伪距定位原理PPT学习教案.pptx

伪距定位原理是全球定位系统（GPS）中的核心技术之一，它涉及到GPS的工作流程、卫星信号的组成部分以及如何通过测量伪距来确定地理位置。GPS是由美国建立的全球卫星导航定位系统，能够提供全球范围内的全天候、实时三维导航定位和测速服务。 GPS系统主要由三个部分组成：地面控制部分（包括1个主控站、3个注入站和5个监测站）、空间部分（由24颗卫星分布在6个轨道上，运行在大约20200公里的高度）和用户部分。用户通过接收GPS卫星发送的信号进行定位。 GPS卫星信号包含载波、测距码和导航电文。载波是频率为1575.43MHz（L1）和1227.60MHz（L2）的电磁波，用于承载其他调制信号，测量距离并检测多普勒频移。测距码是一种伪随机噪声码，分为C/A码（粗码或捕获码）和P码（精码），用于测量从卫星到接收机的传播时间，进而计算距离。C/A码码元宽度为293.05米，P码码元宽度为29.30米。导航电文则包含卫星的位置、状态、钟校正参数和电离层修正信息等。 伪距是接收机接收到卫星测距码信号传播时间与光速乘积所得到的测量距离。实际的伪距包含了接收机和卫星时钟的偏差，以及大气折射的影响（主要是电离层和对流层）。因此，为了准确定位，需要至少接收到四颗卫星的信号，通过解算四个伪距观测方程来确定接收机的三维位置。 伪距定位观测方程描述了伪距与接收机和卫星之间的几何关系，以及各种误差源的影响，如卫星钟差、接收机钟差、电离层和对流层折射。通过消除这些误差并解决四维方程组，可以计算出接收机的精确坐标。码相关处理是伪距测量的关键，它通过比较接收机产生的复制码和卫星发射的测距码的相位，找到两者间的最大相关值，从而确定伪距。 GPS现代化后，引入了新的频率如L5，以提高定位精度和抗干扰能力。伪距定位原理是基于测量卫星信号到达接收机的时间，通过数学模型和误差校正来确定接收机在地球上的精确位置，广泛应用于导航、测绘、科学研究等多个领域。