载波相位差分原理
GNSS原理
载波相位平滑伪距差分姓名：邵丞学号：2015050031姓名：何珏霖学号：20150500272015.11相位平滑伪距差分原理GPS 接收机除了提供伪距测量外, 可同时提供载波相位测量, 由于载波相位测量的精度比码相位的测量精度高2 个数量级, 因此, 如能获得载波整周数, 就可以获得近乎无噪声的伪距测量。
一般情况下, 无法获得载波相位整周数, 但能获得载波多普勒频率计数。
实际上, 载频多普勒计数测量反映了载波相位变化信息, 即反映了伪距变化率的测量。
考虑到载频多普勒测量的高精度, 并且精确地反映了伪距变化, 因此若能利用这一信息来辅助码伪距测量就可以获得比单独采用码伪距测量更高的精度。
这一思想称为相位平滑伪距测量。
又可将其分为载频多普勒计数平滑伪距和载波相位平滑伪距,这是由观测量的量纲不同而分类的。
前者是以频率周数为单位,后者是以载波波长为单位,两者利用平滑技术进行伪距差分的方法是类同的。
今天我们小组讲介绍载波相位平滑伪距差分原理。
设伪距和相位的观测方程为：（1）2i u νCd τR ++=+)N λ(i i ψ（2）式中：ρi 为经差分改正后的用户站到卫星的伪距，d τ为钟差，ψi 为观测的相位小数，N i 为整周相位模糊度，λ为波长，R u i 为用户站至卫星的真实距离,其中包括用户站的三维坐标,v 1,v 2为接收机测量噪声。
采用历元间的相位变化量来平滑伪距, 取t 1 、t 2 两时刻的相位观测量之差则有：212121i 2i 21')()()()()]()([),(v t Cd τt Cd τt R t R t t t t δρi u i u i +-+-=-=ψψλ（3）式(3)中整周相位模糊度消除了。
若基准站与用户站相距不太远, 则相对伪距观测而言, 可视v′2 ≈0 。
此时, 在t2 时刻的伪距观测量为:1222)()()(v t Cd τt R t ρiu i ++=（4）将式(3) 代入式(4) 中, 得:121112),()()()(v t t δρt Cd τt R t ρi iu i +++=（5）考虑到差分伪距观测量的噪声呈高斯白噪声,均值为零, 则由式(5), 可由t2 时刻差分伪距观测量经相位变化量回推t 1 时刻的差分伪距观测量:),(-)()(2121t t δρt ρt ρi i i =（6）由式(6)看出, 可由不同时段的相位差回推求出t 1时刻的伪距值。
GNSS速度解算的三种方法
GNSS速度解算的三种方法GNSS（全球导航卫星系统）速度解算是利用卫星系统测量得到的距离和时间信息来计算导航接收器或移动设备的速度。
速度解算是导航和定位的关键要素之一，能够用于车辆导航、航空导航、航海导航等各种应用。
1.单点定位法：单点定位法是最简单的速度解算方法之一，只需利用接收器接收到来自GNSS卫星的信号，通过测量信号的时间延迟和卫星与接收器之间的距离，然后再根据时间间隔来计算速度。
这种方法的计算简单直接，但由于没有考虑到GNSS系统误差和其他外部干扰因素，所以精度较低。
2.差分定位法：差分定位法是通过对接收到的信号进行差分运算，以消除由GNSS系统误差和其他干扰引起的误差，从而提高定位精度和速度解算结果。
其中差分定位法又可分为实时差分定位法和后处理差分定位法。
实时差分定位法主要是将接收器位置的差分信号通过无线电传输到一个基准站进行处理，然后传回到用户接收器，从而实现实时差分定位。
后处理差分定位法则是将原始观测数据回传到基准站进行处理。
3.载波相位差分解法：载波相位差分解法是一种精密的GNSS速度解算方法，它利用卫星信号的相位变化来计算速度。
这种方法基于载波信号的相位测量，能够提供更高的测量精度。
载波相位差分解法的基本原理是将两个接收器之间的相位差异与距离差异相关联，从而得到速度计算结果。
然而，这种方法需要更加精确的设备和较长的时间来完成数据处理，所以相对而言，相较于前两种方法，实用性较低。
总结来说，单点定位法简单直接，但精度较低；差分定位法通过消除误差提高精度和速度解算结果；载波相位差分解法精度更高，但操作复杂和耗时较长。
不同的速度解算方法适用于不同的场景和要求，用户可以根据具体需求选择合适的方法进行速度解算。
rtk原理
rtk原理
RTK就是实时动态差分测量，其原理简述如下：
基准站用一个固定坐标来做参考，以后基站每通过接收卫星算得一个坐标，就跟固定坐标作比对，得到差值，然后将这个差值发送给移动站，移动站用卫星接收到的坐标再减去基站发过来的差值就得到了改正后的坐标。
拓展资料：
RTK（Real - time kinematic，实时动态）载波相位差分技术，是实时处理两个测量站载波相位观测量的差分方法，将基准站采集的载波相位发给用户接收机，进行求差解算坐标。
这是一种新的常用的GPS测量方法，以前的静态、快速静态、动态测量都需要事后进行解算才能获得厘米级的精度，而RTK是能够在野外实时得到厘米级定位精度的测量方法，它采用了载波相位动态实时差分方法，是GPS 应用的重大里程碑，它的出现为工程放样、地形测图，各种控制测量带来了新曙光，极大地提高了作业效率。
gnss载波相位差分原理
gnss载波相位差分原理GNSS（全球导航卫星系统）载波相位差分是一种高精度的定位技术，它利用卫星信号的载波相位信息来计算接收机的位置。
下面将详细介绍GNSS载波相位差分的原理。
一、GNSS信号的载波相位GNSS信号是由卫星发射的电磁波组成的，其中包含了载波信号和调制信号。
载波信号是一种高频振荡信号，它的频率非常稳定，一般在1.2GHz左右。
载波信号的相位是一个连续变化的值，它的变化速度与载波频率成正比。
二、载波相位差分的原理GNSS载波相位差分的原理是利用两个接收机接收同一颗卫星发射的信号，并测量它们之间的载波相位差。
由于两个接收机之间的距离非常近，所以它们接收到的信号的相位差几乎只受到大气延迟和接收机硬件误差的影响，而与卫星位置无关。
因此，通过测量两个接收机之间的载波相位差，可以消除大气延迟和接收机硬件误差的影响，从而得到非常高精度的定位结果。
三、载波相位差分的实现为了实现载波相位差分，需要满足以下几个条件：1. 两个接收机必须同时接收同一颗卫星发射的信号。
2. 两个接收机之间的距离必须足够近，一般在几十米到几千米之间。
3. 两个接收机必须能够相互通信，以便将测量结果传输到主控制中心进行计算。
在实际应用中，通常采用基站和移动站的方式来实现载波相位差分。
基站是一个固定的接收机，它的位置已知，并且能够与移动站进行通信。
移动站是一个移动的接收机，它的位置需要测量。
基站和移动站同时接收同一颗卫星发射的信号，并测量它们之间的载波相位差，然后将测量结果传输到主控制中心进行计算，最终得到移动站的位置。
总之，GNSS载波相位差分是一种高精度的定位技术，它利用卫星信号的载波相位信息来计算接收机的位置。
通过消除大气延迟和接收机硬件误差的影响，可以得到非常高精度的定位结果。
载波相位差分原理
载波相位差分原理由于自身结构及测量中随机噪声误差的限制测距码差分GPS 仅可满足m 级动态定位需要；载波相位测量噪声误差远低于测距码，在静态相对定位中已实现10-6~10-8的精度，但整周未知数求解需进行长时间的静止观测，数据需事后处理，限制了该方法在动态定位中的应用。
然而快速逼近整周模糊度技术的出现使利用载波相位差分技术实时求解载体位置成为可能。
具有快速高精度定位功能的载波相位差分测量技术，简称RTK （real time Kinematic ）技术。
载波相位差分定位技术是在基准站上安置一台GPS 接收机，对卫星进行连续观测，并通过无线电传输设备实时地将观测数据及测站坐标信息传送给用户站；用户站在接收卫星信号的同时通过无线接收设备接收基准站信息，根据相对定位原理实时处理数据并以cm 级精度给出用户站的三维坐标。
载波相位差分定位技术可分为修正法和求差法：前者将载波相位的修正量发送给用户站，对用户站的载波相位进行改正实现定位；后者将基准站的载波相位发送给用户，由用户站将观测值求差进行坐标解算。
星站间的相位差值由三部分组成()()ji j i j i j i t t N t N δϕ+-+=Φ00 （1）式中()0t N j i 为起始整周模糊度，()0t t N j i -为从起始时刻至观测时刻的整周变化值，ji δϕ为观测相位的小数部分。
则星站间距离为载波波长与星站相位差的乘积，即()()()j ij i j i j i t t N t N δϕλρ+-+=00~ （2）若在基准站利用已知坐标和卫星星历可求得星站间的真实距离ji ρ，星站间伪距观测值则可表示为()i i j i j i j i j i j i V M T I t t c ++++-⋅+=δδδδδρρ~ （3）公式中i M δ为多路径效应，i V 为GPS 接收机噪声。
在基准站可求出伪距改正数()i i j i j i j i j i j i j i V M T I t t c ++++-⋅=-=δδδδδρρδρ~ （4）用此改正数对用户站伪距观测值进行修正，有()()()()()i k i k j ij k j i j k i k j k j i j k V V M M T T I I t t c -+-+-+-+-⋅+=-δδδδδδδδρδρρ~ （5）当基准站和用户站之间的距离小于30km ，可认为j i j k I I δδ=，ji j k T T δδ=，则 ()()()()()()δρδδδδρδρρ∆+-+-+-=-+-+-⋅+=-222~kjkjkjik i k i k j k j i j k Z ZY YX XV V M M t t c （6）式中()()()i k i k i k V V M M t t c -+-+-⋅=∆δδδδδρ。
定位rtk原理
定位rtk原理今天咱们来唠唠定位RTK这个超酷的东西。
你可能在一些工程啊，测绘之类的场景里听到过它的大名。
RTK呢，全称是实时动态载波相位差分技术。
这名字听起来是不是有点绕口？没关系，咱把它拆开了看就没那么复杂啦。
先说说定位这事儿。
咱们平常导航的时候，手机也能给咱定位，但是那个精度和RTK比起来呀，就差远喽。
RTK的定位就像是一个超级精确的小侦探，它能准确地知道自己在地球上的位置。
这背后的原理呢，和卫星有很大的关系。
天上的卫星就像是挂在天上的灯塔，不停地向地球发送信号。
这些信号就包含了卫星自己的位置信息还有时间信息呢。
咱们的RTK设备就像一个超级灵敏的耳朵，在接收这些卫星信号。
那载波相位又是啥呢？你可以把它想象成是卫星信号的一种特殊的节奏。
就像音乐有节拍一样，卫星信号也有自己的“节拍”，这个节拍就是载波相位。
RTK设备接收到卫星信号的载波相位之后，就开始进行它的魔法啦。
差分技术就是RTK的另一个神奇之处。
你想啊，卫星信号在从太空传到地球的过程中，会受到好多东西的干扰，比如说大气层啊，周围的建筑物啊之类的。
这就会让信号有点偏差。
差分技术就像是一个纠错小能手。
它会在一个已知精确位置的基准站也接收卫星信号，这个基准站就像是定位的标准参照。
基准站发现卫星信号因为干扰产生的偏差之后呢，就会把这个偏差信息发送给流动站（也就是我们要进行精确定位的设备）。
流动站收到这个偏差信息之后，就可以把自己接收到的卫星信号进行修正啦，这样一来，定位的精度就超级高啦。
你知道RTK能精确到什么程度吗？在一些好的情况下，能精确到厘米级呢！这对于那些需要高精度定位的工作来说，简直就是神器。
比如说建大桥的时候，工程师们要知道桥墩的准确位置，差一点都不行，这时候RTK就闪亮登场啦。
还有那些测绘员，在绘制地图的时候，用RTK就能把地形地貌精确地测量出来。
而且呀，RTK在农业方面也开始大展身手了呢。
现在有那种智能农业设备，用RTK 定位，可以准确地知道每一块农田的位置，播种的时候能精确到每一行每一列，施肥、浇水也能做到精准投放，就像给每一株农作物都安排了一个专属的小管家。
GPS导航定位原理以及定位解算算法
G P S导航定位原理以及定位解算算法TYYGROUP system office room 【TYYUA16H-TYY-TYYYUA8Q8-GPS导航定位原理以及定位解算算法全球定位系统(GPS)是英文Global Positioning System的字头缩写词的简称。
它的含义是利用导航卫星进行测时和测距，以构成全球定位系统。
它是由美国国防部主导开发的一套具有在海、陆、空进行全方位实时三维导航与定位能力的新一代卫星导航定位系统。
GPS用户部分的核心是GPS接收机。
其主要由基带信号处理和导航解算两部分组成。
其中基带信号处理部分主要包括对GPS卫星信号的二维搜索、捕获、跟踪、伪距计算、导航数据解码等工作。
导航解算部分主要包括根据导航数据中的星历参数实时进行各可视卫星位置计算；根据导航数据中各误差参数进行星钟误差、相对论效应误差、地球自转影响、信号传输误差(主要包括电离层实时传输误差及对流层实时传输误差)等各种实时误差的计算，并将其从伪距中消除；根据上述结果进行接收机PVT（位置、速度、时间）的解算；对各精度因子(DOP)进行实时计算和监测以确定定位解的精度。
本文中重点讨论GPS接收机的导航解算部分，基带信号处理部分可参看有关资料。
本文讨论的假设前提是GPS接收机已经对GPS卫星信号进行了有效捕获和跟踪，对伪距进行了计算，并对导航数据进行了解码工作。
1 地球坐标系简述要描述一个物体的位置必须要有相关联的坐标系，地球表面的GPS接收机的位置是相对于地球而言的。
因此，要描述GPS接收机的位置，需要采用固联于地球上随同地球转动的坐标系、即地球坐标系作为参照系。
地球坐标系有两种几何表达形式，即地球直角坐标系和地球大地坐标系。
地球直角坐标系的定义是：原点O与地球质心重合，Z轴指向地球北极，X轴指向地球赤道面与格林威治子午圈的交点(即0经度方向)，Y轴在赤道平面里与XOZ 构成右手坐标系(即指向东经90度方向)。
rtk 载波相位差分技术
rtk 载波相位差分技术
RTK (Real-Time Kinematic) 载波相位差分技术是一种高精度的全球定位系统(GNSS) 定位技术。
它利用两个或多个接收机同时接收来自卫星的载波信号，并通过比较载波相位的差异来计算接收点的位置。
RTK技术的原理是在一个参考站和一个或多个移动站之间建立差分基线，利用参考站准确的测量数据和移动站的观测数据来计算载波相位的差异。
通过实时比较载波相位差异，可以达到毫米级的位置精度。
RTK技术的关键在于快速和准确地解算接收机的相位延迟，以及减小误差来源的影响。
为了实现高精度的定位，需要满足以下几个条件：
1. 高时间分辨率：接收机需要以非常高的时间分辨率进行载波相位测量，通常是以纳秒级别。
2. 差分定位：利用参考站的精确位置信息，将其相位延迟修正应用于移动站的观测数据，从而消除大部分的前处理误差。
3. 基线长短：基线长度对RTK定位精度有着直接的影响，较短的基线有助于减小误差。
4. 数据更新率：由于RTK技术需要实时解算载波相位差异，接收机需要以较高
的数据更新率进行观测和计算。
RTK载波相位差分技术已广泛应用于地理测量、导航、车辆自动驾驶和航空航天等领域，提供了高精度和实时的位置信息。
- 1、下载文档前请自行甄别文档内容的完整性，平台不提供额外的编辑、内容补充、找答案等附加服务。
- 2、"仅部分预览"的文档,不可在线预览部分如存在完整性等问题,可反馈申请退款(可完整预览的文档不适用该条件!)。
- 3、如文档侵犯您的权益，请联系客服反馈,我们会尽快为您处理(人工客服工作时间：9:00-18:30)。
载波相位差分原理
由于自身结构及测量中随机噪声误差的限制测距码差分GPS 仅可满足m 级动态定位需要；载波相位测量噪声误差远低于测距码，在静态相对定位中已实现10-6~10-8的精度，但整周未知数求解需进行长时间的静止观测，数据需事后处理，限制了该方法在动态定位中的应用。
然而快速逼近整周模糊度技术的出现使利用载波相位差分技术实时求解载体位置成为可能。
具有快速高精度定位功能的载波相位差分测量技术，简称RTK （real time Kinematic ）技术。
载波相位差分定位技术是在基准站上安置一台GPS 接收机，对卫星进行连续观测，并通过无线电传输设备实时地将观测数据及测站坐标信息传送给用户站；用户站在接收卫星信号的同时通过无线接收设备接收基准站信息，根据相对定位原理实时处理数据并以cm 级精度给出用户站的三维坐标。
载波相位差分定位技术可分为修正法和求差法：前者将载波相位的修正量发送给用户站，对用户站的载波相位进行改正实现定位；后者将基准站的载波相位发送给用户，由用户站将观测值求差进行坐标解算。
星站间的相位差值由三部分组成
()()j
i j i j i j i t t N t N δϕ+-+=Φ00 （1）
式中
()
0t N j i 为起始整周模糊度，
()
0t t N j i -为从起始时刻至观测时刻的整周变化值，
j
i δϕ为观测相位的小数部分。
则星站间距离为载波波长与星站相位差的乘积，即
()()()j i
j i j i j i t t N t N δϕλρ+-+=00~ （2）
若在基准站利用已知坐标和卫星星历可求得星站间的真实距离j
i ρ，星站间伪距观测值
则可表示为
()i i j i j i j i j i j i V M T I t t c ++++-⋅+=δδδδδρρ~ （3）
公式中
i M δ为多路径效应，i V 为GPS 接收机噪声。
在基准站可求出伪距改正数
()i i j i j i j i j i j i j i V M T I t t c ++++-⋅=-=δδδδδρρδρ~ （4）
用此改正数对用户站伪距观测值进行修正，有
()()()
()()i k i k j i
j k j i j k i k j k j i j k V V M M T T I I t t c -+-+-+-+-⋅+=-δδδδδδδδρδρρ~ （5）
当基准站和用户站之间的距离小于30km ，可认为j i j k I I δδ=，j
i j k T T δδ=，则 ()()()()()()
δρδδδδρδρρ∆+-+-+-=
-+-+-⋅+=-2
2
2
~k
j
k
j
k
j
i
k i k i k j k j i j k Z Z
Y Y
X X
V V M M t t c （6）
式中
()()()
i k i k i k V V M M t t c -+-+-⋅=∆δδδδδρ。
将载波相位伪距观测值（2）代入上式，则可得
()()()()()()(
)
()()()
δρ
δϕδϕλλλρρρρδρρ∆+-+-+-=
-+---+-+=+-=-2
2
2
000~~~k
j
k
j
k
j
j i j k j i j k j i j k j i j i j i j k j i j k Z Z
Y Y
X X
t t N t t N t N t N
（7）
上式中令)()()(000t N t N t N j
i j
k j
-=为起始整周数之差，
在观测过程中若卫星跟踪不
失锁，
)
(0t N j 即为常数，令载波相位测量差值
()()()(
)j
i j k j i j k t t N t t N δϕδϕλλϕ-+---=∆00
（7）式可表示为
()()()()
δρ
ϕλρ∆+-+-+-=
∆++2
2
2
0k
j
k
j
k
j
j j i Z Z
Y Y
X X
t N
或
()()()
()δρ
λϕρ∆+--+-+-=
∆+02
2
2
t N Z Z
Y Y
X X
j k
j
k
j
k
j
j i （8）
公式中的未知数
()
0t N j 、Xk 、Yk 、Zk 及ϕ∆中除ϕ∆外，其余均为常数。
但两接收机
钟差之差、噪声之差及两站间多路径效应之差在相邻历元间的变化量均小于cm 级动态定位允许的误差，在求解过程中也可将ϕ∆视作常数。
因此，起始整周未知数若能确定，在基准站和用户站同时观测相同的4颗卫星，就可实现对用户站的定位。
可见起始整周未知数的快速求解是载波相位差分动态定位的关键。
由于每增加一个观测卫星，将相应增加一个整周未知数，因而只能靠延长观测时间，增加观测历元数求解起始整周未知数。