1、第4講：GPS定位測量原理黃河水利職業(yè)技術(shù)學(xué)院測繪工程系1第4講 GPS定位測量原理李永川第4講：GPS定位測量原理黃河水利職業(yè)技術(shù)學(xué)院測繪工程系2 1.GPS定位測量概述 2.偽距測量 3.載波相位測量 4.差分GPS定位測量 5. 周跳探測 6.整周模糊度的確定內(nèi)容概述第4講：GPS定位測量原理黃河水利職業(yè)技術(shù)學(xué)院測繪工程系3GPS定位測量的分類（1）靜態(tài)定位與動態(tài)定位（2）單點定位和相對定位（3）主動式測距和被動式測距（4）用GPS定位的基本方法1.GPS定位測量概述第4講：GPS定位測量原理黃河水利職業(yè)技術(shù)學(xué)院測繪工程系4 GPS的定位實質(zhì)： 把衛(wèi)星視為“動態(tài)”的控制點，在已知其瞬時坐

2、標的條件下，進行空間距離 后方交會，確定用戶接收機天線所處 的位置。 第4講：GPS定位測量原理黃河水利職業(yè)技術(shù)學(xué)院測繪工程系5定位方式：v按接收機天線所處的狀態(tài)不同 （1）靜態(tài)定位 （2）動態(tài)定位v按參考點位置的不同 （1）單點定位 （2）相對定位。第4講：GPS定位測量原理黃河水利職業(yè)技術(shù)學(xué)院測繪工程系6 GPS接收機在進行定位時，待定點的位置相對其周圍的點位沒有發(fā)生變化，其天線位置處于固定不動的靜止狀態(tài)。 第4講：GPS定位測量原理黃河水利職業(yè)技術(shù)學(xué)院測繪工程系7 在定位過程中，接收機位于運動著的載體，天線也處于運動狀態(tài)的定位。第4講：GPS定位測量原理黃河水利職業(yè)技術(shù)學(xué)院測繪工程系8（

3、1）靜態(tài)定位與動態(tài)定位 可靠性強，定位精度高，在大地測量、工程測量中得到了廣泛的應(yīng)用，是精密定位中的基本模式。 可測定一個動點的實時位置、運動載體的狀態(tài)參數(shù)。如速度、時間和方位等。第4講：GPS定位測量原理黃河水利職業(yè)技術(shù)學(xué)院測繪工程系9（2）單點定位與相對定位 在一個測站上同步觀測4個偽距觀測值，求解出4個未知參數(shù)（3個點位坐標分量和1個鐘差系數(shù)）。第4講：GPS定位測量原理黃河水利職業(yè)技術(shù)學(xué)院測繪工程系10 采用兩臺以上的接收機同步觀測相同的GPS衛(wèi)星，以確定接收機天線間的相互位置關(guān)系的一種方法。（2）單點定位與相對定位第4講：GPS定位測量原理黃河水利職業(yè)技術(shù)學(xué)院測繪工程系11（3）主動

4、式測距與被動式測距 用電磁波測距儀發(fā)射測距信號，通過反射器反射回來，再由測距儀接收。 根據(jù)測距信號的傳播時間求解距離 。第4講：GPS定位測量原理黃河水利職業(yè)技術(shù)學(xué)院測繪工程系12 只要求儀器鐘自身能在信號往、返時間段中保持穩(wěn)定，不影響測距精度。（3）主動式測距與被動式測距 用戶須發(fā)射信號，因而難以隱蔽自己。對軍事用戶十分不利。第4講：GPS定位測量原理黃河水利職業(yè)技術(shù)學(xué)院測繪工程系13（3）主動式測距與被動式測距 發(fā)射站在規(guī)定時刻內(nèi)準確發(fā)出信號，用戶根據(jù)自己的時鐘記錄信號到達時間，根據(jù)時差t 求解距離。第4講：GPS定位測量原理黃河水利職業(yè)技術(shù)學(xué)院測繪工程系14（3）主動式測距與被動式測距

5、用戶無需發(fā)射信號，便于隱蔽自己；所需裝置也較簡單，僅接收設(shè)備即可。 接收機鐘和各衛(wèi)星鐘不能與GPS時間系統(tǒng)保持絕對同步，由此所引起的鐘差對測距帶來了影響。第4講：GPS定位測量原理黃河水利職業(yè)技術(shù)學(xué)院測繪工程系15（4）GPS定位的基本方法 衛(wèi)星射電干涉測量 多普勒定位法 偽距定位法 載波相位測量第4講：GPS定位測量原理黃河水利職業(yè)技術(shù)學(xué)院測繪工程系16衛(wèi)星射電干涉測量 利用GPS衛(wèi)星射電信號具有白噪聲的特性，由兩個測站同時觀測一顆GPS衛(wèi)星，通過測量這顆衛(wèi)星的射電信號到達兩個測站的時間差，可以求得站間距離。 射電，即射電天文學(xué)，是通過觀測天體的無線電波來研究天文現(xiàn)象的一門學(xué)科。由于地球大氣

6、的阻攔，從天體來的無線電波只有波長約 1毫米到30米左右的才能到達地面，迄今為止，絕大部分的射電天文研究都是在這個波段內(nèi)進行的。射電天文學(xué)以無線電接收技術(shù)為觀測手段，觀測的對象遍及所有天體：從近處的太陽系天體到銀河系中的各種對象，直到極其遙遠的銀河系以外的目標。 白噪聲是指在較寬的頻率范圍內(nèi)，各等帶寬的頻帶所含的噪聲能量相等的噪聲。 第4講：GPS定位測量原理黃河水利職業(yè)技術(shù)學(xué)院測繪工程系17衛(wèi)星射電干涉測量 GPS衛(wèi)星的信號強度比類星體的信號強度大10萬倍，利用GPS衛(wèi)星射電信號具有白噪聲的特性，由兩個測站同時觀測一顆GPS衛(wèi)星，通過測量 這顆衛(wèi)星的射電信號到達兩個測站的時間差，可以求得站間

7、距離。由于在進行干涉測量時，只把GPS衛(wèi)星信號當作噪聲信號來使用，因而無需了解信號的結(jié)構(gòu)，所以這種方法對于無法獲得P碼的用戶是很有引引力的。其模型與在接收機間求一次差的載波相位測量定位模型十分相似。 第4講：GPS定位測量原理黃河水利職業(yè)技術(shù)學(xué)院測繪工程系18多普勒定位法 多普勒效應(yīng)是多普勒效應(yīng)是19421942年奧地利物理學(xué)家多普勒首先發(fā)現(xiàn)的。它的年奧地利物理學(xué)家多普勒首先發(fā)現(xiàn)的。它的具體內(nèi)容是：具體內(nèi)容是： 當波源與觀測者做相對運動時，觀測者接收到的信號頻率與波當波源與觀測者做相對運動時，觀測者接收到的信號頻率與波源發(fā)射的信號頻率不相同。這種由于波源相對與觀測者運動而引起源發(fā)射的信號頻率不

8、相同。這種由于波源相對與觀測者運動而引起的信號頻率的移動稱為多普勒頻移，其現(xiàn)象稱為多普勒效應(yīng)。的信號頻率的移動稱為多普勒頻移，其現(xiàn)象稱為多普勒效應(yīng)。 根據(jù)多普勒效應(yīng)原理，利用GPS衛(wèi)星較高的發(fā)射頻率，由積分多普勒記數(shù)得出偽距差。當采用積分多普勒記數(shù)法進行測量時，所需觀測時間一般較常（數(shù)小時），同時，在觀測過程中接收機的震蕩器要求保持高度穩(wěn)定。 第4講：GPS定位測量原理黃河水利職業(yè)技術(shù)學(xué)院測繪工程系19 偽距定位法 在某一瞬間利用GPS接收機同時測定至少四顆衛(wèi)星的偽距，根據(jù)已知的衛(wèi)星位置和偽距觀測值，采用距離交會法求出接收機的三維坐標和時鐘改正數(shù)。第4講：GPS定位測量原理黃河水利職業(yè)技術(shù)學(xué)院

9、測繪工程系20一次位的精度并不高，但定位速度快， 經(jīng)幾小時的定位也可達米級。若再增加觀測時間，精度還可以提高。（3）偽距定位法第4講：GPS定位測量原理黃河水利職業(yè)技術(shù)學(xué)院測繪工程系21載波相位測量 把載波作為量測信號，對載波進行相位測量可以達到很高的精度。通過測量載波的相位而求得接收機到GPS衛(wèi)星的距離。第4講：GPS定位測量原理黃河水利職業(yè)技術(shù)學(xué)院測繪工程系222. 偽距法定位v速度快、無多值性問題，利用增加 觀測時間可以提高定位精度v雖然測量定位精度低，但足以滿足 部分用戶的需要。第4講：GPS定位測量原理黃河水利職業(yè)技術(shù)學(xué)院測繪工程系23（1）偽距測量概述（2）測定偽距的方法（3）偽距

10、法定位的原理（4）偽距法定位的計算 （5）偽距定位法的應(yīng)用 2. 偽距法定位第4講：GPS定位測量原理黃河水利職業(yè)技術(shù)學(xué)院測繪工程系24（1）GPS偽距測量概述 GPS衛(wèi)星發(fā)射測距信號和導(dǎo)航電文，導(dǎo)航電文中含有衛(wèi)星的位置信息。 用戶用GPS接收機在某一時刻同時接收三顆以上的GPS衛(wèi)星信號，測量出測站點（接收機天線中心）至三顆以上GPS衛(wèi)星的距離并解算出該時刻GPS衛(wèi)星的空間坐標，利用距離交會解算出P點位置。第4講：GPS定位測量原理黃河水利職業(yè)技術(shù)學(xué)院測繪工程系25（2）測定偽距的方法第4講：GPS定位測量原理黃河水利職業(yè)技術(shù)學(xué)院測繪工程系26（2）測定偽距的方法，時間延遲等于衛(wèi)星信號的傳播時

11、間。將乘以光速c，就可以求得衛(wèi)星至接收機的距離。第4講：GPS定位測量原理黃河水利職業(yè)技術(shù)學(xué)院測繪工程系27（2）測定偽距的方法 自相關(guān)系數(shù)最大條件下求得的時延和真空中光速c的乘積含有誤差，這個乘積就稱為第4講：GPS定位測量原理黃河水利職業(yè)技術(shù)學(xué)院測繪工程系28（3）偽距法定位的原理列出實際距離與衛(wèi)星坐標和接收機 坐標的關(guān)系 （x、y、z） （X、Y、Z） 衛(wèi)星坐標接收機坐標 12222()()()xXyYzZ第4講：GPS定位測量原理黃河水利職業(yè)技術(shù)學(xué)院測繪工程系29（3）偽距法定位的原理 衛(wèi)星坐標可以根據(jù)收到的衛(wèi)星電文求得，再對三顆衛(wèi)星同時進行偽距測量，可以求出接收機的位置。 第4講：G

12、PS定位測量原理黃河水利職業(yè)技術(shù)學(xué)院測繪工程系30對流層折射延對流層折射延遲改正遲改正電離層折射延電離層折射延遲改正遲改正接收機鐘的接收機鐘的改正數(shù)改正數(shù)衛(wèi)星鐘的改衛(wèi)星鐘的改正數(shù)正數(shù)信號離開衛(wèi)信號離開衛(wèi)星的時刻星的時刻（由衛(wèi)星鐘（由衛(wèi)星鐘測定）測定）信號到達接信號到達接收機的時刻收機的時刻（由接收機（由接收機鐘測定）鐘測定）RSRSsRRStttropiontropionabttabtatbSRtRbtSaSRVcVcVVVVcVcVccVVcttcVtVtttc)()()()()()(故：站星真實距離：則：；設(shè)：偽距：第4講：GPS定位測量原理黃河水利職業(yè)技術(shù)學(xué)院測繪工程系31實際應(yīng)用中將接

13、收機的鐘差vta也視作未知數(shù)，建立數(shù)學(xué)模型。 當方程式的個數(shù)大于4時，可用最小二乘法求解（X，Y，Z）和vta的最或是值。 （3）偽距法定位的原理12222()()()biiitxXyYzZcv()()aiiiionitroptcv第4講：GPS定位測量原理黃河水利職業(yè)技術(shù)學(xué)院測繪工程系32222222000000000000()()()()()()()()()()()()()SRiiiiiiiiiontropttiiiiiiiiiiiiiiixXyYzZixXyYzZVVc Vc VxXyYzZxXyYzdXdYdZdXdY 令真實的站星距離：， 為衛(wèi)星則站星距離的觀測值：將 用泰勒級數(shù)展開

14、，保留一階項，有0022200000000000000()()()()()()()()()()()SiRiiiiiiiiiiiiiiiiiionitropitiiiitiZdZxXyYzZXXdXYYdYZZdZxXyYzZlmnLc VVVVl dXmdYndZc VL 其中：；令：；則誤差方程為：偽距測量的誤差方程第4講：GPS定位測量原理黃河水利職業(yè)技術(shù)學(xué)院測繪工程系33（4）偽距法定位的計算由偽距表達式寫出誤差方程uuuVA d XL根據(jù)最小二乘原理求解得 1() ()uuuudXA AA L 給出測站坐標初始值，進行迭代計算，可獲得滿意結(jié)果。 第4講：GPS定位測量原理黃河水利職業(yè)技

15、術(shù)學(xué)院測繪工程系343.載波相位測量n偽距以測距碼作為量測信號，因測距碼的波長較長，難以達到較高的精度。而載波相位測量不使用測距碼信號，不受測距碼控制，屬于非測距碼測量系統(tǒng)。n載波信號是一種周期性的正弦信號，相位測量只能測定起不足一個波長的小數(shù)部分，無法測定起正波長個數(shù)。因而存在著整周數(shù)的不確定性問題，使得解算過程復(fù)雜化。第4講：GPS定位測量原理黃河水利職業(yè)技術(shù)學(xué)院測繪工程系353.載波相位測量第4講：GPS定位測量原理黃河水利職業(yè)技術(shù)學(xué)院測繪工程系363.載波相位測量載波相位測量的關(guān)鍵技術(shù)重建載波n重建載波將非連續(xù)的載波信號恢復(fù)成連續(xù)的載波信號。載波調(diào)制了電文之后變成了非連續(xù)的波偽距測量與

16、載波相位測量第4講：GPS定位測量原理黃河水利職業(yè)技術(shù)學(xué)院測繪工程系373.載波相位測量載波相位測量的關(guān)鍵技術(shù)重建載波衛(wèi)星信號的生成接收機重建載波(c )2002, 黃勁松碼相關(guān)法n碼相關(guān)法方法：將所接收到的調(diào)制信號（衛(wèi)星信號）與接收機產(chǎn)生的復(fù)制碼相乘。技術(shù)要點n衛(wèi)星信號（弱）與接收機信號（強）相乘。特點n限制：需要了解碼的結(jié)構(gòu)。n優(yōu)點：可獲得導(dǎo)航電文，可獲得全波長的載波，信號質(zhì)量好（信噪比高）第4講：GPS定位測量原理黃河水利職業(yè)技術(shù)學(xué)院測繪工程系383.載波相位測量載波相位測量的關(guān)鍵技術(shù)重建載波n平方法方法：將所接收到的調(diào)制信號（衛(wèi)星信號）自乘。技術(shù)要點n衛(wèi)星信號（弱）自乘。特點n優(yōu)點：無

17、需了解碼的結(jié)構(gòu)n缺點：無法獲得導(dǎo)航電文，所獲載波波長為原來波長的一半，信號質(zhì)量較差（信噪比低，降低了30dB）平方法第4講：GPS定位測量原理黃河水利職業(yè)技術(shù)學(xué)院測繪工程系393.載波相位測量載波相位測量的關(guān)鍵技術(shù)重建載波n互相關(guān)（交叉相關(guān)）方法n在不同頻率的調(diào)制信號（衛(wèi)星信號）進行相關(guān)處理，獲取兩個頻率間的偽距差和相位差技術(shù)要點n不同頻率的衛(wèi)星信號（弱）進行相關(guān)。特點n優(yōu)點：無需了Y解碼的結(jié)構(gòu)，可獲得導(dǎo)航電文，可獲得全波波長的載波，信號質(zhì)量較平方法好（信噪比降低了27dB）)()(12/, 12, 1, 2/, 12LLACLLYLYLACLLRRRR第4講：GPS定位測量原理黃河水利職業(yè)技

18、術(shù)學(xué)院測繪工程系40載波相位測量的關(guān)鍵技術(shù)重建載波nZ跟蹤方法：將衛(wèi)星信號在一個W碼碼元內(nèi)與接收機復(fù)制出的P碼進行相關(guān)處理。在一個W碼碼元內(nèi)進行衛(wèi)星信號（弱）與復(fù)制信號（強）進行相關(guān)。特點n優(yōu)點：無需了解Y碼結(jié)構(gòu)，可測定雙頻偽距觀測值，可獲得導(dǎo)航電文，可獲得全波波長的載波，信號質(zhì)量較平方法好（信噪比降低了14dB）3.載波相位測量第4講：GPS定位測量原理黃河水利職業(yè)技術(shù)學(xué)院測繪工程系413.載波相位測量SR SR)SR ()tR ()tS接 收 機 根 據(jù) 自 身的 鐘 在時 刻 復(fù)制 信 號 的 相 位tR接 收 機 根 據(jù) 自 身的 鐘 在時 刻 所接 收 到 衛(wèi) 星 在時 刻 所 發(fā)

19、送 信 號的 相 位tRtS tR tS理想情況實際情況第4講：GPS定位測量原理黃河水利職業(yè)技術(shù)學(xué)院測繪工程系423.載波相位測量載波相位觀測值n觀測值n整周計數(shù)n整周未知數(shù)（整周模糊度）載波相位觀測值)()()()()(000FrIntNFrIntFriii通常表示為：以后的觀測：首次觀測： Int0NN0Fr0N0Int( )iFrit0ti第4講：GPS定位測量原理黃河水利職業(yè)技術(shù)學(xué)院測繪工程系433.載波相位測量tropiioniiiittiiiiiVVLLcVcVNdZndYmdXlvSR)()(其中：0載波相位測量的觀測方程tropiionttiiiitropiionttiiiV

20、VcVcVNVVcVcVNSRSR)()()(原始形式：線性化后：tropiionttiiiiiiitropiionttiiiiiiiiVVcVcVNdZZzdYYydXXxVVcVcVNdZzZdYyYdXxXSRSR)()()()()()()()()()(00000000000000誤差方程為：第4講：GPS定位測量原理黃河水利職業(yè)技術(shù)學(xué)院測繪工程系443.載波相位測量載波相位測量的特點n優(yōu)點精度高，測距精度可達0.1mm量級n難點整周未知數(shù)問題整周跳變問題第4講：GPS定位測量原理黃河水利職業(yè)技術(shù)學(xué)院測繪工程系454.差分GPS定位測量作為已知量的衛(wèi)星位置，其誤差遠比相位觀測值誤差大，加

21、之大氣延遲改正的精度也難以與相位觀測的精度匹配，所以在相對定位中常采用差分法解決這些問題。 n按差分方式可分為:站間差分星間差分歷元間差分n按差分次數(shù)可分為：一次差二次差三次差第4講：GPS定位測量原理黃河水利職業(yè)技術(shù)學(xué)院測繪工程系464.差分GPS定位測量n差分觀測值的定義將相同頻率的GPS載波相位觀測值依據(jù)某種方式求差所獲得的新的組合觀測值（虛擬觀測值）n差分觀測值的特點可以消去某些不重要的參數(shù)，或?qū)⒛承Υ_定待定參數(shù)有較大負面影響的因素消去或消弱其影響n求差方式站間求差衛(wèi)星間求差歷元間求差第4講：GPS定位測量原理黃河水利職業(yè)技術(shù)學(xué)院測繪工程系474.差分GPS定位測量與接收與接收機無關(guān)

22、機無關(guān)與衛(wèi)星與衛(wèi)星無關(guān)無關(guān)空間相關(guān)空間相關(guān)性強性強空間相關(guān)空間相關(guān)性強性強不隨時間不隨時間變化變化原始載波相位觀測值mSRmmmLjiktitkiTropLkiIonoLkikiLkitVctVctVtVNtt)()()()()()(第4講：GPS定位測量原理黃河水利職業(yè)技術(shù)學(xué)院測繪工程系484.差分GPS定位測量站間求差（站間差分）n求差方式同步觀測值在接收機間求差n數(shù)學(xué)形式n特點消除了衛(wèi)星鐘差影響削弱了電離層折射影響削弱了對流層折射影響削弱了衛(wèi)星軌道誤差的影響ABI站間差分：B I-A I)()()(,tttIAIBIBA第4講：GPS定位測量原理黃河水利職業(yè)技術(shù)學(xué)院測繪工程系494.差分

23、GPS定位測量星間求差（星間差分）n求差方式同步觀測值在衛(wèi)星間求差n數(shù)學(xué)形式n特點消除了接收機鐘差的影響AI星間差分：A J-A IJJ為參考星)()()(,tttIAJAJIA第4講：GPS定位測量原理黃河水利職業(yè)技術(shù)學(xué)院測繪工程系504.差分GPS定位測量歷元間求差（歷元間差分）n差分方式 觀測值在間歷元求差n數(shù)學(xué)形式n特點消去了整周未知數(shù)參數(shù)AI(t )i+1歷元間差分：A I(t )-A I(t)i+1iI(t)i)()(),(11iIAiIAiiIAtttt第4講：GPS定位測量原理黃河水利職業(yè)技術(shù)學(xué)院測繪工程系514.差分GPS定位測量單差、雙差和三差n單差：站間一次差分n雙差：站

24、間、星間各求一次差（共兩次差）n三差：站間、星間和歷元間各求一次差（三次差）單差雙差三差)()()(,tttjAjBjBA)()()(,tttjBAkBAkjBA)()(),(,1,1,ikjBAikjBAiikjBAtttt第4講：GPS定位測量原理黃河水利職業(yè)技術(shù)學(xué)院測繪工程系524.差分GPS定位測量采用差分觀測值的缺陷（求差法的缺陷）n數(shù)據(jù)利用率低只有同步數(shù)據(jù)才能進行差分n引入基線矢量替代了位置矢量n差分觀測值間具有了相關(guān)性，使處理問題復(fù)雜化參數(shù)估計時，觀測值的權(quán)陣n某些參數(shù)無法求出某些信息在差分觀測值中被消除第4講：GPS定位測量原理黃河水利職業(yè)技術(shù)學(xué)院測繪工程系535.整周模糊度的

25、確定和周跳探測（1）整周跳變（周跳 Cycle Slips）n在某一特定時刻的載波相位觀測值為n如果在觀測過程接收機保持對衛(wèi)星信號的連續(xù)跟蹤，則整周模糊度 將保持不變，整周計數(shù) 也將保持連續(xù)，但當由于某種原因使接收機無法保持對衛(wèi)星信號的連續(xù)跟蹤時，在衛(wèi)星信號重新被鎖定后， 將發(fā)生變化，而 也不會與前面的值保持連續(xù)，這一現(xiàn)象稱為整周跳變。bavtvttttNtbaab)()()(其中：)(Fr)(Int)(0周跳T Int( ) t0N0NInt( ) tN0Fr0N0Int( )iFrit0ti第4講：GPS定位測量原理黃河水利職業(yè)技術(shù)學(xué)院測繪工程系54產(chǎn)生周跳的原因n信號被遮擋，導(dǎo)致衛(wèi)星信號

26、無法被跟蹤n儀器故障，導(dǎo)致差頻信號無法產(chǎn)生n衛(wèi)星信號信噪比過低，導(dǎo)致整周計數(shù)錯誤n接收機在高速動態(tài)的環(huán)境下進行觀測，導(dǎo)致接收機無法正確跟蹤衛(wèi)星信號n衛(wèi)星瞬時故障，無法產(chǎn)生信號第4講：GPS定位測量原理黃河水利職業(yè)技術(shù)學(xué)院測繪工程系55周跳的特點n只影響整周計數(shù) 周跳為波長的整數(shù)倍n將影響從周跳發(fā)生時刻（歷元）之后的所有觀測值周跳T 周跳將使周跳發(fā)生后的所有觀測值包含相同的整周計數(shù)錯誤第4講：GPS定位測量原理黃河水利職業(yè)技術(shù)學(xué)院測繪工程系56解決周跳問題的方法n探測與修復(fù)設(shè)法找出周跳發(fā)生的時間和大小n參數(shù)法將周跳標記出來，引入周跳參數(shù)，進行解算第4講：GPS定位測量原理黃河水利職業(yè)技術(shù)學(xué)院測繪

27、工程系57周跳的探測、修復(fù)方法屏幕掃描法方法：人工在屏幕上觀察觀測值曲線的變化是否連續(xù)。特點n費時、只能發(fā)現(xiàn)大周跳。n由于原始的載波觀測值變化很快，通常觀察的是某種觀測值的組合，如 。2211LLLL第4講：GPS定位測量原理黃河水利職業(yè)技術(shù)學(xué)院測繪工程系58周跳的探測、修復(fù)方法高次差法由于衛(wèi)星和接收機間的距離在不斷變化，因而載波相位測量的觀測值N0+Int() +Fr()也隨時間在不斷變化。但這種變化應(yīng)是有規(guī)律的，平滑的。周跳將破壞這種規(guī)律性。對于GPS衛(wèi)星而言，當求至四次差時，其值已趨向于零。殘留的四次差主要是由接收機的鐘誤差等因素引起的。第4講：GPS定位測量原理黃河水利職業(yè)技術(shù)學(xué)院測繪

28、工程系59n高次差法的問題即使發(fā)現(xiàn)相位觀測值中存在數(shù)周的不規(guī)則變化，也很難判斷是否存在周跳。所以雙差觀測值被廣泛采用。周跳的探測、修復(fù)方法第4講：GPS定位測量原理黃河水利職業(yè)技術(shù)學(xué)院測繪工程系60周跳的探測、修復(fù)方法多項式擬合法：為了便于用計算機計算，常采用多項式擬合的方法。即根據(jù)n個相位測量觀測值擬合一個n階多項式，據(jù)此多項式來預(yù)估下一個觀測值并與實測值比較，從而來發(fā)現(xiàn)周跳并修正整周計數(shù)。這種方法實質(zhì)上和上面介紹的高次差法是相像的，但便于計算。第4講：GPS定位測量原理黃河水利職業(yè)技術(shù)學(xué)院測繪工程系61周跳的探測、修復(fù)方法n多項式擬合法的應(yīng)用特點由于四次差或五次差一般巳呈偶然誤差特性，無法

29、再用函數(shù)來加以擬合，所以用多項式擬合時通常也只需取至45階即可。觀測值可以是真正的（非差）相位觀測值，也可以是經(jīng)線性組合后的虛擬觀測值：單差觀測值和雙差觀測值。第4講：GPS定位測量原理黃河水利職業(yè)技術(shù)學(xué)院測繪工程系62周跳的探測、修復(fù)方法MW觀測值法1 12212121 1221201f Pf PNfff Pf PNff ,為寬巷觀測值第4講：GPS定位測量原理黃河水利職業(yè)技術(shù)學(xué)院測繪工程系63周跳的探測、修復(fù)方法殘差法方法n根據(jù)平差后的殘差，進行周跳的探測與修復(fù)特點n可以發(fā)現(xiàn)小周跳 殘差（周） 時間 （周） 0.00 100.002 -100.00 SV12-SV15 載波相位雙差觀測值的殘差圖第4講：GPS定位測量原理黃河水利職業(yè)技術(shù)學(xué)院測繪工程系646.整周模糊度的確定整周未知數(shù)（整周模糊度 Ambiguity）N0Fr0N0Int( )iFrit0ti第4講：GPS定位測量原理黃河水利職業(yè)技術(shù)學(xué)院測繪工程系656.整周模糊度的確定（1）偽距法 在進行載波相位測量的同時又進行了偽距測量，將偽距觀測值減去載波相位測量的實際觀測值（化為以距離為單位）即可得*N0. 但由于偽距測量精度較低，所以有較多*N0，取平均值后才能