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doublexixi

新虫 (初入文坛)

[求助] GPS定位有关的问题

各路大神，请教几个GPS定位的问题啊。
1.用CA码定位的时候，怎么确定卫星到接收机信号的传播时间啊，如果用移动码片相关找最大峰值的办法，也就最多移动1ms，对应300km距离，远远小于伪距2万km啊，有书上说可以预先设定测站的近似坐标解决，不太理解，大家能解释详细点吗？
2,。用载波相位测量有很高的精度，载波相位到底是指什么，载波相位观测量又是什么？书上说本地载波产生一个和卫星同频同相的信号，然后再用卫星发射时刻的相位减去到接收机时刻的相位，用波长表示就代表伪距。是说捕获并跟踪到卫星后，科斯塔斯环最终输出零相位差就表明此时的本地载波和卫星信号同频同相的意思吗？那怎么知道本地载波的相位信息呢？
3.既然要求的卫星发射信号与本地载波信号的相位差，不就是求混频后下转换的信号相位吗?如果这个值知道，是不是就可以用载波相位观测量来定位啊 ？
暂时就这么多，以后有问题再请教大家，希望大家帮帮忙解答一下！
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1楼2013-08-13 22:45:31
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wmvictory

铜虫 (初入文坛)

【答案】应助回帖

1我的理解是C/A码是一段为随机噪声吗，使用接收机接收的噪声码和接收机自己产生的噪声码进行比对，得出信号传播时延，C/A码的码元宽度是0.97752微秒，也就是（293m多）。但是接收机对齐码的技术可以达到码元宽度可以优于1/10，也就是(29.3m)。一般在高精度的测量中，都是采用伪距测量来获得测站的初始坐标。伪距测量可以通过四颗以上的卫星直接获得地面点近似坐标，精度一般在（10m）左右。
关于卫星钟和接收机钟不同步的问题，在一般位置解算时，一般把卫星钟和接收机钟差作为待估参数，同三个位置变量一同解算，所以上面说到可以通过四颗以上的卫星才可以结算地面点坐标。
载波在英语里就是carrier,原本就是充当搬运工的作用，在GPS里有L1，L2，L5，分别是基频（10.25MHZ）154倍，120倍，和115倍。因为C/A码、导航电文、P码都是低频码，在传输过程中穿过大气会产生较大的损耗。穿过大气层的最佳频率是1Ghz左右，所以就把他们调制在1Ghz左右的载波上，等到了接收机在解调回来就可以了。
哦，再说一句，伪距码是1.023Mhz，之所以不能把伪距码直接用高频信息表示，是因为高频的波长太短，你得保证从卫星到接收机的距离始终在一个波长的范围内才可以通过比对直接得出伪距，不然，你怎么知道它前面经历了几个波长才到接收机（整周模糊度问题）
2刚才说了由于载波的频率很高，所以他的波长很短，根据接收机的接收性能，一般可以识别出来优于波长的1/4的信息，以L1载波来说可以达到5cm，但是前面也说了，它只能测出来最后一个不满一周的部分达到5cm，但是前面具体经过了多少周是不知道。所以就要进行整周模糊度的求解，方法有很多，但是很复杂，码不动字了
3接收机是可以产生C/A码的，因为码的结构是公开的，但是对于10.23Mhz的军用p码就无能为力了。
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4楼2013-08-21 12:13:33
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普通回帖

胡不归

木虫 (正式写手)

【答案】应助回帖

感谢参与，应助指数 +1
知道的不多，说说我的看法：
1.使用CA码时，需要知道卫星发射CA码的时间，则假设接收机与卫星同步（即接收机与卫星的时钟是一样的，如何得到卫星的发射CA码的时间，这个我也不清楚，知道的同学请告诉我），则通过测量CA从发射到接收时间的时间间隔，再乘以电磁场的速度，就可以得到卫星到接收机的距离。
2.载波相位就是GPS发射和接收CA码的载波的相位，通过测量卫星发射和接收机接收时的相位变化（当然，此时的接收机与卫星是同频同相），可以获得精确的距离测量，但估计这时的距离模糊也是很严重的吧。
3.接收机混频后下转换的信号相位包括了卫星和接收机的初始随机相位，必须把这个随机相位补偿掉，才能进行相位差测量。
就这么多了，大伙补充.
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2楼2013-08-14 22:54:09
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doublexixi

新虫 (初入文坛)
引用回帖:
2楼: Originally posted by 胡不归 at 2013-08-14 22:54:09
知道的不多，说说我的看法：
1.使用CA码时，需要知道卫星发射CA码的时间，则假设接收机与卫星同步（即接收机与卫星的时钟是一样的，如何得到卫星的发射CA码的时间，这个我也不清楚，知道的同学请告诉我），则通过测 ...

您好，感谢你的回答!
1.CA码发射时刻的时间导航电文里面是有的，我就是不知道接收机接收到CA码的时间怎么确定，如国紧靠移动1023个码片找到最大值，在程序中移动一个码片计数一次，一旦发现最大值就给出一个标志并停止计数的话，然后看计数的总数为m，则时间为(m/1023)*1ms，不知道是不是这样的？要是卫星里面一个表显示8点发射信息，接收机中找到了相干峰，然后看下表示9点，则时间是1个小时，这样还比较好理解点。我总是对软件接收机的时钟搞不清楚，总觉得所有时间都是计数来算的一样，又没有一个起始时刻，困惑啊。。。
2.载波相位的话，我想了一下，当环路稳定了，相位差为零，应该就是接收机产生的载波和卫星发射的载波是同频同相的了，那这样也只是知道了接收时刻的载波相位（等于本地载波相位），还是不知道发射时刻的载波相位啊，难道要往前推？不懂啊，
谢谢你，以及大家能指点一二！
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3楼2013-08-21 00:27:10
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doublexixi

新虫 (初入文坛)
引用回帖:
4楼: Originally posted by wmvictory at 2013-08-21 12:13:33
1我的理解是C/A码是一段为随机噪声吗，使用接收机接收的噪声码和接收机自己产生的噪声码进行比对，得出信号传播时延，C/A码的码元宽度是0.97752微秒，也就是（293m多）。但是接收机对齐码的技术可以达到码元宽度可以 ...

你好！你说的那些关于定位的原理都是对的，我大概也知道。我主要的困惑在信号传输时间怎么确定的，是单纯计数还是怎么的，现在做的是软件接收机（FPGA）。在程序里面怎么实现的？还有就是载波相位测量的问题，不知道在程序中怎么获得本地载波相位和卫星发射时刻的初始相位。。。
再次谢谢你！
也希望大家能解答疑惑！
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5楼2013-08-22 18:49:14
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qsj8362234

金虫 (小有名气)

【答案】应助回帖

由2部分组成 一部分在导航信息里面 也就是计时器的数值，这个好像可以达到1s（量级，忘记了），另外一部分就是码环路的输出值，前面一部分是粗的 后面一部分是精细的，最后的伪距就是2者的和
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6楼2013-08-23 11:49:49
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sunyuanxin

禁虫 (著名写手)
本帖内容被屏蔽
7楼2013-09-11 21:46:44
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doublexixi

新虫 (初入文坛)
引用回帖:
4楼: Originally posted by wmvictory at 2013-08-21 12:13:33
1我的理解是C/A码是一段为随机噪声吗，使用接收机接收的噪声码和接收机自己产生的噪声码进行比对，得出信号传播时延，C/A码的码元宽度是0.97752微秒，也就是（293m多）。但是接收机对齐码的技术可以达到码元宽度可以 ...

你好
GPS中基线解算后怎么评价精度啊，经常看到说水平精度1-2mm，垂直精度一般是水平精度的2-3倍，所以是4-6mm，这个精度怎么算出来的啊？有什么公式吗？是求方差吗？
      我自己编的程序解观测方程，得到了基线的三维坐标X,Y,Z，那水平和垂直精度怎么算啊？
      求指点！
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8楼2014-04-16 22:06:48
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wangyuze90

新虫 (初入文坛)
引用回帖:
5楼: Originally posted by doublexixi at 2013-08-22 18:49:14
你好！你说的那些关于定位的原理都是对的，我大概也知道。我主要的困惑在信号传输时间怎么确定的，是单纯计数还是怎么的，现在做的是软件接收机（FPGA）。在程序里面怎么实现的？还有就是载波相位测量的问题，不知 ...

我也遇到和楼主同样的问题了。。想问下楼主是怎么解决的，多谢楼主
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9楼2014-10-30 16:06:48
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chin_wong

新虫 (初入文坛)
您好，楼主，我在研究GPS问题时，也遇到了CA码定位确定传输时间上的问题，跟您相同。想问下，您得到了想要的答案了吗？很希望跟您探讨下。谢谢！
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10楼2015-09-30 09:39:21
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