【正文】 載波相位觀測量可表示為： )()(~ 00 ???? ii FInNN ?????周跳 ： 當(dāng)衛(wèi)星信號中斷時(shí) ， 將丟失 In(φ)中的一部分整周數(shù) ， 稱為整周跳變 ，簡稱周跳 。 技術(shù)難點(diǎn) 2個(gè)： ① 整周未知數(shù)的確定 ② 周跳的探測與修復(fù) 0N)( iInt?F0(φ) Fi(φ) 返回 GPS衛(wèi)星信號及其測量原理 美國政府關(guān)于 GPS衛(wèi)星信號的限制使用政策 美國政府關(guān)于 GPS衛(wèi)星信號的限制使用政策 返回 GPS衛(wèi)星信號及其測量原理 美國政府關(guān)于 GPS衛(wèi)星信號的限制使用政策 GPS衛(wèi)星發(fā)射的無線電信號含有兩種精度不同的測距碼 ， 即所謂 P碼 （ 也稱精碼 ） 和 C/A碼 （ 也稱粗碼 ） 。 相應(yīng)兩種測距碼 GPS將提供兩種定位服務(wù)方式 ， 即 精密定位服務(wù) （ PPS)和 標(biāo)準(zhǔn)定位服 （ SPS） 。 精密定位服務(wù)的主要對象 是美國軍事部門和其他特許的部門 。 這類用戶可利用 P碼獲得精度較高的觀測量 ， 且能通過衛(wèi)星發(fā)射的兩種頻率的信號進(jìn)行測距 ， 以消除電離層折射的影響 。 利用 P碼進(jìn)行單點(diǎn)實(shí)時(shí)定位的精度可優(yōu)于10m。 標(biāo)準(zhǔn)定位服務(wù)的主要對象 是廣大的民間用戶 。 利用 SPS所得到的觀測量精度較低 ， 且 只能 采用調(diào)制在一種頻率上的 C／ A碼進(jìn)行測距 ， 無法利用雙頻技術(shù)消除電離層折射的影響 。 其單點(diǎn)實(shí)時(shí)定位的精度約為 2030m。 美國為了防止未經(jīng)許可的用戶把 GPS用于軍事目的（進(jìn)行高精度實(shí)時(shí)動態(tài)定位），于 1989年 11月開始至 1990年 9月，進(jìn)行 “SA” 和 “AS” 技術(shù)的實(shí)驗(yàn)，并于 1991年 7月開始實(shí)施 SA技術(shù)。 GPS衛(wèi)星信號及其測量原理 美國政府關(guān)于 GPS衛(wèi)星信號的限制使用政策 SA技術(shù) SA(Selective Availability） 技術(shù)稱為有選擇可用性技術(shù) ， 即人為地將誤差引入衛(wèi)星鐘和衛(wèi)星數(shù)據(jù)中 ， 故意降低 GPS定位精度 。 使 C／ A碼定位的精度從原來的 20m降低到 100m。 SA技術(shù)的主要內(nèi)容 ： （ 1） δ 技術(shù) :就是對 GPS衛(wèi)星的基準(zhǔn)頻率施加高頻抖動噪聲信號 ,而這種信號是隨機(jī)的 ,從而導(dǎo)致測量出的偽距誤差增大 。 （ 2） ε 技術(shù) :導(dǎo)航電文上增加 ε 技術(shù) ,人為的將衛(wèi)星星歷中軌道參數(shù)的精度降低到 100m左右 。 GPS衛(wèi)星信號及其測量原理 美國政府關(guān)于 GPS衛(wèi)星信號的限制使用政策 3. 現(xiàn)狀 2022年 5月 1日下午 ， 美國宣布取消 SA政策；之后 ， 由于衛(wèi)星鐘和軌道的人為誤差消除 ， 標(biāo)準(zhǔn)定位服務(wù)提供的定位精度回到 30m左右的水平（ 單頻單機(jī)實(shí)時(shí)定位的精度達(dá)到 30m， 雙頻單機(jī)的精度為 25m) 。 隨著 GPS系統(tǒng)的增強(qiáng) ， 第二頻率上將發(fā)播 C/A碼偽距 ， 并增加第三頻率 ， 衛(wèi)星鐘差和電離層延時(shí)的影響進(jìn)一步減小 ， 雙頻單機(jī)實(shí)時(shí)定位的精度可望達(dá)到 12m。 2． AS技術(shù) AS(AntiSpoofing )技術(shù)稱為反電子欺騙技術(shù) 。 其 方法 是：將 P碼與保密的 W碼相加成 Y碼 ， Y碼嚴(yán)格保密 。 其 目的 是：防止敵方使用 P碼進(jìn)行精密導(dǎo)航定位 。 當(dāng)實(shí)施 AS技術(shù)時(shí) ， 非特許用戶不能接收到 P碼 。 這項(xiàng)技術(shù)僅在特殊情況下使用 。 GPS衛(wèi)星信號及其測量原理 美國政府關(guān)于 GPS衛(wèi)星信號的限制使用政策 針對 SA和 AS技術(shù) ① 應(yīng)用 PW技術(shù)和 L1與 L2交叉相關(guān)技術(shù) ， 使 L2載波相位觀測值得到恢復(fù) ， 其精度與使用 P碼相同 。 ②研制能同時(shí)接收 GPS和 GLONASS信號的接收機(jī)。 ③發(fā)展 DGPS和 WADGPS差分 GPS系統(tǒng)。 ④建立獨(dú)立的 GPS衛(wèi)星測軌系統(tǒng)。 ⑤建立獨(dú)立的衛(wèi)星導(dǎo)航與定位系統(tǒng)。 返回 返回 GPS信號接收機(jī) GPS衛(wèi)星信號及其測量原理 GPS信號接收機(jī) GPS衛(wèi)星信號及其測量原理 GPS信號接收機(jī) GPS信號接收機(jī)的基本構(gòu)成 GPS衛(wèi)星信號及其測量原理 GPS信號接收機(jī) （一） GPS信號接收機(jī)的定義 ? 能夠接收、跟蹤、變換和測量GPS信號的衛(wèi)星信號接收設(shè)備。 GPS衛(wèi)星信號及其測量原理 GPS信號接收機(jī) （ 二 ） GPS接收機(jī)的結(jié)構(gòu) 天線前置放大器 信號處理器 微處理器 振蕩器 控制、顯示及存儲設(shè)備 電源 （三） GPS接收機(jī)的類型 GPS衛(wèi)星信號及其測量原理 GPS信號接收機(jī) 根據(jù)工作原理 ： ?碼相關(guān)型 ?平方型 ?混合型 根據(jù)信號通道類型 ： ?多通道 ?序貫通道 ?多路復(fù)用通道 根據(jù)接收信號的頻率 ： ?單頻 ?雙頻 根據(jù)測定測距碼的類型 ： ?C/A碼 ?P（ Y） 碼 根據(jù)能否從信號中提取導(dǎo)航電文 ： ?有碼 ?無碼 根據(jù)用途 ： ?導(dǎo)航型 ?測量型 ?授時(shí)型 GPS衛(wèi)星信號及其測量原理 GPS信號接收機(jī) （四） GPS接收機(jī)的信號通道 ? 什么是 GPS接收機(jī)的信號通道？ ? 信號通道的類型 ? 序貫通道、多路復(fù)用通道和多通道 ? 碼相關(guān)型通道、平方型通道和碼相位型通道 GPS衛(wèi)星信號及其測量原理 GPS信號接收機(jī) 什么 是 GPS的信號通道？ ? 是 GPS衛(wèi)星信號經(jīng)由天線進(jìn)入接收機(jī)的路徑 ? 是軟硬件的結(jié)合體 ? 作用是跟蹤、處理和量測衛(wèi)星信號，獲取工作所需的數(shù)據(jù)和信息 信號通道的類型 ? 根據(jù)跟蹤方式 ? 序貫通道 ? 多路復(fù)用通道 ? 多通道 ? 根據(jù)工作原理 ? 碼相關(guān)型通道 ? 平方型通道 ? 碼相位型通道 GPS衛(wèi)星信號及其測量原理 GPS信號接收機(jī) 序 貫通道、多路復(fù)用通道和多通道 ? 序貫通道 ? 1個(gè)通道跟蹤多顆衛(wèi)星 /頻率的信號 ? 1個(gè)跟蹤周期大于 20ms ? 成本低 ， 無通道間的延遲誤差 ， 無法提取導(dǎo)航電文 ， 無法保持對載波的連續(xù)跟蹤 ， 控制軟件復(fù)雜 ? 多路復(fù)用通道 ? 1個(gè)通道跟蹤多顆衛(wèi)星 /頻率的信號 ? 一個(gè)跟蹤周期小于 20ms ? 成本低 ， 無通道間的延遲誤差 ， 可提取導(dǎo)航電文 ， 可保持對載波的連續(xù)跟蹤 ， 控制軟件復(fù)雜 ? 多通道 ? 1個(gè)通道跟蹤 1顆衛(wèi)星 /頻率的信號 ? 性能好 ? 成本高 、 有通道間的延遲誤差 碼 相關(guān)型通道、平方型通道和碼相位型通道 ? 碼相關(guān)型通道 ? 優(yōu)點(diǎn)：可以進(jìn)行偽距和載波相位測量，信號質(zhì)量好，可獲取導(dǎo)航電文 ? 缺點(diǎn)：要了解碼的結(jié)構(gòu) ? 平方型通道 ? 優(yōu)點(diǎn)：不需要了解碼的結(jié)構(gòu) ? 缺點(diǎn)：信號質(zhì)量差，無法測定偽距，無法提取導(dǎo)航電文 ? 碼相位型通道 ? 優(yōu)點(diǎn)：不需要了解碼的結(jié)構(gòu) ? 缺點(diǎn)：精度低 GPS衛(wèi)星信號及其測量原理 GPS信號接收機(jī) （五） GPS接收機(jī)的天線 ? 作用 ? 天線的相位中心 GPS衛(wèi)星信號及其測量原理 GPS信號接收機(jī) GPS衛(wèi)星信號及其測量原理 GPS信號接收機(jī) 微帶天線示意圖 GPS衛(wèi)星信號及其測量原理 GPS信號接收機(jī) GPS衛(wèi)星信號及其測量原理 GPS信號接收機(jī) 天線 的作用 ? 接收來自衛(wèi)星的信號 ? 放大 ? 進(jìn)行頻率變換（變頻處理） ? 用于對信號進(jìn)行跟蹤、處理、量測 天線 的相位中心 GPS衛(wèi)星信號及其測量原理 GPS信號接收機(jī) ? 天線的幾何中心與相位中心 ? 幾何中心 ? 相位中心 ? 相位中心偏差 ? 天線相位中心的變化 ? 與信號的高度角有關(guān) ? 與信號的方位角有關(guān) ? 相同類型的天線具有相同的相位中心特性 GPS衛(wèi)星信號及其測量原理 GPS信號接收機(jī) 北 幾何中心 平均相位中心 天線相位中心偏差和變化 天線相位中心的變化主要隨信號入射的高度角的變化而變化，與信號入射的方位角關(guān)系較小。 GPS衛(wèi)星信號及其測量原理 GPS信號接收機(jī) 返回