1、第七章載體速率(sd)檢測、姿態檢測以及時間檢測7.1GPS接收機的載體速率檢測7.2GPS接收機確定載體姿態(zti)7.3GPS時間檢測共四十七頁7.1GPS接收機的載體(zit)速率檢測GPS接收機的載體速率檢測,可以用兩種方式(fngf)來實現,一種稱為平均速率法,一種稱為多普勒頻移法載體的速率大小為:共四十七頁在動態定位過程中,定位與測速可以同時實現,只是在速率估算中,時間間隔應取得合適,過長或則過短,就會使平均速率不能較正確的近似載體(zit)的實際速率。7.1GPS接收機的載體(zit)速率檢測平均速率對于高速飛行的載體速率描述來說,其正確性通常不如對低速運動載體的
2、速度的描述,因而平均速率只適用于船舶導航、陸地汽車導航等,對于客機速率導航參數,常用多普勒頻移的方式共四十七頁7.1GPS接收機的載體(zit)速率檢測共四十七頁7.1GPS接收機的載體(zit)速率檢測共四十七頁假如觀測衛星的速率為早已(yjing)量,且用戶接收機同時觀測了4顆衛星,則按照前面的等式可以求解載體的運動速率,其偏差多項式可以寫為:7.1GPS接收機的載體(zit)速率檢測共四十七頁7.1GPS接收機的載體(zit)速率檢測共四十七頁7.1GPS接收機的載體(zit)速率檢測共四十七頁7.1GPS接收機的載體(zit)速率檢測載體速率檢測(cling)的精度剖析(1
3、):共四十七頁7.1GPS接收機的載體(zit)速率檢測載體速率檢測的精度(jnd)剖析(2):共四十七頁7.1GPS接收機的載體速率(sd)檢測載體速率(sd)檢測的精度剖析(5):共四十七頁7.2GPS接收機的載體姿態(zti)檢測檢測(cling)原理共四十七頁7.2GPS接收機的載體(zit)姿態檢測共四十七頁共四十七頁7.2GPS接收機的載體姿態(zti)檢測共四十七頁7.2GPS接收機的載體姿態(zti)檢測在客機的背部和尾部橫軸方向安裝兩根GPS天線,兩根GPS天線接受中心()之間的連線稱為基線,通過此天線,只能確定客機相對于當地地理系的兩個姿態角:方
4、位角和俯仰角,而客機的橫滾角是難以確定的,若在客機的進氣道方向上在改裝一根GPS天線,則可確定客機的橫滾角共四十七頁7.2GPS接收機的載體(zit)姿態檢測將兩個相位多項式()相加,可得到站際單差觀測多項式():共四十七頁7.2GPS接收機的載體姿態(zti)檢測實際上測量平均速度的原理是,在檢測中,裝于客機上的多根天線共用一臺GPS接收機,故天線1和2的GPS接收機鐘差是同一個鐘差,同時,客機機體上的天線之間的距離相當短,由GPS衛星J到基線兩端天線的擴頻(zib)相位傳播路徑幾乎是相同,其傳播偏差近似相等:共四十七頁7.2GPS接收機的載體姿態(zti)檢測基線(jxin)向量示
5、意圖共四十七頁7.2GPS接收機的載體(zit)姿態檢測上圖中站際的幾何(jh)距離單差可以寫成:因而相位差可以寫成:共四十七頁7.2GPS接收機的載體(zit)姿態檢測整周單差及基線(jxin)向量的確定:共四十七頁多天線圖的配置(pizh)7.2GPS接收機的載體(zit)姿態檢測共四十七頁因為(yuy)將上式取整得到(ddo)所以從里面可以看出,當同時觀測到3顆衛星時,由取整就可以獲得3個整周模糊度,于是可以解算出基線向量共四十七頁7.2GPS接收機的載體姿態(zti)檢測雙基線姿態(zti)檢測原理共四十七頁7.2GPS接收機的載體姿態(zti)檢測載體(zit)雙基線共
6、四十七頁雙基線(jxin)姿態檢測原理7.2GPS接收機的載體(zit)姿態檢測共四十七頁基線(jxin)相位干涉示意圖雙基線姿態(zti)檢測原理共四十七頁雙基線姿態(zti)檢測原理共四十七頁雙基線(jxin)姿態檢測原理共四十七頁并且,相位差存在(cnzi)整周模糊度?雙基線姿態檢測(cling)原理共四十七頁相位()整周模糊度解算共四十七頁共四十七頁共四十七頁共四十七頁推論(jiln)共四十七頁7.3GPS時間(shjin)檢測共四十七頁7.3GPS時間(shjin)檢測授時的發展時間服務是國家的基本技術支撐,而高精度時間傳遞與同步是其主要的部份。統計剖析表明;原子鐘
7、性能每三年提高三個數目級。伴隨著原子鐘技術的快速發展,時間同步手段也由于通訊(tngxn)技術的神速發展,而不斷進步,精度不斷提升。共四十七頁7.3GPS時間(shjin)檢測授時的發展1)1905年,俄羅斯(miu)首先實現了長波無線電播時,解決了大范圍時間比對問題,比對精度為微秒級。長波無線電播時作為時間比對的主要手段歷時半個多世紀。在此期間測量平均速度的原理是,時鐘從天文擺鐘發展成石英鐘、氨分子鐘、艷原子鐘。鐘的特點有幾個數目級的提升。其實,長波授時不能適應時鐘發展的要求。2)1958年,LORAN-C短波導航系統開始工作,它的時間同步精度達到毫秒級。并且,因為LORAN-C系統覆蓋范圍和精度有限,
8、遠不能滿足科學研究和科學發展的須要。目前羅蘭C在相應領域早已處于次要地位,而以GPS為代表的星基導航則搶占主導地位共四十七頁7.3GPS時間(shjin)檢測授時的發展3)自從1957年第一顆人造衛星(wixng)上天,人們就闡述用衛星(wixng)進行時間同步的可能性。1960年8月,日本陸軍天文臺(USNO)用回聲1號(ECH01)進行雙向法比對,因為信噪比估算不準,結果不理想。并且,這是借助衛星(wixng)進行時間傳遞的第一次嘗試。共四十七頁7.3GPS時間(shjin)檢測授時的發展4)通過互聯網絡進行標準時間訊號的傳遞一一網路授時,是計算機通訊技術非常是技術發展
9、的產物。20世紀80年代后期,NIST率先開始了網路授時技術的研究。90年代該技術得到了迅速發展。網路授時因為路徑信噪比不易確切交納(kuch),所以精度較低。一般情況下,廣域網上為幾百微秒,局域網內為ms量級。但因為普通筆記本時鐘的守時性能很差,因而網路授時就提供了一種最便捷、快捷的方式來使用戶終端時間與標準時間服務器保持共四十七頁7.3GPS時間(shjin)檢測授時的重要性精密定時應用的領域和數目正在以令人驚訝的速率下降。目前,每年生產和銷售的精密定時產品數目為數十億。世界早已進人信息時代,精密定時是管理(gunl)信息流動的腎臟,因而從總體上講,整個社會須要可靠、強壯和廉價的定時系統。
10、實際上,精密定時是隨著石英晶體振蕩器和石英晶體混頻器的發明而形成,這兩種元件是對我們社會有著巨大而深遠影響的無線電、雷達和電視的極為重要的部件。如今我們可以史無前例地使用手持型GPS接收機進行導航;但是GPS的腎臟便是原子鐘時間同步系統。共四十七頁7.3GPS時間(shjin)檢測共四十七頁7.3GPS時間(shjin)檢測高精度授時(shush)在我國的需求共四十七頁7.3GPS時間(shjin)檢測本地(bnd)時間和UTC時間的關系共四十七頁7.3GPS時間(shjin)檢測GPS共視原理(yunl)共四十七頁7.3GPS時間(shjin)檢測共視接收機構造(guzo)共四十七
11、頁內容摘要第七章載體速率檢測、姿態檢測以及時間檢測。第七章載體速率檢測、姿態檢測以及時間檢測。7.1GPS接收機的載體速率檢測。7.2GPS接收機確定載體姿態。7.3GPS時間檢測。在動態定位過程中,定位與測速可以同時實現,只是在速率估算中,時間間隔應取得合適,過長或則過短,就會使平均速率不能較正確的近似載體的實際速率。平均速率對于高速飛行的載體速率描述來說,其正確性通常不如對低速運動(yndng)載體的速率的描述,因而平均速率只適用于船舶導航、陸地汽車導航等,對于客機速率導航參數,常用多普勒頻移的方式。7.2GPS接收機的載體姿態檢測。將兩個相位多項式相乘,可得到站際單差觀測多項式:。鐘的特點有幾個數目級的提升共四十七頁