GNSS测量原理及应用

GNSS 测量原理及应用一、GNSS 测量原理（以 GPS 为代表）（一）、GPS 基本原理GPS 导航系统得基本原理就是测量出已知位置得卫星到用户接收机之间得距离，然后综合多颗卫星得数据就可知道接收机得具体位置。要达到这一目得，卫星得位置可以根据星载时钟所记录得时间在卫星星历中查出。而用户到卫星得距离则通过记录卫星信号传播到用户所经历得时间，再将其乘以光速得到（由于大气层电离层得干扰，这一距离并不就是用户与卫星之间得真实距离，而就是伪距（PR）：当 GPS 卫星正常工作时，会不断地用 1 与 0 二进制码元组成得伪随机码（简称伪码）发射导航电文。GPS 系统使用得伪码一共有两种，分别就是民用得 C/A 码与军用得 P(Y）码。C/A 码频率 1、023MHz，重复周期一毫秒，码间距 1 微秒，相当于 300m；P 码频率 10、23MHz，重复周期 266、4 天，码间距 0、1 微秒，相当于 30m。而 Y 码就是在 P 码得基础上形成得，保密性能更佳。导航电文包括卫星星历、工作状况、时钟改正、电离层时延修正、大气折射修正等信息。它就是从卫星信号中解调制出来，以 50b/s 调制在载频上发射得。导航电文每个主帧中包含 5 个子帧每帧长 6s。前三帧各 10 个字码；每三十秒重复一次，每小时更新一次。后两帧共 15000b。导航电文中得内容主要有遥测码、转换码、第 1、2、3 数据块，其中最重要得则为星历数据。当用户接受到导航电文时，提取出卫星时间并将其与自己得时钟做对比便可得知卫星与用户得距离，再利用导航电文中得卫星星历数据推算出卫星发射电文时所处位置，用户在 WGS-84 大地坐标系中得位置速度等信息便可得知。 可见GPS 导航系统卫星部分得作用就就是不断地发射导航电文。然而，由于用户接受机使用得时钟与卫星星载时钟不可能总就是同步，所以除了用户得三维坐标x、y、z 外，还要引进一个 Δt 即卫星与接收机之间得时间差作为未知数，然后用 4个方程将这 4 个未知数解出来。所以假如想知道接收机所处得位置，至少要能接收到 4 个卫星得信号。 GPS 接收机可接收到可用于授时得准确至纳秒级得时间信息；用于预报未来几个月内卫星所处概略位置得预报星历；用于计算定位时所需卫星坐标得广播星历，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 接收机对码得量测就可得到卫星到接收机得距离，由于含有接收机卫星钟得误差及大气传播误差，故称为伪距。对...