GPS卫星小高度角下多普勒频移的实验分析
多普勒效应实验实验报告
实验名称：多普勒效应实验实验目的：1. 理解多普勒效应的原理和现象；2. 掌握多普勒效应的实验方法；3. 通过实验验证多普勒效应的存在；4. 分析实验数据，得出实验结论。
实验原理：多普勒效应是指当波源与接收器之间存在相对运动时，接收器接收到的波的频率会发生变化的现象。
当波源向接收器移动时，接收到的频率会升高；当波源远离接收器时，接收到的频率会降低。
实验仪器：1. 发射器：频率为f的连续波发生器；2. 接收器：频率计；3. 跟踪器：用于控制波源与接收器之间的相对运动；4. 移动平台：用于承载波源和接收器；5. 测量工具：尺子、计时器等。
实验步骤：1. 将发射器和接收器放置在移动平台上，确保两者之间的距离为L；2. 设置发射器的频率为f，打开发射器；3. 通过跟踪器控制波源和接收器之间的相对运动，分别进行以下实验：a. 波源向接收器移动，记录接收器接收到的频率f1；b. 波源远离接收器，记录接收器接收到的频率f2；c. 接收器向波源移动，记录接收器接收到的频率f3；d. 接收器远离波源，记录接收器接收到的频率f4；4. 计算相对速度v，公式为v = (f1 - f) / f L；5. 计算相对速度v，公式为v = (f2 - f) / f L；6. 计算相对速度v，公式为v = (f3 - f) / f L；7. 计算相对速度v，公式为v = (f4 - f) / f L；8. 分析实验数据，得出实验结论。
实验结果：1. 波源向接收器移动时，接收器接收到的频率f1高于原始频率f；2. 波源远离接收器时，接收器接收到的频率f2低于原始频率f；3. 接收器向波源移动时，接收器接收到的频率f3高于原始频率f；4. 接收器远离波源时，接收器接收到的频率f4低于原始频率f；5. 计算得到的相对速度v分别为v1、v2、v3、v4，符合多普勒效应的规律。
实验结论：通过实验验证了多普勒效应的存在，即当波源与接收器之间存在相对运动时，接收器接收到的波的频率会发生变化。
北斗卫星信号多普勒频移的电路设计
北斗卫星信号多普勒频移的电路设计摘要：接收机在接收卫星信号时，由于接收机与卫星的相对运动，导致卫星信号在传播过程中出现多普勒频移。
为了实现卫星信号中载波多普勒的剥离，设计了一种基于北斗卫星信号的载波多普勒剥离电路。
描述了载波多普勒产生的原因以及剥离的方法，并详细论述了该电路的设计方法。
最后对该电路进行MATLAB和Modelsim仿真，验证了设计的载波多普勒剥离模块性能满足北斗卫星接收机的要求。
关键词：北斗；抽取滤波器；多普勒频移；载波NCO0 引言我国独立自主研发的北斗卫星导航系统自2012年12月27日提供测试运行服务以来，为全球在全天候、不同天气状况下提供了高精度、高可靠的定位、导航和授时功能，此外还包括我国北斗导航系统特有的短报文功能。
2013年12月27日，在北斗卫星导航系统正式提供区域服务一周年后，在之前发布的北斗B1频点信号内容的基础上新增发布了北斗B2频点的信号内容。
双频点信号内容的公布为用户提供高精度双频服务，使定位精度从单频时的10 m跃升至米级、甚至分米级。
北斗卫星在椭圆近地轨道上绕地球运行,由于卫星相对于地面的北斗接收机存在着相对运动,导致用户接收机接收到的北斗卫星所发射的信号产生了频率变化,即多普勒频移。
北斗卫星导航接收机的基带数字处理部分需要通过混频彻底剥离掉数字中频中包含多普勒频移的载波，并且通过伪码相关运算彻底剥离信号中的伪码，从而得到所需要的导航电文数据码。
除此之外，还可以根据测得的多普勒频移来精确地计算卫星接收机的速度和加速。
由此看来，对载波多普勒频移的测量有一定的必要性，更有其重要的现实意义。
本文根据北斗接收机的需要，设计了载波多普勒频移模块，实现了包含多普勒频移的载波剥离。
1.载波多普勒设计背景卫星导航信号包含载波、C/A码和导航电文。
在传播过程中，多普勒频移的产生对卫星信号接收机来说是不可避免的，而C/A的频率很低，所以在C/A码上产生的多普勒频移相当的小，对载波来说则不然。
多普勒效应及应用实验报告
多普勒效应及应用实验报告探究多普勒效应的原理以及其在实际应用中的作用。
实验材料：1.激光器2.光电探测器3.宽孔径音源4.振动平台5.频率计6.光程差调节装置7.会谈装置实验原理：多普勒效应是由于发射源和接收源相对运动而导致的波长的变化。
当发射源和接收源相对静止时，所接收的波长为其发射的波长。
若两者相对移动，则会导致接收到的波长与发射的波长不同。
对于移动的声源，多普勒效应会导致接收到的声音的频率与实际频率不同。
实验步骤：1.搭建实验装置，将激光器和光电探测器固定在一台转台上，保持固定不动。
振动平台上固定一个宽孔径音源作为移动源，放在激光束的轨迹上。
2.调整光电探测器位置，使激光束射到探测器的中心位置，保证测量的准确性。
3.将频率计置于光电探测器旁边，用于测量接收到的声音的频率。
4.开始实验，开启音源，使其在振动平台上移动，同时记录下频率计上测得的频率数据。
5.重复实验3-4步骤多次，取平均值以提高实验的精确度。
实验结果及分析：根据实验中记录的数据，当音源与激光器相对运动时，所接收到的频率会发生变化。
实验中得到的数据表明，当音源向激光器靠近时，接收到的频率会增加；当音源远离激光器时，接收到的频率会减小。
这一现象可以通过多普勒效应来解释。
根据多普勒效应的原理，当光线被移动的音源所接收时，波长会发生改变，进而影响到所接收到的声音的频率。
当音源靠近激光器时，光波被挤压，导致接收到的声音的频率变高；当音源远离激光器时，光波被拉伸，导致接收到的声音的频率变低。
这种现象在实际中的应用非常广泛。
多普勒效应在天文学中有重要的应用。
例如，通过观测星系的多普勒频移，可以推断出它们与地球的相对速度，进而得出星系的运动方向和速度。
多普勒效应也在医学中应用广泛，例如超声波检测中，通过测量接收到的声波的频率变化，可以判断血液的流速以及心脏的功能情况。
此外，多普勒效应还被应用于雷达测速仪、交通速度测定仪等领域。
基于多普勒效应的原理，这些仪器可以测量运动物体的速度。
多普勒效应及应用实验总结
多普勒效应及应用实验总结多普勒效应是物理学中一个重要的现象，它描述了当一个物体靠近或远离观察者时，其发出的波的频率会发生变化的现象。
具体而言，当物体靠近观察者时，波的频率会增加，称为蓝移；当物体远离观察者时，波的频率会减少，称为红移。
多普勒效应不仅在天文学中有着重要应用，也在其他领域如医学、雷达等有着广泛的应用。
在天文学上，多普勒效应是研究星系、行星、恒星等天体运动速度的重要方法。
利用多普勒效应，我们可以推断出天体是否在远离我们或靠近我们，以及其速度的大小。
例如，在天体光谱中观察到频率的移动，就可以通过多普勒效应推断出天体自转速度、星系的膨胀速度等重要信息。
在地球科学中，多普勒效应也有着重要的应用。
例如，利用雷达观测多普勒频移，我们可以获取天气预报中的风速信息。
气象雷达向大气中发射出一束电磁波，当碰到雨滴等液体颗粒时，电磁波会被散射。
根据多普勒效应，散射回来的电磁波频率的变化可以推断出雨滴的速度和方向，从而获得大气中的风速。
在医学领域中，多普勒效应被广泛应用于超声诊断中。
超声波经过血管时，会发生多普勒频移，通过检测超声波的频率变化，我们可以推断出血液运动的速度和方向。
医生可以利用这一技术来检测血管狭窄、血液回流等异常情况，从而可以早期发现疾病或进行手术治疗。
为了验证多普勒效应，科学家们进行了一系列实验。
其中一种常用的实验是通过声音的多普勒效应演示。
实验装置通常包括一个发声器和一个接收器，它们之间通过一个装有电机的轴连接。
当电机驱动轴旋转时，声音通过发声器发出，并沿着轴前进到接收器位置。
实验者可以改变发声器和接收器之间的距离以及轴旋转速度。
通过观察接收到的声音频率的变化，我们可以验证多普勒效应的存在并理解其原理。
总结起来，多普勒效应是物理学中的一个重要现象，在天文学、地球科学和医学等领域有着广泛的应用。
在实验中，科学家通过声音的多普勒效应演示等方法验证了这一效应的存在。
多普勒效应的理解和应用有助于我们更好地理解和研究天体运动、天气预报以及医学诊断等方面的问题。
卫星导航多普勒测速原理
卫星导航多普勒测速原理引言：随着科技的不断发展，卫星导航系统已经成为我们日常生活中不可或缺的一部分。
利用卫星导航系统，我们可以方便地确定自己的位置，并且在导航中获得准确的速度信息。
本文将介绍卫星导航多普勒测速原理，探讨其工作原理和应用。
一、卫星导航系统概述卫星导航系统是一种基于卫星的定位系统，通过在地球轨道上的卫星和地面站之间的通信，实现对地球上任意位置的测量和定位。
目前最常用的全球卫星导航系统包括美国的GPS系统、俄罗斯的GLONASS系统、欧盟的Galileo系统和中国的北斗系统。
二、多普勒效应原理多普勒效应是物理学中的一个重要现象，描述了当光源或声源相对于观察者运动时，观察者会感受到频率的变化。
在卫星导航中，多普勒效应被应用于测量目标的速度。
当卫星以一定的速度向观测者靠近时，传送给观测者的信号频率会增大。
反之，当卫星以一定的速度远离观测者时，信号频率会减小。
这是因为观测者在接收信号时，感受到的波长发生了变化，导致频率的变化。
三、卫星导航多普勒测速原理在卫星导航系统中，接收器通过接收卫星发送的信号，并利用多普勒效应来测量目标的速度。
接收器会比较接收到的信号频率与卫星发送的信号频率之间的差异，从而计算出目标相对于接收器的速度。
具体而言，接收器会记录下接收到的信号频率，并与卫星发送的信号频率进行比较。
根据多普勒效应的原理，如果接收器与卫星之间的相对速度越大，接收到的信号频率与卫星发送的信号频率之间的差异就越大。
通过测量这个差异，接收器可以计算出目标的速度。
四、应用领域卫星导航多普勒测速原理在许多领域都得到了广泛应用。
下面将介绍一些典型的应用领域。
1. 车辆导航和定位卫星导航多普勒测速原理被广泛应用于车辆导航和定位系统中。
通过接收卫星发送的信号并测量多普勒频移，车辆导航系统可以准确地确定车辆的速度和位置，为驾驶员提供准确的导航和定位信息。
2. 航空导航在航空导航中，卫星导航多普勒测速原理也扮演着重要的角色。
多普勒效应综合实验报告
一、实验目的1. 理解多普勒效应的基本原理和现象；2. 掌握多普勒效应的测量方法；3. 通过实验验证多普勒效应的存在；4. 掌握数据处理和分析方法，提高实验技能。
二、实验原理多普勒效应是指波源和接收器之间有相对运动时，接收器接收到的波的频率发生改变的现象。
当波源向接收器移动时，接收到的频率变高；当波源远离接收器时，接收到的频率变低。
多普勒效应广泛应用于声波、光波等多种波动现象中。
本实验采用声波多普勒效应，通过测量声波频率的变化来验证多普勒效应的存在。
实验中，声源发出一定频率的声波，接收器接收声波并测量其频率。
当声源和接收器之间有相对运动时，接收到的频率将发生改变。
三、实验仪器与设备1. 发射器：超声波发生器，频率可调；2. 接收器：超声波接收器；3. 测量仪器：示波器、频率计；4. 支撑架：用于固定发射器和接收器；5. 距离测量工具：卷尺。
四、实验步骤1. 将发射器和接收器固定在支撑架上，确保两者之间的距离保持不变；2. 打开超声波发生器，调节频率为设定值；3. 开启示波器和频率计，记录接收器接收到的频率；4. 改变发射器和接收器之间的相对位置，分别向左、向右移动，记录不同位置下的频率；5. 重复步骤4，分别向上、向下移动，记录不同方向下的频率；6. 对比不同位置和方向下的频率变化，分析多普勒效应现象。
五、实验数据与处理1. 记录不同位置和方向下的频率数据；2. 根据多普勒效应公式计算频率变化量；3. 分析频率变化量与相对速度之间的关系。
六、实验结果与分析1. 实验结果表明，当发射器和接收器之间有相对运动时，接收到的频率会发生改变，验证了多普勒效应的存在；2. 通过计算频率变化量，发现频率变化量与相对速度成正比，符合多普勒效应公式；3. 分析实验误差，可能来源于声源频率的波动、测量仪器的精度等因素。
七、实验结论1. 多普勒效应是波源和接收器之间相对运动时，接收到的波的频率发生改变的现象；2. 通过实验验证了多普勒效应的存在，并计算出频率变化量与相对速度之间的关系；3. 本实验有助于加深对多普勒效应的理解，提高实验技能。
基于广义延拓逼近的GPS卫星信号多普勒频移估计方法
基于广义延拓逼近的GPS卫星信号多普勒频移估计方法唐青松;王兆瑞【摘要】对并行码相位捕获GPS卫星信号时多普勒频移的栅栏效应进行研究.为了减小栅栏效应的影响,提高多普勒频移的捕获精度,提出用广义延拓逼近法来提高多普勒频移的估计精度,并在不增加算法运算量的基础上,对此方法进行优化,进一步降低了噪声对捕获多普勒频移精度的影响,仿真结果验证了该方法的有效性.%The picket-fence effect of Doppler shift when the parallel code phase is utilized to capture the GPS satellite signal is studied.In order to reduce the influence of picket-fence effect and improve the acquisition precision of Doppler shift,a generalized extended approximation method is proposed to improve the estimation accuracy of Doppler shift. The method is optimized while maintaining the algorithm computation amount to further reduce the impact of noise on the acquisition accuracy of Doppler shift. The simulation results verify that the method is effective.【期刊名称】《现代电子技术》【年(卷),期】2018(041)007【总页数】5页(P24-28)【关键词】栅栏效应;多普勒频移;广义延拓逼近;GPS;卫星信号;捕获精度【作者】唐青松;王兆瑞【作者单位】中国科学院大学,北京100012;中国科学院国家天文台,北京100012;中国科学院国家天文台,北京100012【正文语种】中文【中图分类】TN911.7-340 引言为了提高计算效率，通常采用FFT算法对采样信号的频谱进行计算，设数据点数为N=T/dt=Tfs,则计算得到的离散频率点为X(fi),fi=ifs/N,i=0,1,2,…,N/2,这样就只能看到频谱的一部分，因此会使一部分有用的频率成分被漏掉，此种现象被称为栅栏效应。
多普勒频移和多普勒频率
多普勒频移和多普勒频率
多普勒频移（Doppler shift）指的是由于物体的运动引起的声波或电磁波频率的改变，也称为多普勒效应。
在声波中，当源和观测者之间靠近时，声波频率增加，频率越高；当源和观测者之间远离时，声波频率减小，频率越低。
在电磁波中，情况类似，当源和观测者之间靠近时，波长缩短，频率增加；当源和观测者之间远离时，波长增加，频率减小。
多普勒频率（Doppler frequency）通常指的是通过多普勒效应计算得到的频率差异。
在雷达、GPS定位等领域中，多普勒频率被广泛应用。
例如，用雷达测量目标的速度，通过测量雷达发射的频率和接收到的反射波的频率之间的差距，就可以计算出目标的速度。
同样，GPS的定位原理也是基于多普勒频率的计算，通过计算卫星发射的信号与地面接收器接收到的信号之间的频率差异，可以准确测量地面接收器的位置和速度。
多普勒 频移
多普勒频移1. 引言多普勒频移是指当光源和观察者相对运动时，由于多普勒效应的作用，观察到的光的频率发生变化的现象。
这一现象广泛应用于天文学、气象学、医学、雷达等领域。
本文将从理论原理、应用领域和实际案例三个方面来详细介绍多普勒频移的相关内容。
2. 理论原理多普勒效应是基于波动理论的。
当发射光源和接收光源相对运动时，光的频率会发生变化。
根据多普勒效应的原理，我们可以分为两种情况来讨论多普勒频移的现象。
2.1 静止观察者和运动光源的情况当观察者静止不动，而光源运动时，观察者会观察到光的频率发生变化。
当光源向观察者靠近时，观察者会观察到光的频率增加，称为蓝移。
当光源远离观察者时，观察者会观察到光的频率减小，称为红移。
这种情况下，多普勒频移的大小与光源和观察者的相对速度成正比。
2.2 运动观察者和静止光源的情况当观察者相对于光源运动时，观察者也会观察到光的频率发生变化。
与前一种情况相反，当观察者向光源靠近时，观察者会观察到光的频率减小，称为红移。
当观察者远离光源时，观察者会观察到光的频率增加，称为蓝移。
这种情况下，多普勒频移的大小与观察者和光源的相对速度成正比。
3. 应用领域多普勒频移的应用非常广泛，以下是一些常见的应用领域。
3.1 天文学多普勒频移在天文学中起着重要的作用。
通过观察星系的光谱，我们可以了解星系的运动情况。
当星系远离我们时，我们会观察到光谱发生红移，这意味着星系正在远离我们。
相反，当星系靠近我们时，我们会观察到光谱发生蓝移，这意味着星系正在靠近我们。
通过分析多普勒频移的数据，天文学家可以研究宇宙的演化和宇宙中的运动。
3.2 气象学多普勒频移在气象学中也有重要的应用。
气象雷达可以利用多普勒频移来测量降水的速度和方向。
当降雨颗粒向雷达靠近时，会引起雷达接收到的回波频率的增加，表示蓝移。
相反，当降雨颗粒远离雷达时，会引起回波频率的减小，表示红移。
通过分析多普勒频移的数据，气象学家可以了解降雨的运动情况，从而预测天气变化和研究气象现象。
探讨多普勒频移在卫星通信中的快捷捕获情况
探讨多普勒频移在卫星通信中的快捷捕获情况摘要由于多普勒频偏的估测精度情况也在一定程度上明显地对通信链路的信道误码率数据产生影响。
因而，须尽量地强化多普勒的频偏估测精度。
至于车载与单兵背负站种类的接收端，由于它们的运动速率相对要低些，而一般将多普勒频偏确定为固定的数值。
本论文在概括多普勒频移理论的基础上，从多个方面探讨多普勒频移在卫星通信中的快捷捕获情况。
关键词多普勒；频移；卫星通信；捕获前言Ka频段范围的卫星所对应的移动通信体系包括上行与下行的链路，相应的载波频率范围是几十大小的GHz。
因为地球站和卫星内部之间会发生相对的运动，从而致使接收端处多普勒频偏约为几十kHz。
因此，若不清除多普勒的频偏问题，则会导致接收端在解调时的功能。
同时，因为空间在电磁特征、多径效应与频率合成器的非稳定性缘故，从而致使接收端处所检测的普勒频偏的数值和理论的数值间存在着噪音问题，而该噪音无法简单地确认为高斯白噪音，而应归属为有色噪音。
可见，有必要分析多普勒频移在卫星通信中的快捷捕获情况。
1 多普勒频移理论概述多普勒频移主要指的是物体在辐射时所放射出的波长会由于波源与观测者发生相对的运动而出现相应的改变。
在运动波源之前，将波压缩处理，从而使得波长变短，频率则变高（蓝移）；而当运动处在波源之后时，则会出现反向的效应，此时波长变长，频率则变低（红移）。
基于光波红（或蓝）移动的程度，能够演算出波源所依从所观测的方向对应运动的速率数值。
多普勒频移及其信号的幅度改变情况广泛地存在于各种生活之中。
比如，当火车从迎面行驶之际，将鸣笛声波长压缩处理，从而致使频率增高，声音也变得尖锐刺耳。
当火车渐行渐远时，声音的波长即被拉长，此时频率也减小，导致声音速度减缓并变得低沉。
由于多普勒频移会造成无线通信时发射与所接收的频率存在着差异，进而导致加载到频率处的信号难以准确接收，更出现并未接收的情况[1]。
2 多普勒频移在卫星通信中的快捷捕获2.1 多普勒的体系结构与频偏的敏感性运用在PN码所捕获到的中频度数字式结构中，其核心成分包括：DMF、AFC环路、解调、数字下变频、捕获多普勒频移的确定以及恢复符号时钟及其保护等。
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分析 得 出 ：在 高度 角 小 于 １ 。 ，高度 角 大 小与 多普 勒 频 移 不 成反 比． １时
［ 关键词］Ｇ Ｓ卫星；高度 角；多普勒频移 Ｐ
［ 图分类号］Ｐ ０ ［ 中 ２８ 文献标 志码 ］Ａ ［ 文章编号 ］１０ ３ ０ （０ １ ０ ０３ ０ ０ ８— ８４ ２ １ ）１— ０ ０— ４
＝
（） １
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『１ ２／ ， ｄ 一ｄ ｌ ｔ
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ｆ （ 一Ｘ） ［ ｒ ＋（ 一 ， ＋（ ） ］ 一［ 一 ） ）） ｒ ｚ 一 （： ＋（２ ）） 一 ）］ ｆ ， 一 ， ＋（ ， ， ，
张爱 国 ，刘 梦鑫 ，陈关连 ，蓝 天祥
（ 门理工 学院空间信息科学与工程 系，福建 厦 门 ３ １２ ） 厦 ６０４
［ 摘
要】 实时卫星位 置解算在整 个 Ｇ Ｓ接 收机 导航 解 算过程 中占有极 其重要 的地位．正 常情 况下， Ｐ
多普勒频移应随着卫星高度 角的增 大而减小．然而，在对 实时卫星位置 解算 实验 进行结果分析 时，却 出现
第ｌ 期
张爱 国 ，等 ：Ｇ Ｓ卫 星 小 高 度 角 下多 普 勒 频 移 的 实 验 分 析 Ｐ
勒 频移 预测 的具 体公 式 如下 ： ｄ １＝ ［ ） ＋（ ｌ—Ｙ ） （ １一 Ｙ ｒ ＋（ ｌ ） ］ ， 一 ２ ｄ ２＝ ［ （２一Ｘ） ＋（２一Ｙ） ｒ Ｙ ｒ ＋（ 一 ） ， ］
［ 收稿 日期］２ １ ０ ０—１ —１ １ ７ ［ 回日期］２ １ ０ ２ 修 ０ １— ２— ６ ［ 基金项 目］福建省科技计 划重 大项 目 （ ０９ ０ ２ ） ２ ０ Ｈ ０ ２ ；厦门市科技计划项 目 （５ ２ ２ ０ ３ ３ ） ３ ０ Ｚ ０７ ０ ２ ［ 作者简介】张爱国 （ ７ － ，男， 碲 １６ ） ９ ，博士， 从察 棚 息 系统、澳 ＿ 臣 工 珊究 Ｅｍｉ －ａ ： ｌ ｇ０ ｕ＠删 Ｌ 乩 锄 ｅ ① 北京东方联星科技有限公司．Ｎ ｗ ｔ ｌ０Ｇ Ｓ原理实验平台实验指导教程 ［ ．北京 ：Ｗ Ｗ ｌ ｓ ｒｃｍ。２Ｏ ． ｅＳ ｒ Ｐ ａ５ Ｍ］ Ｗ ｏｌｋｔ ．ｏ ｏｎ ａ Ｏ８
动，从而导致用户接收机接收到的 Ｇ Ｓ Ｐ 卫星所发射的信号产生 了频率变化，即产生多普勒 （ ｏｐ ｒ Ｄ ｐｌ ） ｅ 效应 ，出现频 率 偏 移 的现 象 ｕ ．多 普 勒 频 移 的直 接 表 现 是 接 收 机 接 收 到 的卫 星 信 号 不 是 恰 好 在
Ｌ １ ７．２ＭＨ ） １（ ５４ ｚ频率点上 ，而是在 Ｌ 频率上叠加 了一个最大 值为 ± Ｈ 左右 的频率偏 移 ，这 就给 ５ １ ５ｋ ｚ 前端相关器进行频域搜索 ，捕 获卫 星信 号带来了 困难 ．如果 能事先估计 出大概的多普勒 频移 ，就会 减 小相关器捕获卫星信号 的难度 ，缩短捕 获卫星信号的时间 ，进而缩短接 收机 的启 动时间． 因此 ，提 高多普 勒频移 的计算精 度 ，在 可视卫 星位 置预测 的过程 中可 以起 到事 半功倍 的作用 ，并
Ｇ Ｓ （ ｌ ａ Ｐ ｓｉ ｉｇＳ ｓ ｍ）是现在 市场 上 Ｓ Ｐ Ｇｏ ｌ ｏｉｏ ｎ ｙｔ ｂ ｔｎ ｅ Ｐ
进行导航定位 ，必须 已知卫星在空 间中的瞬时位 置 ，而研究 Ｇ Ｓ卫 星在 协议天球 坐标 系 中的瞬时位 置 ， Ｐ 就要根 据卫星星历对卫星的实时位置进行解算 ．实 时卫 星位置解算 在整个 Ｇ Ｓ 收机导航 解算过程 中占 Ｐ接 有极其重要 的地位 ，它是接收机导航解算 （ 解读 出本地接收机 的纬度、经度 和高 度的三维位 置） 的基 础． 在一次 Ｇ Ｓ定位过程 中，至少需要同时解算出四颗卫星的实时位置 ，才能最终确定接收机的三维位置． Ｐ 根据 Ｇ Ｓ时 间的不 同以及卫 星星历 的不 同 （ Ｐ 每颗卫 星 的星历 每两 小时更新 一次 ） 可 以解算 出卫 星 的实时位置． 由于卫星时刻处于 高速运 动 中，卫 星相对 于地 面的 Ｇ Ｓ接收机 （ Ｐ 观测 站 ）存 在着相 对运
第 ｌ ９卷
第１ 期
厦 门理 工 学 院 学报
Ｊ ｕ ｎ ｌｏ ａ ｎ Ｕ ｉｅ ｓｔ ｆＴ ｃ ｎ ｌｇ ｏ ｒ ａ ｆＸｉｍｅ ｎ ｖ ｒ ｉ ｏ ｅ ｈ ｏｏ ｙ ｙ
Ｖ０ ． ９ Ｎｏ １ １１ ．
Ｍ ａ ．２０１ ｒ １
２１ ０ １年 ３月
Ｇ Ｓ卫 星小 高度 角 下 多普 勒频 移 的实验 分 析 Ｐ
且能够提高可视卫星位置预测的准确度，以此来减小接收机捕获卫星信号的难度 ， 进一步缩短捕获卫 星信 号 的时间 ，从 而缩 短接收 机的启 动时 间．
１ 理论 设 计 计算
以卫星位置和本地接收机的初始位置 ，就可以根据空间两点间 的距离公式 ，得 出卫 星距离接 收机 的距 离 记 录同一卫星在短时间 内经过的两点的空 间位置坐标 和 ｓ ，就可 以分别求出这两点距离接 收机 ２
的距离 ｄ 和 （．只要相隔时间 ｔ ｆ ２ 取得较小 （ 本实验取 ＝ ｓ ，ｌ ｄ Ｉ 就可以近似认为是卫星与接收机 Ｉ） 一 ２ ｔ ｄ ／
在ｔ 时间内的平均相对径向运动速度 ，再将此速度转换 为频率 的形式就可以得到大致的多普勒频移∞ ．
设 本地接 收机 的初始位 置 为 Ｒ（ ，Ｙ ， ｘ ，， ），记 录 的卫 星两 点空 间坐 标 为 Ｓ （ ， ， Ｙ ， ）、． （ ：Ｙ ， ｓ ，２ ： ），相 隔时 间为 ｔ ，卫 星与接 收机 平均相 对径 向运动 速度为 ，光 速为 ｃ ，多普 勒频 移 为 ，则 多普