第六周课后作业

1.简述GPS载波相位测量的基本原理
答：因为测量接收机接收到的具有多普勒频移的载波信号，与接收机产生的参考载波信号之间的相位差。经基线向量解算以获得两个同步观测站之间的基线向量坐标差的技术和方法。
假设卫星S发出一载波信号，该信号向各处传播:设某一瞬间， 该信号在接收机R处的相位为φR；在卫星S处的相位为φs，φR和φs (周)为载波相位(某一起始点， 包括整周数)。若载波的波长为入，则卫星S至接收机R间的距离:P =λ（φs-φR），但因无法观测φs,因此该方法无法实施。若接收机的震荡器能产生一个频率与初相和卫星载波信号完全相同的基准信号。这样有:任何一个瞬间在接收机处的基准信号的相位等于卫星处载波信号的相位。(φs-φR) 等于接收机产生的基准信号的相位和接收到的来自卫星的载波信号相位之差: ( φs-φR) =Φ(tb) -φ(ta)
某一瞬间的载波相位测量值指的是该瞬间接收机所产生的中Φ(tb) (基准信号相位)和接收到的来自卫星Φ(ta) (载波信号的相位)之差。可以进一步求出该瞬间从卫星到接收机的距离。
2.在高精度GPS测量工作中，为什么需要采用载波相位测量方法进行三维定位。
载波相位差分技术又称为RTK技术，是建立在实时处理两个测站的载波相位基础上的。它能实时提供观测点的三维坐标，并达到厘米级的高精度。载波相位测量定位，其定位精度较伪距测量定位可提高2到3个数量级。在载波相位测量定位中，经常使用差分解算的方法，尤其是三差分法，它很好的消除了多误差来源，使定位精度变高。
在RTK作业模式下，基准站通过数据链将其观测值和测站坐标信息一起传送给流动站。流动站不仅通过数据链接收来自基准站的数据，还要采集GPS观测数据，并在系统内组成差分观测值进行实时处理，同时给出厘米级定位结果，历时不到一秒钟。流动站可处于静止状态，也可处于运动状态；可在固定点上先进行初始化后再进入动态作业，也可在动态条件下直接开机，并在动态环境下完成周模糊度的搜索求解。在整周末知数解固定后，即可进行每个历元的实时处理，只要能保持四颗以上卫星相位观测值的跟踪和必要的几何图形，则流动站可随时给出厘米级定位结果。
3.载波相位测量中，确定整周未知数主要有哪些方法？
分为静态法和动态法：静态法是把整周未知数作为待定参数，在平差计算中与其他未知数一起解出。动态法是当移动载体处于静止状态时,通过与地面参考站一起”初始化"确定整个周期的未知数量，然后移动载体开始移动和定位。
同时根据时间还课以分为：经典静态相对定位法和快速解算法。经典静态相对定位法:将其作为待定量，在平差计算中求解，为提高解的可靠性，所需观测时间较长。快速解算法包括:交换天线法、P码双频技术、滤波法、搜索法和模糊函数法等，所需观测时间较短，一-般为数分钟。按接收机状态区分。