卫星测伪距.doc

一、静态定位与动态定位
（一）定义
1．静态定位
2．动态定位
（二）动态定位和静态定位
1．静态定位：由于接受机的位置固定不动，就可以进行大量的重复观测，所以静态定位可靠性强，定位精度高，在大地测量、工程测量中得到了广泛的应用，是精密定位中的基本模式。
2．动态定位：其特点是测定一个动点的实时位置，多余观测量少、定位精度低。目前，导航型的GPS接受机可以说是一种广义的动态定位，它除了要求测定动点的实时位置外，一般还要求测定运动载体的状态参数，如速度、时间和方位等。
二、单点定位和相对定位
1．定义
GPS单点定位也叫绝对定位，就是采用一台接受机进行定位的模式，它所确定的是接受机天线在WGS-84世界大地坐标系统中的绝对位置，所以单点定位的结果也属于该坐标系统。
2．单点定位的优缺点：
优点是只需一台接受机即可独立定位，外业观测的组织及实施较为方便，数据处理也较为简单。
缺点是定位精度较低，受卫星轨道误差，钟同步误差及信号传播误差等因素的影响，精度只能达到米级。所以该定位模式不能满足大地测量精密定位的要求。但它在地质矿产勘察等低精度的测量领域，仍有着广泛的应用前景。
3．相对定位定义：
4．单点定位、相对定位与动、静态的关系
在单点定位和相对定位中，又都可能包括静态定位和动态定位两种方式。其中静态相对定位一般均采用载波相位观测值为基本观测量。这种定位方法是当前GPS测量定位中精度最高的一种方法，在大地测量、精密工程测量、地球动力学研究和精密导航等精度要求较高的测量工作中被普遍采用。
三、主动式测距和被动式测距
1．主动式测距
用电磁波测距仪发射测距信号，通过另一端的反射器回来，再由测距仪接受。如图4-2所示：
根据测距信号的往、返传播时间求解出往、返距离2ρ。由于电磁波测距仪需在测站点上主动发出测距信号，故称这种测距方式为主动式测距。主动式测距只需要求一起钟自身能在信号往、返时间段中保持稳定，就不会影响测距精度。其缺点是用户必须发射信号，因而难以隐蔽自己，这对军事用户十分不利。此外，要求用户同时具有发射设备和接收设备，装置较为复杂。
2．被动式测距
发射站在规定的时刻内准确地发出信号，用户则根据自己的时钟记录信号到达的时间，根据时差Δt求得单程距离ρ。如图4-2所示：
由于用户只需被动地接收信号，故称为被动式测距。其优点是用户无需发射信号，因而便于隐蔽自己，用户装置也较简单，只配备接收设备即可。为了众多用户同时工作，要求接收机钟和各卫星钟都要和GPS时间系统保持同步，所以对钟的稳定提出了很高的要求，或者要求采取特殊措施解决钟差对测距带来的影响。
四、用GPS信号进行定位的基本方法
前面所述的静态定位或动态定位，所依据的观测量都是所测的卫星至接收机天线的伪距。但是，伪距的基本观测量又区分为码相位观测（简称测码伪距）和载波相位观测（简称测相伪距）。这样，根据GPS信号的不同观测量，可以区分为四种定位方法。
1．卫星射电干涉测量
GPS卫星的信号强度比类星体的信号强度大10万倍，利用GPS卫星射电信号具有白噪声的特性，由两个测站同时观测一颗GPS卫星，通过测量
这颗卫星的射电信号到达两个测站的时间差，可以求得站间距离。由于在进行干涉测量时，只把GPS卫星信号当作噪声信号来使用，因而无需了解信号的结构，所以这种方法对于无法获得P码的用户是很有引引力的。其模型与在接收机间求一次差的载波相位测量定位模型十分相似。
2．多普勒定位法
多普勒效应是1942年奥地利物理学家多普勒首先发现的。它的具体内容是：
当波源与观测者做相对运动时，观测者接收到的信号频率与波源发射的信号频率不相同。这种由于波源相对与观测者运动而引起的信号频率的移动称为多普勒频移，其现象称为多普勒效应。根据多普勒效应原理，利用GPS卫星较高的发射频率，由积分多普勒记数得出伪距差。当采用积分多普勒记数法进行测量时，所需观测时间一般较常（数小时），同时，在观测过程中接收机的震荡器要求保持高度稳定。
1．伪距定位法
伪距定位法是利用全球卫星定位系统进行导航定位的最基本的方法，其基本原理是：在某一瞬间利用GPS接收机同时测定至少四颗卫星的伪距，根据已知的卫星位置和伪距观测值，采用距离交会法求出接收机的三维坐标和时钟改正数。伪距定位法定一次位的精度并不高，但定位速度快，经几小时的定位也可达米级的若再增加观测时间，精度还可以提高。
2．载波相位测量
载波信号的波长很短，L1载波信号长为19cm，L2载波信号波长为24.4cm。若把载波作为量测信号，对载波进行相位测量可以达到很高的精度。通过测量载波的相位而求得接收机到GPS卫星的距离，是目前大地测量和工程测量中的主要测量方法。
第二节伪距法定位
一、测定伪距的方法
伪距法定位是利用全球定位系统进行导航定位的最基本方法。它的优点