gps衛(wèi)星定位原理(2)(已修改)
2025-05-13 18:19 本頁面
【正文】 ? GPS的定位實(shí)質(zhì)： ? 把衛(wèi)星視為“動(dòng)態(tài)”的 ? 控制點(diǎn)，在已知其瞬時(shí) ? 坐標(biāo)的條件下，進(jìn)行空 ? 間距離后方交會(huì)，確定 ? 用戶接收機(jī)天線所處的 ? 位置。 第三章 GPS衛(wèi)星定位原理 第一節(jié) 概述 ? 定位方式： 按接收機(jī)天線所處的狀態(tài)不同 （ 1）靜態(tài)定位 （ 2）動(dòng)態(tài)定位 按參考點(diǎn)位置的不同 （ 1）單點(diǎn)定位 （ 2）相對(duì)定位。 ? 動(dòng)態(tài)定位 ： 在定位過程中，接收機(jī)位于運(yùn)動(dòng)著的載體，天線也處于運(yùn)動(dòng)狀態(tài)的定位。 第三章 GPS衛(wèi)星定位原理 按照接收機(jī)載體的運(yùn)動(dòng)速度： （ 1）低動(dòng)態(tài)（幾十米 /秒） （ 2）中等動(dòng)態(tài)（幾百米 /秒） （ 3）高動(dòng)態(tài)（幾千米 /秒） 第三章 GPS衛(wèi)星定位原理 靜態(tài)定位與動(dòng)態(tài)定位的不同點(diǎn) : 動(dòng)態(tài)定位：可靠性強(qiáng)，定位精度高，在大地測(cè)量、工程測(cè)量 中得到了廣泛的應(yīng)用，是精密定位中的基本模式。 靜態(tài)定位： 可測(cè)定一個(gè)動(dòng)點(diǎn)的實(shí)時(shí)位置、運(yùn)動(dòng)載體的狀態(tài)參數(shù)。如速度、時(shí)間和方位等。 第二節(jié)：偽距測(cè)量原理 ? GPS衛(wèi)星到用戶接收機(jī)的觀測(cè)距離，由于各種誤差源的影響，并非真實(shí)的反應(yīng)衛(wèi)星到用戶接收機(jī)的幾何距離，而是含有誤差，這種帶有誤差的 GPS觀測(cè)距離稱為偽距。由于衛(wèi)星信號(hào)含有多種定位方法，根據(jù)不同的要求和方法，可獲得不同的觀測(cè)量： ? （ 1）測(cè)碼偽距觀測(cè)量 ? （ 2）測(cè)相偽距觀測(cè)量 ? （ 3）多普勒積分計(jì)數(shù)偽距量 ? （ 4）干涉法測(cè)量時(shí)間延遲 第三章 GPS衛(wèi)星定位原理 測(cè)碼偽距測(cè)量 符號(hào)約定： tj(GPS)為衛(wèi)星 sj發(fā)射信號(hào)時(shí)的理想 GPS時(shí)刻，ti(GPS)為接收機(jī) Ti收到該衛(wèi)星信號(hào)時(shí)的理想 GPS時(shí)刻， tj為衛(wèi)星 sj發(fā)射信號(hào)時(shí)的衛(wèi)星鐘時(shí)刻， ti為接收機(jī) Ti收到該衛(wèi)星信號(hào)時(shí)的接收機(jī)鐘時(shí)刻。 ?tij為衛(wèi)星信號(hào)到達(dá)觀測(cè)站的傳播時(shí)間。 ?tj為衛(wèi)星鐘相對(duì)理想 GPS時(shí)的鐘差， ?ti為接收機(jī)鐘相對(duì)理想 GPS時(shí)的鐘差。則有 tj= tj(GPS)+ ?tj， ti= ti(GPS)+ ?ti 信號(hào)從衛(wèi)星傳播到觀測(cè)站的時(shí)間為 ?tij=titj= ti(GPS) tj(GPS)+ ?ti ?tj 第三章 GPS衛(wèi)星定位原理 第三章 GPS衛(wèi)星定位原理 假設(shè)衛(wèi)星至觀測(cè)站的幾何距離為 ?ij，在忽略大氣影響的情況下可得相應(yīng)的偽距： 當(dāng)衛(wèi)星鐘與接收機(jī)鐘嚴(yán)格同步時(shí)，上式所確定的偽距即為站星幾何距離。 通常 GPS衛(wèi)星的鐘差可從衛(wèi)星發(fā)播的導(dǎo)航電文中獲得，經(jīng)鐘差改正后，各衛(wèi)星之間的時(shí)間同步差可保持在 20ns以內(nèi)。如果忽略衛(wèi)星鐘差影響，并考慮電離層、對(duì)流層折射影響，可得測(cè)碼偽距觀測(cè)方程的常用形式 : jijijijijiji tctccct ????? ???????~)()()(~ tTtIttc jigjiijiji ?????? ???測(cè)相偽距測(cè)量 （ 1） .衛(wèi)星載波信號(hào)的相位與傳播時(shí)間 假設(shè)以理想的 GPS時(shí)為準(zhǔn)，衛(wèi)星 sj在歷元 tj(GPS)發(fā)射的載波信號(hào)相位為 ?j[tj(GPS)]，而接收機(jī)在歷元 ti(GPS)的參考載波相位為 ?i[ti(GPS)]，則其相位差為 ?ij[t(GPS)]= ?i[ti(GPS)] ?j[tj(GPS)]。 對(duì)于穩(wěn)定度良好的震蕩器，相位與頻率的關(guān)系可表示為 ?(t+ ?t)= ?(t)+f ?t。設(shè) fi、 fj分別為接收機(jī)震蕩器的固定參考頻率和衛(wèi)星載波信號(hào)頻率，且 fi=fj= f，則 ?i[ti(GPS)]= ?j[tj(GPS)]+f [ti(GPS) tj(GPS)] ?ij[t(GPS)]= ?i[ti(GPS)] ?j[tj(GPS)]=f ??ij 第三章 GPS衛(wèi)星定位原理 ??ij =ti(GPS) tj(GPS)是衛(wèi)星鐘與接收機(jī)鐘同步的情況下，衛(wèi)星信號(hào)的傳播時(shí)間，與衛(wèi)星信號(hào)的發(fā)射歷元及該信號(hào)的接收歷元有關(guān)。 由于衛(wèi)星信號(hào)的發(fā)射歷元一般是未知的，為了實(shí)際應(yīng)用，需根據(jù)已知的觀測(cè)歷元來分析信號(hào)的傳播時(shí)間。 假設(shè) ?ij[ti(GPS) , tj(GPS)]為站星之間的幾何距離，在忽略大氣折射影響后有 ??ij= ?ij[ti(GPS) , tj(GPS)]/c 由于 tj(GPS) =ti(GPS) ??ij ，將上式按級(jí)數(shù)展開得 第三章 GPS衛(wèi)星定位原理 ....))](([2 1)]([1)]([1 2jiijijiijiijiji G P StcG P StcG P Stc ?????? ?????? amp。amp。amp。上式中二次項(xiàng)影響很小可忽略，并考慮接收機(jī)的鐘差，可得以觀測(cè)歷元 ti為根據(jù)的表達(dá)式： 上式的計(jì)算可采用迭代法，并略去二次項(xiàng) 如果顧及大氣折射影響，則衛(wèi)星信號(hào)的傳播時(shí)間最終表達(dá)為 第三章 GPS衛(wèi)星定位原理 )()(1)(1)(1 iiijijiijiijiji tttctctc ?????? amp。amp。 ?????)()(1)](11)[(1 iiijiijiijiji tttctctc ????? amp。amp。 ????)]()([1)()(
醫(yī)療健康相關(guān)推薦
鄂ICP備17016276號(hào)-1