載波相位差分定位技術(高精度領域應用比較廣的技術)
衛星導航信号裡面有載波(載波相位的波長是20cm左右,用載波相位進行差分定位,定位精度是很高的)和測距碼(精度不高)。
基本原理
與僞距差分原理類似,由基準站通過資料鍊實時将其載波觀測量及基站坐标資訊一同傳送給使用者站。使用者站觀測衛星信号的載波相位,同時接收來自基準站的載波相位有關資訊,對相位觀測值進行修正或組成相位差分觀測方程進行處理,能給出厘米級的定位結果。
載波相位容易發生周跳,和環境的關系也是比較大的,環境不太好,定位結果可能不太穩定,所有有時候會采用後處理差分的方法;
修正法:
使用者:載波相位的僞距=波長*(載波相位的觀測值 + 整周模糊度)+使用者的鐘差 +電離層延遲 + 對流層延遲
公式跟使用者差不多
基準站:載波相位的僞距=波長*(載波相位的觀測值 + 整周模糊度)+使用者的鐘差 +電離層延遲 + 對流層延遲
基準站和衛星之間的真實距離是可以測到的,因為基準站的坐标是完全可以确定的,從星曆上可以知道衛星的位置,那麼就知道了基準站到衛星的真實距離,然後由于基準站可以觀測到達衛星之間的僞距,當兩者相距不遠的時候,二者的電離層和對流層的誤差不大,通過将基準站的真實距離減去觀測距離,将這個得到的誤差,傳送給使用者進行糾正。
求差法
接收機間的一次差
接收機和衛星間的二次差
接收機、衛星和觀測曆元時刻之間的三次差
dpbj表示載波相位僞距的殘差????
在整周模糊度已知的情況下,上面公式中,δxu有三個未知數,加上dtaoub也是一個未知數,那麼在單差的情況下,可以通過觀測四顆衛星來确定位置資訊;
在做一次差的時候,有一些誤差沒有被消除,希望在做兩次差的時候能夠進行進一步消除;得到精度更高一點;
對兩顆衛星的單差方程進行求差;接收機鐘差被抵消了;
Lkjub表示已知量;誤差方程中等号左邊的是一個觀測噪聲;
參考衛星通常選擇高度角比較大的衛星,幹擾比較小;
不知道雙差整周模糊度的時候,這個方程應該如何求解呢,顯然如果僅僅觀測五顆衛星的話,那麼隻能列出四個觀測方程,因為有一顆基準衛星,那麼未知數的個數要比方程的個數要多;
觀測五顆衛星,那麼位置數的個數是3 + n -1 = 3 + 5 -1 = 7;雙差觀測方程比較少,
載波相位觀測值的相關性