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发信人: lock (明月光), 信区: Control
标  题: GPS原理
发信站: 哈工大紫丁香 (2001年04月06日12:26:42 星期五), 站内信件

GPS原理
　　GPS接收机可接收到可用于授时的准确至纳秒级的时间信息；用于预报未来几个月内
卫星所处概略位置的预报星历；用于计算定位时所需卫星坐标的广播星历，精度为几米
至几十米（各个卫星不同，随时变化）；以及GPS系统信息，如卫星状况等。
　　GPS接收机对码的量测就可得到卫星到接收机的距离，由于含有接收机卫星钟的误差
及大气传播误差，故称为伪距。对0A码测得的伪距称为UA码伪距，精度约为20米左右，
对P码测得的伪距称为P码伪距，精度约为2米左右。
　　GPS接收机对收到的卫星信号，进行解码或采用其它技术，将调制在载波上的信息去
掉后，就可以恢复载波。严格而言，载波相位应被称为载波拍频相位，它是收到的受多
普勒频 移影响的卫星信号载波相位与接收机本机振荡产生信号相位之差。一般在接收机
钟确定的历元时刻量测，保持对卫星信号的跟踪，就可记录下相位的变化值，但开始观
测时的接收机和卫星振荡器的相位初值是不知道的，起始历元的相位整数也是不知道的
，即整周模糊度，只能在数据处理中作为参数解算。相位观测值的精度高至毫米，但前
提是解出整周模糊度，因此只有在相对定位、并有一段连续观测值时才能使用相位观测
值，而要达到优于米级的定位 精度也只能采用相位观测值。
　　按定位方式，GPS定位分为单点定位和相对定位（差分定位）。单点定位就是根据一
台接收机的观测数据来确定接收机位置的方式，它只能采用伪距观测量，可用于车船等
的概略导航定位。相对定位（差分定位）是根据两台以上接收机的观测数据来确定观测
点之间的相对位置的方法，它既可采用伪距观测量也可采用相位观测量，大地测量或工
程测量均应采用相位观测值进行相对定位。
　　在GPS观测量中包含了卫星和接收机的钟差、大气传播延迟、多路径效应等误差，在
定位计算时还要受到卫星广播星历误差的影响，在进行相对定位时大部分公共误差被抵
消或削弱，因此定位精度将大大提高，双频接收机可以根据两个频率的观测量抵消大气
中电离层误差的主要部分，在精度要求高，接收机间距离较远时（大气有明显差别），
应选用双频接收机。
　　在定位观测时，若接收机相对于地球表面运动，则称为动态定位，如用于车船等概
略导航定位的精度为30一100米的伪距单点定位，或用于城市车辆导航定位的米级精度的
伪距差分定位，或用于测量放样等的厘米级 的相位差分定位（RTK），实时差分定位需
要数据链将 两个或多个站的观测数据实时传输到一起计算。 在定位观测时，若接收机
相对于地球表面静止，则称为静态定位，在进行控制网观测时，一般均采用这种 方式由
几台接收机同时观测，它能最太限度地发挥GPS的定位精度，专用于 这种目的的接收机
被称为大地型接 收机，是接收机中性能最好的一类。目前，GPS已经能 够达到地壳形变
观测的精度要求，IGS的常年观测台站已 经能构成毫米级的全球坐标框架。

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※ 来源:·哈工大紫丁香 bbs.hit.edu.cn·[FROM: mpc.hit.edu.cn]