實(shí)用工測(20全球衛(wèi)星定位測量)(編輯修改稿)
2024-08-31 14:55 本頁面
【文章內(nèi)容簡介】 ，波長 λ =，頻率 f1= L2載波，波長 λ =，頻率 f2=。 C/A碼（粗碼 /捕獲碼）：調(diào)制在 L1載波上。結(jié)構(gòu)公開，不同的衛(wèi)星有不同的 C/A碼。 P碼 （ 精碼）：調(diào)制在 L1和 L2載波上。 （ D碼）（導(dǎo)航電文） 提供有關(guān)衛(wèi)星位置，衛(wèi)星鐘的性能、發(fā)射機(jī)的狀態(tài)等數(shù)據(jù)和信息。用戶利用觀測值以及這些信息和數(shù)據(jù)就能進(jìn)行導(dǎo)航和定位。 《 實(shí)用工程測量 》 GPS的常用坐標(biāo)系 WGS84世界大地坐標(biāo)系 ： 原點(diǎn) 是地球的質(zhì)心 Z軸 指向國際時(shí)間局極（ CTP）方向 X軸 指向 午面和 CTP相對(duì)應(yīng)的赤道的交點(diǎn) Y軸 垂直于 ZOX平面且與 Z、 X軸構(gòu)成右手坐標(biāo)系 協(xié)議地球北極CTPZ WGS84Y WGS84X WGS 84國際時(shí)間局 ( BI H)定義的零子午圈O地球質(zhì)心協(xié) 議地 赤道球《 實(shí)用工程測量 》 GPS定位原理 (X ,Y， Z) ρ 1 ρ 2 ρ 3 (x1 ,y1， z1) (x2 ,y2， z2) (x3 ,y3， z3) 利用三個(gè)以上衛(wèi)星的已知空間位置，交會(huì)出地面未知點(diǎn)（用戶接收機(jī)）的位置。 《 實(shí)用工程測量 》 測距的方法 碼相位 (偽距法 )測距 測量載波相位差測距 ρ 12 = (X X1)2 + (Y Y1)2 + (Z Z1)2 ρ 22 = (X – X2)2 + (Y – Y2)2 + (Z – Z2)2 ρ 32 = (X – X3)2 + (Y – Y3)2 + (Z – Z3)2 通過導(dǎo)航電文解譯出三顆衛(wèi)星的坐標(biāo) ， 通過測量求出三顆衛(wèi)星到測站的距離 ρ ， 用距離交會(huì)即可求出測站點(diǎn)的坐標(biāo) （ X , Y） 。 《 實(shí)用工程測量 》 偽距測量與載波相位測量 偽距法定位 —— 在某一時(shí)刻，由 GPS接收機(jī)測出其到四顆以上 GPS衛(wèi)星的偽距，根據(jù)已知的衛(wèi)星位置，采用距離交會(huì)的方法求接收機(jī)天線所在點(diǎn)的三維坐標(biāo)。 偽距 —— 由衛(wèi)星發(fā)射的測距碼信號(hào)到達(dá) GPS接收機(jī)的傳播時(shí)間乘以光速所得出的量測距離。由于衛(wèi)星鐘、接收機(jī)鐘的誤差以及無線電通過電離層和對(duì)流層中的延遲，實(shí)際測出的距離 ??與衛(wèi)星到接收機(jī)的幾何距離 ?有一定的差值，因此一般稱量測出的距離為 偽距 。 用 C/A碼進(jìn)行測量的偽距為 C/A碼偽距；用 P碼進(jìn)行測量的偽距為 P碼偽距。 《 實(shí)用工程測量 》 GPS采用的單程測距原理，它不同于電磁波測距儀中的雙程測距。這就要求衛(wèi)星時(shí)鐘與接收機(jī)時(shí)鐘要嚴(yán)格同步。但實(shí)際上，兩者難于嚴(yán)格同步，因此存在不同步誤差，另外，測距碼在大氣中傳播還受到大氣電離層折射及大氣對(duì)流層的影響，產(chǎn)生延遲誤差。因此，測距碼所求得距離值并非真正的站星幾何距離，習(xí)慣上稱其為“偽距”。 由于衛(wèi)星鐘差、電離層折射和大氣對(duì)流的影響，可以通過導(dǎo)航電文中所給的有關(guān)參數(shù)加以修正，而接收機(jī)的鐘差卻難以預(yù)先準(zhǔn)確地確定，所以把接收機(jī)的鐘差當(dāng)作一個(gè)未知數(shù)，與測站坐標(biāo)一起解算。這樣，在一個(gè)觀測站上要解出 4個(gè)未知參數(shù)，即 3個(gè)點(diǎn)位坐標(biāo)分量和 1個(gè)鐘差參數(shù)，所以至少同時(shí)觀測 4顆衛(wèi)星。 《 實(shí)用工程測量 》 偽距法定位的優(yōu)缺點(diǎn) (1)定位速度快 。 (2)無多值性問題 。 (3)可作為載波相位測量中整波數(shù)不確定問題 （ 模糊度 ） 的輔助資料 。 (4)一次定位精度不高 ， （ P碼定位誤差約為 10 m， C/A碼定位誤差約為 20～ 30 m） 。 《 實(shí)用工程測量 》 波長： L1 信號(hào)的波長為 cm。 L2 信號(hào)的波長為 cm。 載波相位測量屬于非碼信號(hào)測量系統(tǒng) 優(yōu)點(diǎn)：把載波作為量測信號(hào) ， 對(duì)載波進(jìn)行相位測量 可以達(dá)到很高的精度 ， 目前可達(dá)到 1～ 2mm。 缺點(diǎn)：載波信號(hào)是一種周期性的正弦信號(hào) ， 相位測 量只能測定不足一個(gè)波長的小數(shù)部分 ， 無法 測定其整波長個(gè)數(shù) 。 因而存在著整周數(shù)的不 確定性問題 ， 使解算過程比較復(fù)雜 。 《 實(shí)用工程測量 》 靜態(tài)定位：待定點(diǎn)的位置在觀測過程中
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