理论教育 GNSS定位测量技术:载波相位测量与周跳问题

GNSS定位测量技术:载波相位测量与周跳问题

时间:2023-10-09 理论教育 版权反馈
【摘要】:载波相位测量是利用GPS接收机所接收的载波信号与接收机振荡器产生的一个频率的相位差来进行距离测量。通常载波相位测量只是计算一周以内的相位值。图1.4.1载波相位观测量图如果卫星信号中断,则将丢失INT(φi)中的一部分整周数,称其为整周跳变,简称周跳。由于载波相位观测量为瞬时值,因此对不足一周的部分是没有影响。

GNSS定位测量技术:载波相位测量与周跳问题

载波相位测量是利用GPS接收机所接收的载波信号与接收机振荡器产生的一个频率的相位差来进行距离测量。用φs表示接收机在某一时刻t所接收到的卫星载波信号的相位值,φM表示接收机在某一时刻所产生的本地参考信息的相位值,那么接收机在某一时刻t观测卫星所取得的相位观测量为

其中,λ为载波的波长;φs、φM均是从某一起点开始计算的包括整周数在内的载波相位,为方便计算,均以周数为单位。但我们无法测量出卫星上的相位φs。如果接收机的振荡器能产生一个频率与初相和卫星载波信号完全相同的基准信号,问题便迎刃而解,因为任何一个瞬间在接收机处的基准信号的相位就等于卫星处载波信号的相位。因此(φsM)就等于接收机产生的基准信号的相位φk(Tk)和接收到的来自卫星的载波信号相位(Tk)之差。

通常载波相位测量只是计算一周以内的相位值。在实际测量过程中,所测得的相位差还应该包括整周部分。所以其相位差观测量:

在实际中,载波信号是一单纯的正弦波,不带任何标志,所以无法确定正在量测的是第几个整周的不足一周部分,于是就出现了整周模糊度。接收机继续跟踪卫星信号后,利用整波计数器记录从t0到ti时间内的整周数变化量,只要卫星信号从接收开始没有中断,则整周数为一常数,这样,任一时刻卫星接收机的相位差为(www.daowen.com)

载波相位观测量图如图1.4.1所示。

图1.4.1 载波相位观测量图

如果卫星信号中断,则将丢失INT(φi)中的一部分整周数,称其为整周跳变,简称周跳。产生周跳的原因是卫星信号失锁,如卫星信号被障碍物遮挡而中断,或者受到其他信号的干扰等,这些都会使计数器的整周数发生错误。由于载波相位观测量为瞬时值,因此对不足一周的部分是没有影响。

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