一、概述
1、定位原理:空間測(cè)距交會(huì)
如何確定衛(wèi)星的位置
兩個(gè)關(guān)鍵問(wèn)題:
如何測(cè)量出站星距離
2、測(cè)距交會(huì)觀測(cè)方程:
(1)
思考:如何求解上述方程?
3、gps定位方式:
偽距法定位、靜態(tài)定位、絕對(duì)定位、實(shí)時(shí)定位、載波相位測(cè)量定位、差分定位、動(dòng)態(tài)定位、相對(duì)定位、事后定位
二、偽距法定位
偽距法是由gps接收機(jī)在某一時(shí)刻測(cè)出4顆以上gps衛(wèi)星的偽距以及已知的衛(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)。由于各種誤差,實(shí)際測(cè)出的距離′與真實(shí)的站星距離有一定的差值,因此一般稱測(cè)出的距離為偽距。
p碼偽距及c/a碼偽距
p碼為精測(cè)碼,碼率為10.23mhz,相當(dāng)于30m碼元寬度,測(cè)量精度0.3~3m;
c/a碼為粗測(cè)碼,碼率為1.23mhz,相當(dāng)于300m碼元寬度,測(cè)量精度3~30m;
1.測(cè)距碼技術(shù)
gps衛(wèi)星依據(jù)自己的時(shí)鐘發(fā)出某一結(jié)構(gòu)測(cè)距碼,該測(cè)距碼經(jīng)過(guò)時(shí)間后到達(dá)接收機(jī)。接收機(jī)在自己時(shí)鐘的控制下產(chǎn)生一組結(jié)構(gòu)完全相同的測(cè)距碼—復(fù)制碼,該碼經(jīng)過(guò)′延遲后與測(cè)距碼進(jìn)行相關(guān)處理,若自相關(guān)系數(shù)r(′)=max,則′為gps信號(hào)從衛(wèi)星傳播到接收機(jī)所用的時(shí)間。這時(shí),偽距。
測(cè)距碼的優(yōu)點(diǎn):最大幅度消除各種隨機(jī)誤差、易于捕捉微弱的衛(wèi)星信號(hào)。
2.偽距定位觀測(cè)方程
只考慮鐘差影響的偽距計(jì)算公式:
其中:
再考慮信號(hào)傳播中的延遲影響:
即:
其中分別為電離層和對(duì)流層的改正項(xiàng)。
將站星間距離用兩點(diǎn)間距離公式展開(kāi),并將接收機(jī)鐘差也作為未知數(shù),則有:
上式中,j為衛(wèi)星數(shù),j=1,2,3,...