载波相位测量的定位解算算法研究
载波相位方程推导
载波相位方程推导1. 推导载波相位双差观测量观测方程的线性化表达式载波相位双差观测方程的一般形式为：()()()()()1,22122111,21,21,22121k k k k k k k k i i i i i i i i i i DD O SD O SD O O O O O =-=---如果以载波相位作为观测量，并且考虑各种误差对于方程的影响，则有如下形式的观测方程：.()()()()1,2221121211,221222211k k k k k k k k k k i i i i i i j i i i i ion trop pDD j N N N N dd j dd dd λρρρρλδδΦ=--++--+-++若在GPS 标准时s τ，卫星钟面时s t ,卫星发射的载波相位为)(s st Φ,在GPS标准时r τ,接收机钟面时r t ,接收机接收到卫星在时刻s τ发射的信号，接收机产生的参考信号的相位为)(r r t Φ。
设：0()j X t 为卫星js 于历元t 的坐标近似值向量i X 为观测站的坐标i T近似值向量()[(),(),()]Ti i i i X t x t y t z t δδδδ=为接收机坐标的改正数向量则有：12222()(){[()][()][()]}j j j j ji i i i i t t x t x y t y z t z ρρρ=-=-+-+-则载波相位观测量观测方程为：(,)(,)[()()]s s sr r s r r s s s r r r t t t t c t t t t N ρρδδλ=+-+然后分别对x,y,z 求偏导：000000000()1[()]()()()1[()]()()()1[()]()()j j j i i i ji i j j j i i i j ii j j j ii i j ii t x t x l t x t t y t y m t y t t z t z n t z t ρρρρρρ⎧∂=-=⎪∂⎪⎪∂⎪=-=⎨∂⎪⎪∂=-=⎪∂⎪⎩()i j jj 0i i i i i ()()m n ++()j j s i i r r s X t t l Y N t t c Z δρρδλδδδ⎛⎫ ⎪=+- ⎪ ⎪⎝⎭考虑其他误差因素的影响，则单个测站载波相位观测方程线性化结果为：()i j jj i i i i i (,)(,)-m n ()s s s r r s r r s r s r ion tro tide mul rel X t t t t l Y t t c N Z δρρδδδλδδδδδεδ⎛⎫ ⎪=+-+++++++ ⎪ ⎪⎝⎭因为单差是两个测站在同一历元对同一颗卫星观测量之差值，所以载波相位单差观测方程线性化为：()()i0i1k 01j j j j j j i0,i101i0i0i0i0i1i1i1i1i0i10101(,)-(,)-m n m n ()(-)d d d s s r r s r r s s s r r r r ion tro X X SD t t t t l Y l Y Z Z t t c N N δδρρδδδδδδλλδδε⎛⎫⎛⎫⎪ ⎪=++ ⎪ ⎪ ⎪ ⎪⎝⎭⎝⎭-++++ 双差是两个测站对两颗卫星的单差做差，对两个方程进行做差计算，则卫星双差观测方程为：k1,k211221221i0,i101100101(,)-(,)-(,)(,)(--)k k k k k k k k i r s i r s i r s i r s i i i i ion tro DD t t t t t t t t N N N N dd dd dd ρρρρλδδε=++++++对上式进行线性化处理，得：()()()()01k1,k21122k1k1k1k1k1k1i0,i10110i0i0i00i1i1i110101k2k2k2k2k2k2i0i0i00i1i1i1101(,)-(,)-(,)(,)-m n m n -m n m n k k k k i r s i r s i r s i r s X X DD t t t t t t t t l Y l Y Z Z X X lY l Y Z Z δδρρρρδδδδδδδδδδ⎛⎫⎛⎫ ⎪ ⎪=++ ⎪ ⎪ ⎪ ⎪⎝⎭⎝⎭⎛⎫⎛⎫ ⎪ + ⎪ ⎪ ⎝⎭⎝12210101(--)k k k k i i i i ion tro N N N N dd dd dd λδδε⎪+++++⎪⎪⎭。
如何进行GNSS解算与坐标定位
如何进行GNSS解算与坐标定位引言：在当今科技快速发展的时代，全球导航卫星系统（GNSS）已经成为我们日常生活中不可或缺的一部分。
无论是导航、测绘、农业还是航空等领域，都离不开GNSS定位技术。
而GNSS解算与坐标定位是GNSS技术的核心。
本文将介绍如何进行GNSS解算与坐标定位，以及其应用领域和方法。
一、什么是GNSS解算与坐标定位GNSS解算与坐标定位是一种利用全球导航卫星系统进行位置测量的技术。
它通过接收来自多颗卫星的信号，并对信号进行处理、解算，从而确定接收器的位置。
通常，GNSS解算与坐标定位是通过计算接收器与卫星之间的距离以及卫星的位置来确定接收器的三维坐标。
二、GNSS解算与坐标定位的应用领域GNSS解算与坐标定位被广泛应用于以下领域：1. 导航与定位：人们使用GNSS技术进行车辆导航、船舶定位、航空导航等。
通过定位信息，我们可以方便地找到目的地。
2. 测绘与地理信息系统（GIS）：在测绘领域，GNSS解算与坐标定位用于确定地物的位置和形状，并用于绘制地图。
在GIS中，坐标定位用于将位置信息与地理特征相关联，以帮助分析地理数据。
3. 精密农业：农民可以利用GNSS解算与坐标定位技术进行精准种植、施肥和灌溉，从而提高农作物的生产效率和质量。
4. 建筑与施工：在建筑和施工领域，GNSS解算与坐标定位技术可用于确定建筑物的位置、地基的稳定性等，以确保建筑物的准确性和安全性。
5. 自动驾驶和航空航天：自动驾驶汽车和航空航天器需要精确的位置信息，以避免碰撞和导航。
三、GNSS解算与坐标定位的方法GNSS解算与坐标定位有多种方法，常用的有单点解算、差分解算和载波相位解算。
1. 单点解算：单点解算是最基本的解算方法，它通过接收多颗卫星的信号，计算每颗卫星与接收器之间的距离，再通过三角测量方法确定接收器的位置。
然而，由于信号传播过程中存在误差，单点解算的精度较低。
2. 差分解算：差分解算是通过接收同一个卫星的信号，同时接收一个参考站（已知位置）的信号，从而消除信号传播中的误差。
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。
导航卫星载波相位模糊度自主解算方法
ｓａｅｒｆ ａｓｔｌｔ ｏ ａｍｓｉ ）ｓ ｌ ｎｏｓ ｅ ｈ ｈａｃｒ ｙｆｇｔｒ ｅｔ ｙｏ ａｅｒｆ ｐｃｃａ ｔ（ ａ ｌｅ ｒ ｉ ｌ ｉ ｔ ｅｕｌ ｔ ｇｔ ｉ —ｃｕａ ｉｈ ｔ ｊｃ ｒ ｆ ｐｃｃａｔ ｅ ｉ ｓｅ ｍｕ ａ ｙｏ ｇ ｃ ｌ ａ ｏ ｓ ．
曹坤梅 吴 斌 刘利 生
（ 京 跟踪 与通 信 技 术 研 究 所 ・ 京 ・ ００ ４ 北 北 １０ ９ ）
摘 要 当有 ４颗 以上导航 卫星 同步观 测航 天器（ 星、 弹） 本文提 出应用 自主 定位 和 自校 准技 术 来 自主 卫 导 时，
解算导航 卫星载波相位整周模糊度的方 法， 并以此获取航 天器的高精度飞行轨道 。 关键词 导航 卫星载波相位 ； 整周模糊度 ； 自主解算 ； 自校 准技术 文献标识码 ： Ａ 中图分类号 ： ８２ ４ 、 ．２
目前在解决导航卫星的载波相位整周模糊度问题中有许多方法但它们都难以快速准确地解算整周模当具有四颗以上导航卫星同步观测航天器卫星导弹并获取长弧段观测数据时本文应用自校准技术原理将整周模糊度也作为待估参数利用统计估计原理将整周模糊度精确的估算和校准以此达到航天器轨道精确测定
维普资讯
到航 天器轨道 精 确测定 。
１ 载 波 相位 测定
由导航卫星载波相位测量原理可知 ， 被测量是卫星载波信号传播 到被测 目标时 的相位 变化值 ， 计为
。
假设相位观测量以周数为单位， 它分为整周部分 和不足 １ 周的小数部分 却 ， 此时 ， 可得 目 的距离 标
Ｒ ＝ Ａ ＝ Ａ ＋６ ） 西 （ ‘ Ｄ （） １
（ ｅｉｇＩｓｔｔ ｏ Ｔａｋｎ ｎ ｅ ｃｍｍ ｎｃｔ ｎ ｅｈ ｏ ｇ ， ｅ ｉｇ１０ ９ ） Ｂ ｉｎ ｔｕｅ ｆ ｒｃｉｇａ ｄＴｌ ０ ｕ ｉａ０ｓＴ ｃｎｌ ｙ Ｂ ｉｎ ００ ４ ｊ ｎｉ ｅ ｉ ｏ ｊ
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。
GPS测量原理及应用备课课件(最新)第五章：GPS定位原理
3）.三差法： 原理：利用连续跟踪的所有载波相位测量观测值中均含 有相同的整周未知数N0，所以将相邻两个观测历元的载 波相位相减，就可将该未知参数消去，从而直接解出坐 标参数。 4). FARA 法--fast ambiguity resolution approach
原理：利用初始平差的解向量（接收机点的坐标及整周 未知数的实数解）及其精度信息（单位权中误差和方差协 方差阵），以数理统计理论的参数估计和统计假设检验为 基础，确定在某一置信区间整周未知数可能的整数解的组 合，然后依次将整周未知数的每一组合作为已知值，重复 地进行平差计算。其中使估值的验后方差或方差和为最小 的一组整周未知数即为整周未知数的最佳估值。
1
（X、Y、Z）
X、Y 、Z —— 测点点位坐标
Xi、Yi、Zi——卫星星历（坐标） 1、 1、 1 ——观测所得伪距（在 方程中是已知量）
2
GPS定位的基本原理
需解决的两个关键问题: --如何确定卫星的位置 --如何测量出站星距离
3
测距方法
双程测距
用于电磁波测距仪
单程测距
用于GPS
4
二.GPS定位方法分类
j (GPS)] cti
ct
j
c
j i
c ti
c t
j
ij
c ti
c t
j
上式当所卫确星定钟的与伪接距收即机为钟站严星格几同何步距时离(。 ti t j )，
13
通常GPS卫星的钟差可从卫星发播的导航电文中获得，
经钟差改正后，各卫星之间的时间同步差可保持在109 s
以内。如果忽略卫星钟差影响，并考虑电离层、对流层折
所以⑦式可写为：
顾及载波相位整周数，观测方程可写为：
第5章定位解算原理
第5章定位解算原理定位解算是指通过对接收设备接收到的信号进行处理和分析，计算出接收设备的位置或位置解算结果的过程。
在导航、地理信息系统、气象预报等应用领域，定位解算是非常重要的技术手段。
5.1定位解算的基本原理定位解算的基本原理是通过测量接收设备与多个参考点之间的距离或方位角，从而计算出接收设备的位置。
根据被测量的物理量的不同，定位解算可以分为距离测量定位和方位测量定位两种。
5.1.1距离测量定位距离测量定位是通过测量接收设备与多个参考点之间的距离来计算接收设备的位置。
常用的距离测量技术有：全球定位系统（GPS）、全球航位系统（GLONASS）、北斗卫星导航系统、激光测距系统、超声波测距系统等。
这些技术利用卫星信号、激光波、声波等辐射物的传播速度和时间差等来测量距离。
例如，GPS定位系统利用地球上的多颗卫星广播时钟信号，接收设备接收到不同卫星广播的时间信息后，通过测量接收设备与卫星之间的信号传播时间差，再结合卫星的位置信息和接收设备的测量结果，通过三边测量或多边测量的原理计算出接收设备的位置。
5.1.2方位测量定位方位测量定位是通过测量接收设备与多个参考点之间的方位角来计算接收设备的位置。
常用的方位测量技术有：罗盘、方位角测量装置（如方位传感器、陀螺仪等）、方位角观测仪等。
例如，在测量地震的应用中，常用的方位测量方法是通过地震传感器测量地震波传播到接收设备的运动方向和速度，从而计算出地震波的传播路径和震源的位置。
5.2定位解算的算法原理定位解算的算法原理根据不同的定位方法而有所不同，下面分别介绍两种常见的算法原理：最小二乘法和卡尔曼滤波法。
5.2.1最小二乘法最小二乘法是一种优化算法，广泛应用于定位解算中。
它的基本原理是选择合适的参数，使得观测值与预测值之间的误差平方和最小。
最小二乘法可以通过线性回归分析、非线性拟合、多项式拟合等方式来实现。
在定位解算中，最小二乘法常用于计算接收设备的位置坐标。
rtk定位原理
rtk定位原理
RTK定位原理。
RTK（Real Time Kinematic）是一种高精度的实时动态定位技术，它利用卫星
信号和测量基站的数据，可以实现厘米级甚至毫米级的精准定位。
RTK定位原理
主要包括卫星信号接收、数据处理和误差校正三个方面。
首先，RTK定位的基础是卫星信号接收。
GPS、GLONASS、北斗等卫星系统
发射的信号被接收设备接收后，通过解算和处理，可以得到接收器与卫星之间的距离。
这些距离信息将被用于后续的定位计算。
其次，数据处理是RTK定位原理中的关键环节。
接收到的卫星信号和基站数
据将被送入RTK定位算法进行处理，通过多频观测数据的模糊度解算，可以得到
非常高精度的位置信息。
RTK定位算法的核心是基于载波相位的测距原理，通过
解算卫星信号的载波相位，可以实现厘米级的精准定位。
最后，误差校正是保证RTK定位精度的重要环节。
由于大气延迟、多路径效应、钟差等因素的影响，卫星信号的传播会引入一定的误差。
为了消除这些误差，RTK系统需要借助基站数据进行差分校正，将基站的精确位置信息和接收器测得
的距离信息进行比对和校正，从而实现高精度的动态定位。
总的来说，RTK定位原理是基于卫星信号接收、数据处理和误差校正三个方面的技术。
通过这些环节的协同作用，RTK技术可以实现高精度、实时的动态定位，广泛应用于测绘、地理信息、航空航天、农业等领域，为各行业的精准定位需求提供了重要的技术支持。
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电子科技大学硕士学位论文载波相位测量的定位解算算法研究姓名：石小丽申请学位级别：硕士专业：计算数学指导教师：钟尔杰20080328摘要摘要卫星导航定位技术作为世界上最先进的导航与定位系统，随着其在全球的普及，日益显示了卫星导航的巨大优越性和其在经济、军事领域的重大作用。在导航战中，ＧＰＳ实时准确地为地面、空中、海上部队和导航发射、制导提供了导航定位数据。因此研究ＧＰＳ导航定位技术已成为当务之急。本文主要针对ＧＰＳ载波相位测量定位解算算法，做了较为深入的理论分析，提出了相应的算法，并进行了计算机仿真分析。论文首先详细阐述了ＧＰＳ系统的概况，然后介绍了ＧＰＳ定位方式和整周模糊度与周跳的相关研究以及国内外的研究现状。其次研究了ＧＰＳ绝对定位解算算法，分别讨论了利用伪码测量的绝对定位和载波相位测量的绝对定位，提出了一种新的基于ＱＲ分解的递推解算算法，并结合递推最小二乘法进行了仿真分析。再次研究了载波相位测量的整周模糊度解算理论，介绍几种典型的ＯＴＦ方法，并分析了各种方法的优缺点，针对单点绝对定位问题对模糊度搜索方法进行了改进，给出了实际算例的仿真验证；最后介绍了目前处理周跳的一些有效方法，并对其进行了算例仿真，提出了一种基于奇偶矢量法的周跳探测与修复的算法，并通过实际算例仿真进行验证，取得了较理想的结果。论文的最后概括了本文的研究意义、研究目的和工作内容，并指出下一步的研究内容。
关键词：全球卫星定位系统，伪距，载波相位，周跳，整周模糊度ＡＢＳＴＲＡＣＴＡＢＳＴＲＡＣＴＡｓｔ１１ｅｍｏｓｔａｄｖａｎｃｅｄ
ｎａｖｉｇａｔｉｏｎａｎｄ
ｐｏｓｉｔｉｏｎｉｎｇｓｙｓｔｅｍｉｎｔｈｅｗｏｒｌｄ
ｎｏｗａｄａｙｓ，
ＧＰＳｉｓｕｓｅｄｗｉｄｅｌｙｅｓｐｅｃｉａｌｌｙｏｎｍａｒｔｉａｌａｓｐｅｃｔｓ，ｓａｔｅｌｌｉｔｅｐｏｓｉｔｉｏｎｉｎｇｔｅｃｈｎｏｌｏｇｙｉｓ
ｂｅｃｏｍｉｎｇａｈｏｔｓｐｏｔ．Ｉｎｔｈｅｗａｒｏｆｎａｖｉｇａｔｉｏｎ，ｕｓａｇｅｏｆＧＰＳｈａｓｂｅｃｏｍｅｅｓｓｅｎｔｉａｌｆｏｒ
ｐｒｅｃｉｓｅｃｏｍｍａｎｄｃｏｎｔｒｏｌａｎｄｔｈｅ
ｐｒｅｃｉｓｉｏｎｏｆａｔｔａｃｋｓａｎｄａｒｍｅｄ
ｆｏｒｃｅｄｅｐｌｏｙｍｅｎｔａｎｄ
ｉｎｆｌｕｅｎｃｅｔｈｅｍｅａｎｓａｎｄｅｆｆｅｃｔｓ
ｏｆｔｈｅＷａｒａｔｉｔｓｅｖｅｒｙｐｈａｓｅ．Ｓｏｒｅｓｅａｒｃｈｏｎｔｈｅ
ｔｅｃｈｎｏｌｏｇｙｏｆｔｈｅＧＰＳ
ｐｏｓｉｔｉｏｎｉｎｇｈａｓｂｅｃｏｍｅｔｈｅｕｒｇｅｎｔｔａｓｋ．
Ｉｎｔｈｉｓｔｈｅｓｉｓ，ｔｈｅｐｒｏｂｌｅｍｓｉｎｒｅｓｏｌｖｉｎｇｐｏｓｉｔｉｏｎｏｆＧＰＳｃａｒｔｉｅｒｐｈａｓｅ
ｍｅａｓｕｒｅｍｅｎｔ
ａｒｅｓｔｕｄｉｅｄａｎｄｔｈｅ
ｉｍｐｒｏｖｉｎｇａｌｇｏｒｉｔｈｍｉｓｐｒｏｐｏｓｅｄａｎｄｓｉｍｕｌａｔｅｄ．Ｔｈｅｒｅａｒｅｔｗｏ
ｐｕｒｐｏｓｅｓｏｆｍｙｐａｐｅｒ：ｏｎｅｉＳｓｅａｒｃｈｉｎｇｆｏｒｈｏＷｔｏｉｎｃｒｅａｓｅｔｈｅａｃｃｕｒａｃｙｏｆｔｈｅｐｓｅｕｄｏｒａｎｇｅａｎｄｔｈｅｓｐｅｅｄｏｆｓｏｌｕｔｉｏｎｓ；ｔｈｅｏｔｈｅｒｉｓｄｅｔｅｃｔａｎｄｃｏｍｐｅｎｓａｔｅｔｈｅｃｙｃｌｅ
ｓｌｉｐｏｆＧＰＳｃａｒｒｉｅｒｉｎｔｈｅｐｅｒｉｏｄｏｆ
ｎａｖｉｇａｔｉｏｎｐｒｏｃｅｓｓ．Ｆｉｒｓｔｌｙ，ｔｈｅｐｒｉｎｃｉｐｌｅ
ｏｆＧＰＳ
ｐｏｓｉｔｉｏｎｉｎｇ，ＩｎｔｅｇｅｒＡｍｂｉｇｕｉｔｙａｎｄ
ｃｙｃｌｅｓｌｉｐｉｓｉｎｔｒｏｄｕｃｅｄｃｏｎｃｉｓｅｌｙ．Ａｎｄｔｈｅｎｎｅｗ
ｍｅｔｈｏｄｓｆｏｒ
ｉｎｃｒｅａｓｉｎｇｔｈｅａｃｃｕｒａｃｙｏｆｔｈｅｐｓｅｕｄｏｒａｎｇｅａｎｄｔｈｅｓｐｅｅｄｏｆｓｏｌｕｔｉｏｎｓａｒｅ
ｐｒｅｓｅｎｔｅｄ．ＴｈｅｙａｒｅｕｓｉｎｇｒｅｃｕｒｓｉｖｅｅｍｅｎｄａｔｏｒｙＧｒａｍ—Ｓｃｈｍｉｄｔｍｅｔｈｏｄ
ｏｒｒｅｃｕｒｓｉｖｅ
Ｈｏｕｓｅｈｏｌｄｅｒｔｒａｎｓｆｏｒｍａｔｉｏｎｔｏｓｏｌｖｅｗｈｉｃｈｂａｓｅｄ
ｏｎ鲫．ｆａｃｔｏｒｉｚａｔｉｏｎ．Ｔｈｉｒｄｌｙ，
ｉｎｔｒｏｄｕｃｅｋｉｎｄｓｏｆＯＴＦ
ｍｅｔｈｏｄｓ．Ｆｏｕｒｔｈｌｙ，ｎｅｗｍｅｔｈｏｄｓ
ｆｏｒ
ｅｎｈａｎｃｉｎｇｄｅｔｅｃｔｉｏｎ
ｃａｐａｂｉｌｉｔｙａｒｅｐｒｅｓｅｎｔｅｄ．Ｆｉｒｓｔｌｙ，ｕｓｉｎｇＫａｌｍａｎｆｉｌｔｅｒｉｎｔｈｅｍｏｄｅｌｏｆｔｈｅ３ｌｄｏｒｄｃｒ
ｐｏｌｙｎｏｍｉａｌｔｏｐｒｅｔｒｅａｔ
ｔｈｅｃａｒｒｉｅｒｐｈａｓｅ，ａｎｄｔｈｅｎ
ａｐａｒｉｔｙｖｅｃｔｏｒｔｅｓｔｍｅｔｈｏｄｉｓｕｓｅｄｔｏ
ｄｅｔｅｃｔｃｙｃｌｅｓｌｉｐｓ．Ｆｉｎａｌｌｙ，ｓｏｍｅｃｏｎｃｌｕｓｉｏｎｓａｒｅｏｂｔａｉｎｅｄ，ｓｏｍｅｎｅｗｉｄｅａｌｓａｒｅ
ｐｒｏｖｉｄｅｄ．
Ｋｅｙｗｏｒｄ：ＧＰＳ，ＰｓｅｕｄｏＲａｎｇｅ，ＣａｒｒｉｅｒＰｈａｓｅ
Ｍｅａｓｕｒｅｍｅｎｔ，ＣｙｃｌｅＳｌｉｐ，Ｉｎｔｅｇｅｒ
Ａｍｂｉｇｕｉｔｙ
Ｉｌ独创性声明本人声明所呈交的学位论文是本人在导师指导下进行的研究工作及取得的研究成果。据我所知，除了文中特别加以标注和致谢的地方外，论文中不包含其他人已经发表或撰写过的研究成果，也不包含为获得电子科技大学或其它教育机构的学位或证书而使用过的材料。与我一同工作的同志对本研究所做的任何贡献均已在论文中作了明确的说明并表示谢意。签名：—乙ｕ啐日期：洲髟年弓月护
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日期：第一章绪论１．１ＧＰＳ定位系统概述１．１．１ＧＰＳ系统的组成
第一章绪论
全球定位系统（ＧＰＳ）是美国国防部为满足军事部门对海上、陆地和空中进行高精度导航和定位要求而建立的，起初就是作为美国海军的ＴＩＭＡＩＯＮ计划和美国空军的６２１Ｂ项目的综合结果而研制的。系统始建于１９７３年，１９９４年全部建成。它是新一代导航与定位系统。它具有全球性、全天候、连续的三维导航和定位能力，以及良好的抗干扰性和保密性。它已成为美国导航技术现代化的重要标志。ＧＰＳ系统由空间星座、地面监控部分和用户接收机三部分组成：其空间部分（导航卫星）由均匀分布在六个近圆轨道上的２４颗卫星组成，轨道高度为２０２００公里，轨道倾角为５５度，升交点赤经互隔６０度，卫星以双频发射导航信号：Ｌ。为１５７５．４２Ｍｈｚ，Ｌ，为１２２７．６０Ｍｈｚ，卫星运行的周期为１１小时５８分，因此同一卫星位置每天出现的卫星分布图形相同。由于ＧＰＳ卫星较多并且分布合理，使得地球上任一点在任何时刻都能保证４颗以上的可见卫星，所以ＧＰＳ能实时地提供三维的位置、速度和时间等信息；其地面监控系统由主控站、注入站和监测站三部分组成，它们主要负责编算ＧＰＳ卫星星历并将其发射到ＧＰＳ卫星上，监测的控制ＧＰＳ卫星的“健康”状态，保持每颗卫星处于同一时问标准，即ＧＰＳ时间系统；其第三部分是ＧＰＳ信号接收机，主要任务是接收ＧＰＳ卫星发射的信号，以获得必要的导航定位信息，并经过数据处理而完成导航定位工作【ｌ】。全球定位系统的迅速发展，引起各国军事部门和广大民用部门的普遍关注。理论与实践表明ＧＰＳ全球定位系统具有如下特点：ａ、用途广泛。用ＧＰＳ信号可以进行海空导航、车辆引行、导弹制导、精密定位、动态观测、设备安装、传递时间、速度测量等。ｂ、自动化程度高。ＧＰＳ卫星定位技术减少了野外作业的时间和强度。用ＧＰＳ接收机进行测量时，只要将天线准确地安置在测站上，主机可安置在距测站不远处，亦可放在室内，通过专用通讯线与天线连结，接通电源，启用接收机，仪器及自动开始工作。结束测量时，仅需关闭电源，取下接收机，便完成野外数据采电子科技大学硕士学位论文集任务。ｃ、观测速度快。目前用ＧＰＳ接收机做静态相对定位时，采集数据的时间可缩短到１ｈ左右，虽ｐｎ－－ｆ获得基线向量，精度为±（５ｍｍ＋ｌｐｐｍ），随着定位软件和观
测方法的改进，观测速度也不断地提高。ｄ、定位精度高。现已完成的大量实验表明，小于５０ｋｍ的基线，其相对定位精度可达１～２×１０一。随着观测技术和数据处理方法的改善，精度还会不断提高。ｅ、全天候作业。ＧＰＳ观测工作，可以在任何地点、任何时间连续地进行，一般不受天气状况的影响【２】ｏ
１．１．２ＧＰＳ定位方式ＧＰＳ动态测量就是用ＧＰＳ信号实时地测得相对于地球运动的用户天线之状态参数。利用安设在运动载体的ＧＰＳ接收机实时地测得ＧＰＳ接收天线的所在位置，称为ＧＰＳ动态定位。如果不仅测得运动载体的实时位置，而且测得运动载体的速度、时间和方位等状态参数，进而“引导”该运动载体准确而安全地驶向预定的后续为止，称为导航。由此看见，导航是一种广义的动态定位。ＧＰＳ静态定位是用于测量相对于地固坐标系静止不动的用户接收天线的位置。由于接收天线静止不动，其位置可以通过多个时元的、多个时段的观测数据来求解。一般而言，静态定位的精度比动态精度高一些，但是目前的发展趋势表明，ＧＰＳ动态定位将要比ＧＰＳ静态定位具有更加广阔的应用天地。因为就两者比较来看，ＧＰＳ动态定位具有用户多样性、速度多异性、定位实时性、精度要求多变性等特点。随着动态用户应用目的和精度要求不同，ＧＰＳ定位方法亦随之不同。从目前的应用和研究来看，动态定位方式主要有：单点动态定位、实时差分动态定位、后处理差分动态定位等。单点动态定位或称之绝对动态定位是一种最简单的动态定位。它是利用安置在运动载体上的ＧＰＳ接收机在任意时刻同时接收四颗以上的卫星的伪距测量信息，就可以解算出该时刻动态接收机的位置、时间、姿态、速度、加速度等状态参数。由于伪距观测精度较低，该方法的定位精度在目前取消ＳＡ的情况下平面位置精度为７．６ｍ，垂直位置精度为９．２ｍ。差分动态定位是利用安置在一个运动载体上的ＧＰＳ接收机以及安置在地面上的一个或多个基准点上的接收机联合测得该运动载体的位置、时间、姿态、速度、加速度等状态参数，故差分动态定位也称为相对动态定位。根据实时性要求
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