载波相位测量原理

GPS精确定位载波相位测量原理由于载波的波长远小于编码的波长，因此在相同分辨率下，载波相位的观测精度远高于编码相位的观测精度. 例如，对于载体L1，波长为19cm，因此相应的距离观察误差为约2mm；载体L2的相应误差约为2. 5mm. 载波相位观测是目前最准确，最高的观测方法，对于精确定位极为重要. 但是，载波信号是周期性的正弦波信号，相位测量只能确定小于一个波长的部分，因此存在整个周期不确定的问题，使求解过程更加复杂. 由于GPS信号已使用相位调制在载波上调制了测距码和导航消息，因此接收到的载波的相位不再连续（当调制信号从0变为1或从1变为0时，运营商都必须更改1800）. 因此，在进行载波相位测量之前，必须首先进行解调，并且应去除在载波上调制的测距码和卫星消息，并且可以再次获取或波. 这项工作称为重建载体. 1.重构载波通常，有两种恢复载波的方法: 代码相关方法和和平方法. 当使用码相关方法恢复载波信号时，用户还可以同时提取测距信号和卫星消息. 但是，使用此方法时，用户必须知道测距码的结构（也就是说，必须能够生成具有相同结构的测距码）.

使用平面法，用户不需要掌握测距码的码结构，而是在自乘过程中，仅载波信号（严格来说是频率为相比原始载波频率增加了一个），而没有获得测距代码和卫星消息. 在接收机的工作原理中介绍了码相关法和平面法的具体方法和原理. 二，相位测量原理如果卫星S发出载波信号，该信号将传播到各处. 假设某一时刻，接收机R处的信号相位为φR，卫星S处的相位为φS，φR，φS为载波相位，包括从某个起始点算起的整个周期数，以便于计算，所有星期. 如果载波的波长为λ，则卫星S与R之间的距离为ρ=λ（φS-φR），但我们无法测量卫星上的相位φS. 如果的振荡器可以产生频率与初始相位和卫星载波信号完全相同的参考信号，则可以解决此问题，因为在任何时刻上参考信号的相位都等于的相位. 卫星上的载波信号. 因此（φS-φR）等于接收机产生的参考信号的相位φK（TK）与从卫星接收的载波信号的相位φK之差: j（TK））（）（）（kkkjkkjkTTT a某一时刻的载波相位测量值（观测值）是接收机在该时刻生成的参考信号的相位φK（TK）与从卫星接收的载波信号的相位φK之间的距离给接收者.

j（TK）之间的差. 因此，基于某一时刻的载波相位测量值，与卫星但接收机的相位差只能在该时刻的一周之内进行测量. 代表卫星到台站距离的相位差还应包括完成传播的整个周数NKj :)（）（）（kkkjkjkkjkTTNT如果在初始时间观测到载波相位t0是: )（）（）（）（000ttNtkjkjkkjk，当第一次观测到NKj时，不良的整周数也称为整周模糊度，从这一点开始，接收方连续记录整整从时间t0计算出的周数INT（φ），在时间ti观察到的相位观测值为: )（）（）（）（ikijkijkijkttINTNt显然，不同接收机和不同卫星的模糊参数另外，一旦观测中断（例如，卫星不可见或信号中断），连续的整周计数，即使同一接收机观测同一颗卫星，也无法使用相同的歧义. 然后一样同一接收机在不同观察周期（不连续）的接收机也不能使用相同的歧义. 如果计数器由于某种原因无法连续计数（例如，卫星信号暂时被障碍物打断），则在重新跟踪信号时，在整个计数周中会丢失一定数量并变得不正确. <

少于整整一周的部分（接收者的观察）是瞬时测量，因此仍然是正确的. 这种现象称为全周期跳跃（称为每周跳跃）或整周丢失（称为损失一周）. 在数据处理过程中必须更正周单. 稍后将介绍循环滑移的检测和修复. 如果无法进行维修，则从重新观测同一颗卫星的那一刻起将出现新的歧义. 3.相位测量的数学模型卫星在特定时间T发射的相位事件是卫星通过GPS时间系统的时间T的传播延迟τk接收到的相位事件: j被接收机接收，即在处（在时钟时间处连接的Tk）（）（）（TtTTTTjkkkjkjk其中δtk是k时钟面与GPS之间的时钟差，在τk中，传播延迟取决于和卫星位置，它们是时间的函数. 下面的等式代入上面的接收机所接收的相位: j（T）是从卫星j到接收机k的传播延迟. （在地球静止坐标系中）] （[]（TtTTjkkkjkjk因此，由接收机k在钟面上的时间Tk观测卫星j所获得的相位观测是jkkkjkkkjkjkNTTttTT）（）]（[）（ Delay包含在信号DelayτkIn ord中为避免由于以GPS系统为参数的时间参数τkj（T）与其他项目的时间参数Tk不一致而造成的不便，将j（T）中的参数更改为时钟face Tk :)]（[1）]（[）（TtTcTtTTjkkkjkjkkkJkJk展开该系列: 变 ） ）（1）（考虑相位和时间之间的关系: Δφ=ωΔt，即Δφ=fΔt，代以观察方程式并取平方项: 1）（）（）（jkkkkjkkkjkjkjkjkjkjkjkjkNTTctTfTccfffftTT formula）（）]（1）[（1）（）上面的公式是相位测量的数学模型，其中包括卫星到接收机的距离及其时变率. y是卫星和位置的函数.

换句话说，载波相位测量的观测包含有关卫星位置和接收机位置的信息. 这是使用载波相位观测来确定接收机位置或确定卫星轨道的理论基础. 从载波相位测量的基线获得的载波相位测量的基本数学模型是: them其中，卫星广播信号φj（TK），接收机本地参考信号φK（TK），接收机时钟差δtK ，不确定性NjK并不是定位用户最关心的问题，最关心的是定点（X，Y，Z）的坐标，这是ρjK（TK）所隐含的. 通常将相位观测作为一些组合使用，以消除一些不需要求解的参数，同时可以有效地消除或减少相关误差的影响，从而提高相对定位精度. 使用载波相位确定基线是在卫星位置已知时. 同时从已知点和待定点观察GPS卫星，以获得载波相位观测值，并将相位观测值线性组合以计算出两个点. 坐标差（基线解），以便获得要固定点的坐标. 常用的线性组合方法是单差，双差和三差. 1.接收机1、2位于两个站，则测量站之间同一卫星的同步载波相位的观测值不同，并且观测解决方案基线存在一个差异）卫星测量信号相位φj（ t）和接收机本地振荡器参考相位φK（t）从可观察的测量中消除，剩下的未知数在那里；站点时钟差的主要项目显示为站点之间的时钟差: )（）（）（1212tttttt，可以通过粗略计算来满足时钟差高阶项.

歧义也显示为歧义之间的差异: jjjNNN1212基线解: （ΔX，ΔY，ΔZ）或要确定的点的坐标（X2，Y2，Z2）2. 单差观测，不同的卫星然后取差值: 双差观测以解决基线j卫星的单差观测: )（）（）（1212tttjjjk卫星的单差观测； ）（）（）（1212tttkkk获得双差观测值: )（）（）（121212tttjkjk消除包含相同的时钟差互差δt12的双差观测值中的单差，包括未知数: 歧义N，其形式为: jjkk2jkjkNNNNNNN121121212基线解: （ΔX，ΔYgps波长gps波长，ΔZ）或待确定点的坐标（X2，Y2，Z2）3. 在双差观测的基础上，取差值dif为获得三差观测量: 三差观测解基线）（）（），（12112112ijkijkiijktttt由于ti和ti + 1具有相同的整数模糊度Njk12，因此它们可以消除，因此仅在未知数下（ΔX，ΔY，ΔZ）. 三差解比双差精度差，通常使用解析器检测初始解和周跳.

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