gnss伪距单点定位的基本原理.pdfVIP

GNSS（全球导航卫星系统）是一种利用卫星信号进行定位和导航的技

术。GNSS伪距单点定位是GNSS定位的一种基本原理，其原理包括

接收卫星信号、计算伪距、求解定位坐标等步骤。

一、卫星信号的接收

接收器需要接收来自卫星的信号。在空旷的地方，接收器可以同时接

收4颗或更多的卫星信号，每颗卫星都向接收器发送信号。这些信号

中包含有关卫星位置和发射时间的信息。

二、伪距的计算

接收器通过测量来自卫星的信号的时间延迟，计算出伪距值。伪距是

指卫星发射信号到达接收器的时间延迟乘以光速。伪距值是接收器和

卫星之间的距离，但由于接收器的钟差和其他误差，伪距值并不是真

实的距离值。

三、定位坐标的求解

接收器通过测量来自多颗卫星的伪距值，可以得到多个方程，通过解

这些方程可以求解出定位坐标。一般至少需要4颗卫星信号才能进行

定位，称为四星定位。

总结：

1.GNSS伪距单点定位是通过接收卫星信号、计算伪距值和求解定位

坐标来实现定位的过程。

2.伪距是接收器和卫星之间的距离，通过测量来自卫星的信号的时间

延迟来计算。

3.定位坐标是通过多个卫星的伪距值求解出来的。

GNSS伪距单点定位是GNSS定位技术的重要基础，其原理简单清晰，

但在实际应用中需要考虑钟差、大气延迟、多路径效应等因素，进行

精确定位需要更复杂的方法和算法。随着技术的不断进步，GNSS定

位技术也在不断完善和发展，为人们的生活和工作带来了便利。四、

钟差和大气延迟的影响

在GNSS伪距单点定位中，我们需要考虑到一些误差来源，主要包括

接收器的钟差和大气延迟。

1.钟差：接收器的钟差是指接收器内部时钟与卫星的精确时间之间的

偏差。由于接收器的时钟可能会出现微小的偏差，因此在计算伪距时

需要对钟差进行补偿，以确保定位的准确性。

2.大气延迟：卫星信号传播至地面时会经过大气层，大气层中的湿度

和温度变化会引起卫星信号的传播速度变化，从而产生大气延迟。通

过大气延迟的补偿，可以得到更准确的伪距值，提高定位的精度。

在实际的GNSS定位中，需要进行钟差和大气延迟的校准和补偿，以

减小这些误差对定位精度的影响。

五、多路径效应的处理

在城市、山区或者建筑物密集的地方，卫星信号可能会经过多条路径

到达接收器，造成多路径效应。这会导致实际信号到达时间与预期时

间不一致，进而影响伪距的计算准确性。

为了克服多路径效应带来的影响，可以采用以下方法进行处理：

1.天线设计：采用具有抗多路径干扰能力的接收天线设计，例如天线

的极化特性和方向图对多路径效应有很大的影响，采用适当的抗多路

径性能较好的天线方案。

2.信号处理算法：运用专门的信号处理算法，例如采用自相关函数、

波束赋形、时域滤波等处理手段来剔除多路径干扰。

3.多路径检测：引入多路径干扰检测算法，对接收到的信号进行多路

径干扰的检测和识别，然后进行剔除或者补偿，以提高定位的精度。

通过以上几种处理方法的综合应用，可以有效地降低多路径效应对

GNSS定位精度的影响，提高定位的准确性和稳定性。

总结：

GNSS伪距单点定位技术基于接收卫星信号、计算伪距值和求解定位

坐标的原理，其在实际应用中需要考虑各种影响定位精度的因素，包

括钟差、大气延迟和多路径效应等。针对这些误差来源，可以采用时

钟校准、大气延迟补偿、多路径干扰抑制等方法，以提高定位的精度

和稳定性。

六、现代化技术和发展趋势

随着科学技术的不断发展和创新，GNSS定位技术也在不断地完善和

进步，涌现出了一系列现代化的技术和发展趋势，主要包括以下几个

方面：

1.多系统融合：为了提高定位的精度和可靠性，现代化的GNSS技术

通常会融合多个卫星系统（如GPS、GLONASS、Galileo等）的信号，

利用多系统的卫星信号来进行定位，以提高系统的覆盖范围和可用性。

2.增强型定位服务：针对特定的应用需求，现代化的GNSS技术还可

以提供增强型定位服务，如差分GNSS技术、实时运动服务（RTK）

等，通过引入差分修正、精密星历数据等手段，可以实现厘米级的高

精度定位。

3.高灵敏度接收技术：现代化的GNSS接收器还配备了高灵敏度的接

收技术，能够在复杂环境下（如城市峡谷、森林等）获得更好的卫星

信号接收性能，提高定位的可靠性和稳定性。

4.定位与通信融合：随着5G通信技术的不断普及和发展，现代化的

GNSS技术也正朝着定位与通信融合的方向发展，