第四章電磁波的傳播-預(yù)覽頁
【正文】 地測量中，所用載波信號一般按頻率（或波長）可劃分為不同的波段。 同時大氣在垂直方向上的物理性質(zhì)差異也很大，根據(jù)溫度、成分和荷電等物理性質(zhì)的不同，大氣可分為性質(zhì)各異的若干大氣層。對流層雖僅有少量帶電離子，但卻具有很強(qiáng)的對流作用，云、霧、雨、雪、風(fēng)等主要天氣現(xiàn)象均出現(xiàn)其中。電離層中電子的密度決定于太陽輻射強(qiáng)度和大氣密度，因而導(dǎo)致電離層的電子密度不僅隨高度而異，而且與太陽黑子的活動密切相關(guān)。在精密定位中，對流層的影響必須顧及。沿天頂方向，對流層大氣對電磁波傳播路徑的影響，可表示為 2kwkdTeNTPN???wd SSS ??? ??干分量引起的電磁波傳播路徑距離差主要與地面的大氣壓力和溫度有關(guān)；濕分量引起的電磁波傳播路徑距離差主要與傳播路徑上的大氣狀況密切相關(guān)。 實(shí)際觀測時，觀測站接收的衛(wèi)星信號往往不是來自天頂，此時在考慮對流層影響時必須顧及電磁波傳播方向的高度角。 減弱對流層折射改正項(xiàng)殘差影響主要措施： ?盡可能充分地掌握觀測站周圍地區(qū)的實(shí)時氣象資料。 ?完善對流層大氣折射的改正模型。 dsNN e ?? ??在電離層中產(chǎn)生的各種延遲量，對確定的電磁波頻率，只有電子密度是唯一的獨(dú)立變量。此外，電子密度在不同高度、不同時間都有明顯差別。 （ 1）利用兩種不同的頻率進(jìn)行觀測 兩種頻率電磁波同步觀測時電離層對傳播路徑的影響分別為 可得消除電離層折射影響的距離： 22122211221???????????????fffNfNffff????????222100012211fffffff??????????????????????? ??? 21222201 ffff ?????????? ????222122121 ffffff ?????? ???????? 2122221 ffff ????為減弱電離層的影響，比較有效的措施為： 同理可得不同頻率電磁波的相位延遲關(guān)系以及經(jīng)過電離層折射改正后的相位值： 目前，為進(jìn)行高精度衛(wèi)星定位，普遍采用雙頻觀測技術(shù)，以便有效減弱電離層折射影響；不同的雙頻組合，對電離層影響的改善程度也不同，改正后的殘差如下： 2121cfNcfNff???????????????? ????????? ??? 2122222102111 fffffffff ????雙頻 150/400MHz 400/2022MHz 1227/1572MHz 2022/8000MHz 平均 90%小于 10m 最大 36m 22cm 作業(yè)？ (2)兩觀測站同步觀測量求差 用兩臺接收機(jī)在基線的兩端進(jìn)行同步觀測，取其觀測量之差。但隨著基線長度的增加，精度將明顯降低。 （ 2）滿足實(shí)時定位要求。表達(dá)不同信息的二進(jìn)制數(shù)及其組合稱為 碼 。 在二進(jìn)制數(shù)字化信息的傳輸中，每秒傳輸?shù)谋忍財?shù)稱為數(shù)碼率，表示數(shù)字化信息的傳輸速度，單位為 bit/s。它是一種非周期性序列，無法復(fù)制，但其自相關(guān)性好。于是，根據(jù)碼序列自相關(guān)系數(shù)的取值，可以判斷兩個隨機(jī)碼序列的相應(yīng)碼元是否對齊。 （ 3）偽隨機(jī)噪聲碼及其產(chǎn)生 盡管隨機(jī)碼具有良好的自相關(guān)性，但卻是一種非周期序列，不服從任何編碼規(guī)則，實(shí)際中無法復(fù)制和利用。移位寄存器由一組連接在一起的存儲單元組成，每個存儲單元只有 0或 1兩種狀態(tài)。 1 2 3 4 鐘脈沖 輸出 置 1脈沖 模 2相加 移位寄存器在工作開始時，置 1脈沖的作用，使各級存儲單元的內(nèi)容全部處于 1狀態(tài)，此后在鐘脈沖驅(qū)動下，將經(jīng)歷 15種狀態(tài)。 上例中是一個碼長包含有 15個碼元的周期序列，其中任意 4個連續(xù)的二進(jìn)制數(shù)所構(gòu)成的碼都不相同，任何一個碼在周期序列中都有相應(yīng)確定的位置和時刻。 GPS衛(wèi)星所采用的兩種測距碼，即 C/A碼和 P碼（或 Y碼），均屬于偽隨機(jī)碼。由于精度低，又稱 粗碼 。 PN1(t)由兩級 12位移位寄存器構(gòu)成，分別采用反饋點(diǎn)八進(jìn)制編碼 14501和 17147形成周期為 m序列 PN1(t)，一周期的碼位數(shù)為 N1=?106 ?= ?106位。N2=( ?106) ?( ?106+37) ? ?1014比特，碼元寬為tu=1/f0=?s，相應(yīng)的距離為 。實(shí)際應(yīng)用中， P碼采用 7天的周期，即在PN1(t) ? 如果假設(shè)兩序列的 P碼碼元對齊誤差為碼元寬度的1/100，則相應(yīng)的測距誤差為 ，為 C/A碼的 1/10，P又稱 精碼 。每幀電文含有 1500比特，播送速度 50bit/s，每幀播送時間 30s。主幀中 3的內(nèi)容每小時更新一次， 5的內(nèi)容僅當(dāng)給衛(wèi)星注入新的導(dǎo)航電文后才得以更新。 （ 3）數(shù)據(jù)塊 1：含有衛(wèi)星鐘改正參數(shù)及數(shù)據(jù)齡期、星期的周數(shù)編號、電離層改正參數(shù)、和衛(wèi)星工作狀態(tài)等信息。 ?數(shù)據(jù)齡期 AODA表示基準(zhǔn)時間 t0e與最近一次更新星歷的時間之差，主要用于評價鐘改正數(shù)的可信程度。 （ 5）數(shù)據(jù)塊 3：包含在 5兩個子幀中，主要向用戶提供 GPS衛(wèi)星的概略星歷及衛(wèi)星的工作狀態(tài)信息，稱為衛(wèi)星的歷書。在 L1載波上，調(diào)制有 C/A碼、 P碼（或 Y碼）和數(shù)據(jù)碼； L2載波上，只調(diào)制有 P碼（或 Y碼）和數(shù)據(jù)碼。 為進(jìn)行載波相位測量，當(dāng)用戶接收到衛(wèi)星發(fā)播的信號后，可通過以下兩種解調(diào)技術(shù)來恢復(fù)載波相位。 （ 2）平方解調(diào)技術(shù)：將接收到的衛(wèi)星信號進(jìn)行平方，由于處于 +1狀態(tài)的調(diào)制碼經(jīng)過平方后均為 +1，而 +1對載波相位不產(chǎn)生影
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