C；■•…基准接收机对第j颗GPS卫星做载波相位测量时的多普勒频移；0(/)…基准接收机对第j颗GPS卫星做载波相位测量时在时元t的小于一个周期的观测值，即载波相位观测值；旳(小■■基准接收机在时元t时到第j课卫星的真实距离；A；(r)--基准接收机对第j颗GPS卫星做载波相位测暈的电离层效应影响系数;f-----以Hz为讥位的载波频率；dTr(J-基准接收机时钟在时元t时相对于GPS时系的偏差;dtjr(/)—第j颗GP

3、S卫星在吋元t相乂寸于GPS吋系的偏差；C--电磁波的传播速度。依据基准站R的已知三维坐标和第j颗GPS卫星在时元t时的在轨位置，算得基准站R到第j颗GPS卫星在时元t的真实距离p/(r),从而求得GPS载波相位测量的校止值：△0(，)=Pl(0-锐M+廻⑴+0(/)]“口)2.载波相位测量的数学模型卫星在某一时刻T发播的相位事件经传播延迟&后为接收机所接收，即在接收机钟而时Tk时所接收到的相位事件是卫星在GPS时间系统T时刻的相位事件：加（7；）=0（门T=Tzk_TKn式中张是接收机k钟而吋与GPS的钟差，&（T）是卫星j至接收机k的传播延迟。在地固坐标系中，传播延

4、迟取决与接收机与卫星的位置，而它们乂是吋间的函数。下式代入上式接收机接到的相位有：创（以）=汕7；+见一讦（门］于是接收机k在钟面时Tk时刻观测卫星j所得相位观测量为机（Tk）=（pj［Tk+见-t［（T）］-久（TJ+7V/式中包括了信号传播延迟xkj（T）,它忠GPS系统时T为参数的，与其他项的时间参数G不同，为了避免因时间参数的不统一而带來的不便，可以将xkj（T）中的参数改化为接收机钟而时Tk：记（T）=临八+见一球（巧］二丄NS+见—瑁（门］C利用级数展开有：讥（n=-Pl（G+丄刀（G见--pl（TQ・rl（Dccc11..1..1.1..=~Pk（^）4■

5、-Pk（TJ&k--pJk（人）•｛一Q：（TQ+-0；（TJ&kccccc-pi（A）卩pi⑺）+-pt⑺）见-……］cc考虑到相位与时间得关系：A（p=（oAt,即厶（p=fAt,代入观测量方程并収至平方项：叫g=（pi（TJ+fJak--fjpiS）一丄厂以（Tk｝［8tk--pl（Tk）］-次（人）+Niccc上式为相位测量数学模型，式中包括了卫星至接收机的距离及其时间变化率，它们是卫星与接收机位置的函数。或者说载波相位测量的观测量中包含了卫星位置和接收机位置的信息，这正是可以利用载波相位观测量进行接收机定位或卫星定轨的理论基础。3・载波相位模糊度的解算方法载波

6、相位和码相位（信号延迟）是GPS测地系统的两大基本观测量。由于载波相位的分辨率远高于测码，故它被广泛地用于高精度静、动态定位中。相位观测量实质上是同一时刻接收机所产生的基准信号的相位和接收到的来自卫星的载波信号的相位Z差.•其一般表达式为0/⑴=瑚（/）+W（—（））+N/仏）+£（/）其中＜（r）为相位差的不足整周的小数部分.，N/（r-G为起始历元G至观测历元f的和位变化整周数，N/（G为相应起始历元心的相位整周待定值，£⑴为各种误差的影响。若卫星j在历元心被接收机j锁定。则N?U由接收机自动连续记数，故式中+心）为已知观测量。显然.要实现正确定位必须确定出初始相位

7、整周数W/仏）亦称相位模糊度。理论上讲，相位模糊度应为整数•但由于相位观测量屮含有许多谋羞.如卫星与接收机钟差、大气延迟、观测噪声等，使得确定N/仏）只并非易事。为了尽可能消去各种误差的影响，同时考虑到保留相位模糊度的整数特性，求解模糊度时人多采用相位双差观测量。一日•确定了相位模糊度•则测相与测码的观测方程形式上就完全一致。此时.只要同步观测的卫星数不少于4颗，即使只观测1个历元也能获得唯一的定位结果。因此如果能寻求一种方法.它可以只用极少的观测数据就能很快地解出相位模糊度.则不仅能极人地提高GPS作业效率.而且在动态应用中也不必担心信