GNSS中多频观测值的组合形式

以GPS为例,L1、L2、L5三个频点,为1575.42,1227.60,1176.45MHZ;对应波长为:

1 光速=299792458 米/秒(米每秒)

基频:10.23MHZ; L1为154倍基频, L2为120倍基频, L3为115倍基频,

λ1=c/L1= 0.190293672798365≈19厘米;

λ2=c/L2= 0.244210213424568≈24.4厘米;

λ5=c/L5= 0.254828048790854≈25.5厘米;

f1:f2:f3=(1/λ1):(1/λ2):(1/λ5)=154:120:115;

一、无电离层组合模式/Iono-free/IF:

不同频点电离层延迟关系: L1和L2频点

I2=(f1^2/f2^2)*I1;

I2=(λ2^2/(λ1^2)*I1;

以GPS L1和L2频点为例,介绍无电离层组合:

1. IF伪距表达式

GNSS中多频观测值的组合形式_第1张图片

推导过程如下:

GNSS中多频观测值的组合形式_第2张图片

2. IF载波相位表达式:3种

考虑载波相位观测值中,r/卫星-接收机距离为真实距离,既单独将模糊度/N 拿出来构成载波相位观测值;

有两种形式:

  • 形式1:

GNSS中多频观测值的组合形式_第3张图片

GNSS中多频观测值的组合形式_第4张图片

既无电离层载波为:

GNSS中多频观测值的组合形式_第5张图片

  • 形式2:

形式1和形式2的区别为:形式1单位为“m”,形式2单位为“Cycle”

GNSS中多频观测值的组合形式_第6张图片

推导过程:

GNSS中多频观测值的组合形式_第7张图片

  • 形式3:

       L1、L2载波相位观测值 φ1和φ2,假定是接收机输出的载波值(既模糊度都隐藏在里面),实际数据处理中,拿到的也是这种数据,因此这种形式在实际中用的比较多!

GNSS中多频观测值的组合形式_第8张图片

       该表达式在各类文献资料中最为常见, 通过对比系数可知, 该式在形式与上文中 IF 载波相位表达式 1 相似, 区别在于, 此处等式右侧的L1、L2载波相位观测量应以米为单位, 若获得的原始载波相位观测量单位为周, 则应将该值乘以各自波长之后再代入, 但这时由于载波相位观测量中的模糊度值并未求出, 因此最终计算得到的 IF 载波相位观测量也受模糊度影响。

汇总如下:

GNSS中多频观测值的组合形式_第9张图片

二、

单频点载波相位测量误差为α;经过双差后,双差测量误差为2α

 

 

 

 

 

参考:

《GPS原理与接收机设计》

GPS Iono-free观测量的4种表达式

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