伪距测距原理
伪距测距原理
伪距测距原理GPS接收机若要实现定位，必须解决如下两个问题：一是要知道各颗可见卫星在空间的准确位置，二是要测量从接收机到这些卫星的精确距离。
GPS接收机对每颗卫星产生伪距和载波相位两个基本距离测量值。
伪距测量值：伪距在GPS领域是一个非常重要的概念，它是GPS接收机对卫星信号的一个最基本的距离测量值。
通过测量GPS信号从GPS卫星到接收机的传输时间，再乘以信号的传播速度，可得到GPS卫星与接收机之间大概距离的测量值称为伪距。
核心是测量GPS卫星发射的测距码信号（C/A码或P码）到达用户接收机天线的电波传播时间τ。
为了测量上述传播时间，在用户GPS接收机里复制了与卫星发射的测距码（C/A码或P码）结构完全相同的码信号，通过接收机中的时间延迟器，使复制的测距码进行相移，使其在码元上与接收到的卫星发射的测距码对齐，即进行相关处理。
当相关系数为1时，接收到的卫星测距码与本地复制的测距码码元对齐。
为此，所需要的相移量就是卫星发射的码信号到达接收机天线的传播时间τ。
编号为S的卫星按照其自备的卫星时钟在t(s)时刻发射出某一信号，将t(s)时刻称为GPS 信号发射时间。
该信号在t u时刻被用户GPS接收机接收到，将t u时刻称为GPS信号的接收时间。
用户接收机时钟产生的时间通常与GPS时间不同步。
假设对应于信号接收时间t u的GPS 时间实际上等于t，那么我们可将GPS时间为t时的接收机时钟t u记为t u(t)，并将此时的接收机时钟超前GPS时间的量记为δt u(t)，即t u(t)=t+δt u(t)式中，δt u(t)通常称为接收机时钟钟差，其值通常来说是未知的，并且是一个关于GPS 时间t的一个函数。
GPS时间t与卫星时钟t(s)(t)存在以下关系：t(s)(t)=t+δt(s)(t)其中卫星时钟钟差δt(s)(t)可以视为已知的，根据此式GPS时间与卫星时钟在信号发射时刻（t-τ）时的关系可表达成t(s)(t-τ)=t-τ+δt(s)(t-τ)GPS接收机根据接收机时钟在t u(t)时刻对GPS信号进行采样，然后对采样信号进行处理，可得到标记在GPS信号上的发射时间t(s)(t-τ)。
伪距、载波相位测量原理
重建载波
将非连续的载波信号恢复成连续的载波信号。
伪距测量与载波相位测量
载波调制了电文之后 变成了非连续的波
码相关法
将所接收到的调制信号（卫星 信号）与接收机产生的复制码 相乘。
卫 星 信 号 的 生 成
接 收 机 重 建 载 波
(c )2 0 0 2 , 黄 劲 松
码相关法
码相关法
技术要点 卫星信号（弱）与接收机信号（强） 相乘。
3.9 卫星的载波信号及相位测量原理
3.9.1 GPS卫星的载波信号 3.9.2 GPS卫星信号的调制 3.9.3 GPS卫星信号的解调 3.9.4 载波相位测量原理
载波相位测量的特点
优点：测距精度高，可达0.1mm量级 难点： 重建载波 存在整周数不确定问题 存在整周跳变问题
测距码的调制与解调
在数字通讯技术中，为了有效地传播信息， 一般均将低频信号加载到高频的载波上， 这时原低频信号称为调制信号，而加载信 号后的载波就称为已调波。
GPS信号调制，是采用调相技术实现的。
卫星信号的调制
模二和
运算规则
二进制信号：“1”表示二进制“0”，“-1”表示二 进制“1”，则
理（如AS）
每颗GPS卫星都采用特定的 伪随机噪声码
码相关伪距测量
特点 定位速度快，实时定位 精度较高 对信号的强度要求不高
3.9 卫星的载波信号及相位测量原理
3.9.1 GPS卫星的载波信号 3.9.2 GPS卫星信号的调制 3.9.3 GPS卫星信号的解调 3.9.4 载波相位测量原理
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测距码测距原理①
距离测定的基本思路
ctc
信号传 播时间
信号（测距码）传播时间的测定
相关系数：
伪距定位的基本原理
伪距定位的基本原理
伪距定位技术是一种基于卫星信号的定位方法，主要使用在全球定位系统（GPS）中。
其原理是通过接收卫星信号并测量信号传输时间，从而得到接收器与卫星之间的距离差。
通过多个卫星的信号测量，可以计算出接收器的位置。
伪距定位技术的基本原理是利用卫星发射的信号，接收器接收到信号后记录下信号的到达时间。
因为信号传输时速度是已知的，通过记录到达时间，就可以计算出信号传播的距离。
而通过接收多颗卫星的信号并计算距离，就可以确定接收器的位置。
在伪距定位技术中，卫星发射的信号包含有精确的时间信息。
接收器通过接收这个信号，可以知道卫星在发送信号时的精确时间。
而当信号到达接收器时，接收器也可以记录下接收信号的时间。
通过计算信号传播时的时间差，就可以计算出信号传播的距离。
然而，在实际应用中，由于卫星与接收器之间的距离相差较远，信号传播的路径存在多种可能。
因此，要精确地计算信号的传播距离，需要考虑多种因素，如信号传播的时间、信号传播的路径、信号传播过程中遇到的障碍物等。
为了提高伪距定位的精度，需要使用更为复杂的算法，如差分GPS等。
总的来说，伪距定位技术是一种基于卫星信号的定位方法，其原理是通过接收卫星信号并测量信号传输时间，从而得到接收器与卫星
之间的距离差。
通过多个卫星的信号测量，可以计算出接收器的位置。
在实际应用中，为了提高精度，需要考虑多种因素，并使用更为复杂的算法。
伪距测量
(4)要保证测试结果的普适性并获取高可信度的设备时延值,伪距和钟差测量必须尽可能遍历各种技术状态, 如开关机、静态、低动态、高动态及多种信号接收强度等。
提高精度
(1)伪距、钟差、设备时延等基本物理量是密切相关的,而且都是时间的函数,因此其定义必须严格自洽。从 广义上讲,设备时延并不一定是真正意义上的时延,他们取决于时间参考点的选择。在一般情况下其取值可以为正, 也可以为负。
(2)在选择设备1pps输出端口为本地时间参考点的情况下,收发组合时延可以采用直接测量钟差的方法测定。 两台发射(或接收)设备的发射时延(或接收时延)的相对差值,可以通过与某一台参考接收(或发射)设备进行组合 时延测量得到。
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基本概念
测得的距离含有时钟误差和大气层折射延迟，而非“真实距离”,故称伪距。它是为实现伪距定位，利用测定 的伪距组成以接收机天线相位中心的三维坐标和卫星钟差为未知数的方程组，经最小二乘法解算以获得接收机天 线相位中心三维坐标,并将其归化为测站点的三维坐标。由于方程组含有4个未知数，必须有4个以上经伪距测量 而获得的伪距。此法既能用于接收机固定在地面测站上的静态定位，又适于接收机置于运动载体上的动态定位。 但后者的绝对定位精度较低，只能用于精度要求不高的导航。
真距
在无线电测量中,信号通过发射天线发射,经空间传播后由接收天线接收。所谓的信号空间传播时延是指信号 在空间传播过程中所花费的时间。信号空间传播时延反映了信号所走过的真实路程,可将其简单地称为真距。
GPS伪距测量定位概述GPS的观测量GPS
( ) , ( ) , ct ---测量误差改正数
k trop 1 k ion 1 k a
3、列出测码伪距方程的误差方程 k 在式（3）中，令观测值 ( 1 ) 的改正数为vk 将接收机钟差项用其等效距离代替，即令
ct1b
则式（3）的未知项变为：
X , Y , Z ,
k 1 2 2
2
1
2
xk X 0 yk Y0 zk Z 0
2 2
2
1
2
X 0 xk Y0 yk Z 0 zk X k Y k Z k 0 0 0
引入符号简化上式
l X m Y n Z
2）载波相位测量精度
与测距码比，可将载波视作码元宽度 （波长）更小的测距码，因载波L1、 L2波长分别为19.03cm和24.42cm， 对齐误差仍为码元宽度的1/10，则最 大观测误差分别为2.0mm和2.5mm。 载波相位观测值测定的星地伪距精度 要比用测码伪距法高。
二、GPS定位方法分类
j a
ctb ct
j a
（6）
式（6）给出的伪距关系式在定位中具 有重要意义。
第二节 测距码伪距法单点定位 一、单点定位（绝对定位）概念 单点定位是指一次定位只确定一台接收 机在WGS-84地心坐标系中的坐标，接收 机可以是动态的，也可以是静态的。根据 伪距测量方法的不同，又分为测码伪距绝 对定位和载波相位法绝对定位。 以GPS提供的测距码P码或C/A码为基 础信号进行伪距测量，进而建立测码伪距 观测方程，以此为基础数学模型进行的定 位称作测距码伪距法单点定位。
k 1 k 0 k k k
伪距测量及定位原理
伪距测量及定位原理伪距测量及定位原理是一种基于卫星信号的测距技术，可以用来确定接收器的位置。
这种技术是现代导航系统中最常用的定位技术之一。
伪距测量是通过测量卫星信号从发射到接收器的时间来计算距离，再结合卫星的位置信息，最终确定接收器的位置。
伪距测量的原理是基于卫星导航系统发射的信号在空间中传播的速度是已知的。
当卫星信号到达接收器时，可以通过测量信号从发射到接收器的时间来计算距离。
由于卫星的位置信息是已知的，通过多个卫星的信号测距，可以得到接收器相对于这些卫星的距离。
进一步，通过三个或以上的卫星信号测距，可以利用三边定位原理来确定接收器的位置。
伪距测量及定位原理的关键在于准确测量信号的传播时间。
接收器会接收到多个卫星的信号，每个信号都会有一个不同的传播时间。
为了准确测量传播时间，接收器需要和卫星进行时间同步。
卫星会通过导航信号发送时间信息，接收器通过接收这些信息来进行时间同步。
一旦接收器和卫星的时间同步完成，接收器就可以通过测量信号的传播时间来计算距离。
伪距测量及定位原理的精度受到多种因素的影响。
首先，信号的传播速度在大气中会发生变化，这会导致距离的测量误差。
其次，卫星的位置信息也会存在一定的误差。
此外，接收器本身的误差也会对定位精度产生影响。
为了提高定位的精度，可以使用差分定位技术，通过与参考站的信号进行比较，消除误差。
伪距测量及定位原理在现代导航系统中得到了广泛应用。
全球定位系统（GPS）就是一种基于伪距测量及定位原理的导航系统。
通过接收多颗卫星的信号，GPS可以实现准确的定位和导航。
除了导航系统，伪距测量及定位原理还可以应用于地震监测、航空航天等领域。
总结一下，伪距测量及定位原理是一种基于卫星信号的测距技术，通过测量信号的传播时间来计算距离，再结合卫星的位置信息，最终确定接收器的位置。
这种技术在现代导航系统中得到了广泛应用，提供了准确的定位和导航功能。
尽管伪距测量及定位原理存在一定的误差，但通过差分定位等技术，可以提高定位的精度。
简述测距码伪距测量原理
简述测距码伪距测量原理
测距码伪距测量是一种常用的无线电导航技术，它可以用于计算两个无线电发射站之间的距离。
它通过利用已知的两点之间距离，利用距离代替时间来测量伪距。
伪距是指一个无线电发射站发出的脉冲和另一个无线电接收站接收到的脉冲之间的时间差，通常表示为微秒。
测距码伪距测量的基本原理是采用一个发射机发送不同的测距码，而后接收机接收相同的测距码，从而计算接收和发射之间的伪距。
发射机和接收机之间的测距码伪距测量的原理是，根据发射的测距码的速度，将发射的信号传播到另一个站点，而接收站点可以接收到发射站点发出的信号，并记录两个站点之间信号传播的时间差。
测距码伪距测量原理是基于时间推算距离的原理。
根据每秒钟传播速度等于光速，就可以将距离转换为时间，计算出信号发射到接收站之间的时间差。
通过这一原理，可以计算出发射站和接收站之间的伪距。
在测距码伪距测量中，采用的信号称为测距码或模拟脉冲，其一般由几百至几千个脉冲组成，并且每个信号包含独特的特征。
另外，每个测距码信号中包含有定位和校准标识（TOCID），可以用于同步接收信号。
测距码伪距测量可以用于估算接收站到发射站之间的距离，它的优势是精度高、测量速度快。
此外，由于测距码的发射是以模拟方式进行的，因此可以忽略干扰，实现高精度的测量。
综上所述，测距码伪距测量是一种普遍使用的伪距测量技术，它
的原理是利用传播时间来表示距离，采用特定的测距码进行发射，并忽略干扰实现高精度的测量。
全球定位系统的伪距定位原理
全球定位系统的伪距定位原理
全球定位系统（GPS）是一种卫星导航系统，它可以提供全球范围内的准确定位服务。
GPS的定位原理基于伪距定位技术。
伪距定位技术的基本思想是，接收器接收到来自卫星发射的信号后，测量出信号的传播时间，然后通过将传播时间乘以光速得到信号的传播距离。
通过同时测量多颗卫星的传播距离，可以得到接收器与卫星之间的距离，从而确定接收器的位置。
为了测量出信号的传播时间，GPS接收器需要同时接收到至少4颗卫星的信号。
当接收器接收到卫星信号后，它会将信号的时间戳与本地时钟进行比较，从而计算出信号传播时间。
由于信号传播速度几乎等于光速，因此信号传播时间可以被转换为信号传播距离。
另外，由于GPS卫星的位置是已知的，因此接收器可以通过与多颗卫星的距离计算出自身的位置。
这种计算是通过三角形定位原理来实现的，即利用三个点的距离可以唯一确定一个点的位置。
总之，伪距定位技术是GPS定位的核心原理，它利用卫星信号传播时间来确定接收器与卫星之间的距离，从而确定接收器的位置。
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背景——GPS 系统定位原理
已知卫星的位置（通过广播描述卫星运动的星历参数和历书参数），测量得到卫星和用户之间的相对位置（伪距PRN ），用导航算法（最小二乘法或卡尔曼滤波法）解算得到用户的最可信赖位置。
图1
获得伪距后，按照下式解算定位结果：
11223344
(1)(2)(3)(4)(,i B Corr PR B Corr PR B Corr PR B Corr PR SVx SVy +=+=+=+=其中，,)(,,)i i i i SVz B Corr i PR i Rx Ry Rz 为卫星位置，为接收机钟差等效距离，
为第颗卫星的已知修正量，为对第颗卫星的观测伪距，为接收机位置
伪距测量原理
GPS 定位的基础就是测距，即通过测量信号从卫星传播到接收机所用的时间获得卫星和接收机之间的距离（i PR c t =⨯∆）。
图2
利用伪随机码的自相关特性如图3，令本地码片以一定速度移动如图4，当本地复现码与从卫星传到的码相关值达到最大时，本地码移动了的时间即为所求
t ∆。
图3 自相关函数
Δt
t 1
t 2
卫星t 1时刻产生的码相位，
Δt 后到达
从卫星传到的码
接收机产生的复现码
卫星产生的码
将接收机产生的码移动Δt
图4信号捕获过程。