载波相位测量--基本概念、基本原理、观测方程

伪距单点定位精度较低,但是我们平时导航定位时好像精度没有那么差,难道还有其它的卫星定位技术吗?

1.载波相位测量的基本概念

  • 载波相位测量
    • 把载波当做测距信号进行卫星定位的技术
  • 相位观测值
    • 载波相位测量的观测值
    • 具体定义:接收机本机震荡产生的相位与接收到的卫星载波相位之差 
  • 载波 VS 测距码
    • 以GPS信号为例,了解到GPS粗码的码元宽度为293.05m,精码为29.3m;
    • L1载波波长约为19.03cm,L2载波波长约为24.42cm
    • 由此可以看出,载波波长较短,所以测距精度更高

2.载波相位测量基本原理

  • 载波相位测量过程
    • 在开始锁定卫星时,由于载波是不带任何标记的余弦波,所以接收机只能测到不足一整周的小数部分Fr(\varphi _{0});
    • 随后保持连续跟踪,相位观测值不断增加,从而测出包括不足一整周的小数部分和整数部分的相位观测值\Delta \varphi _{i};
    • 因此,初始锁定卫星时,相位观测量与接收机到卫星的距离相差载波波长的整数倍N,它是一个固定不变的值,该整数被称为整周模糊度。
  • 载波相位观测量
    • 卫星到接收机的实际载波相位观测量
    • 由上式可以看出:不同的接收机、不同的卫星,其整周模糊度参数不同

​​​​​3.载波相位观测方程

  • 不考虑各种误差时的载波相位观测方程
    • 对载波相位观测量等式两边同时乘载波波长\lambda,再移项得:
    • \rho _{i}^{j}表示卫星位置与接收机概略位置的几何距离
  • 考虑各种误差时的载波相位观测方程
    • 当考虑卫星中考虑接收机钟差、卫星钟差、对流层延迟、电离层延迟等误差项时,载波相位观测方程可写为:

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