《GPS原理及应用》第3章 GPS信号与测量误差-教学课件（非AI生成）.ppt

*建立误差改正模型电离层模型（1、近似模型2、双频接收机）对流层模型求差法消除卫星（接收机）钟差、卫星星历误差消弱电离层（两个和多个站观测求差）选择好的硬件和好的观测条件消除观测误差、多路径误差消除和消弱GPS误差的措施和方法消除或消弱各种误差影响的方法①模型改正法原理：利用模型计算出误差影响的大小，直接对观测值进行修正适用情况：对误差的特性、机制及产生原因有较深刻了解，能建立理论或经验公式所针对的误差源相对论效应电离层延迟对流层延迟卫星钟差限制：有些误差难以模型化消除或消弱各种误差影响的方法②求差法原理：通过观测值间一定方式的相互求差，消去或消弱求差观测值中所包含的相同或相似的误差影响适用情况：误差具有较强的空间、时间或其它类型的相关性。所针对的误差源电离层延迟对流层延迟卫星轨道误差…限制：空间相关性将随着测站间距离的增加而减弱消除或消弱各种误差影响的方法③参数法原理：采用参数估计的方法，将系统性偏差求定出来适用情况：几乎适用于任何的情况限制：不能同时将所有影响均作为参数来估计消除或消弱各种误差影响的方法④回避法原理：选择合适的观测地点，避开易产生误差的环境；采用特殊的观测方法；采用特殊的硬件设备，消除或减弱误差的影响适用情况：对误差产生的条件及原因有所了解；具有特殊的设备。所针对的误差源电磁波干扰多路径效应限制：无法完全避免误差的影响，具有一定的盲目性小节GPS信号伪随机测距码——码相关测距原理——测码伪距载波相位——相位测距原理——测相伪距GPS信号结构C/AP码、L1L2载波导航电文、卫星星历GPS信号误差GPS误差源、原因、消除方法概念伪距星历伪随机测距码导航电文载波整周跳变C/A码和P码的特点与区别？GPS卫星信号构成？论述码相关测距原理和载波相位测距原理？GPS误差源分类及对距离的影响是什么？卫星星历误差概念及影响和改正方法？电离层概念及影响和改正方法？如何消弱多路径误差？第三章思考题*************************GPS原理与应用第三章GPS信号与测量误差本节内容GPS信号GPS测量误差源及消除方法概述GPS卫星信号的组成部分载波（Carrier）L1L2测距码（RangingCode）C/A码（目前只被调制在L1上）P(Y)码（被分别调制在L1和L2上）卫星（导航）电文（Message）GPS卫星信号的生成关键设备–原子钟测距码①作用测距性质伪随机噪声码（PRN－PseudoRandomNoise）不同的码（包括未对齐的同一组码）间的相关系数为0或1/n（n为码元数）对齐的同一组码间的相关系数为1测距码②类型目前C/A码（Coarse/AcquisitionCode）–粗码/捕获码；码率：1.023MHz；周期：1ms；1周期含码元数：1023；码元宽度：293.05m；仅被调制在L1上P（Y）码（PreciseCode）–精码；码率：10.23MHz；周期：7天；1周期含码元数：6187104000000；码元宽度：29.30m；被调制在L1和L2上现代化后在L2上调制C/A码在L1和L2增加调制M码C/A（粗略测距和捕获精确码）码速：1.023MHz码元长度：300m测距精度：2~3mP（精确测定距离）码速：10.23MHz码元长度：30m测距精度：0.3mC/A码（测距时有模糊度）P码GPS卫星测距码测距码测距原理距离测定的基本思路信号（测距码）传播时间的测定信号传播时间信号传播时间的测定GPS卫星的基准频率f0由卫星上的原子钟直接产生频率为10.23MHz卫星信号的所有成分均是该基准频率的倍频或分频GPS卫星信号结构载波①作用搭载其它调制信号测距测定多普勒频移类型目前L1–频率：154?f0=1575.43MHz；波长：19.03cmL2–频率：120?f0=1227.60MHz；波长：24.42cm现代化后增加L5–频率：115?f0=1176.45MHz；波长：25.48cm载波②周期T,频率f,波速v,波长λ,相位φ的关系:T=1/f,λ=T*v,φ=ftρ=v*△t=λf△tt=λ△φ载波③测相伪