GNSS测量技术与应用：载波相位测量原理与观测方程

GNSS测量技术与应用：载波相位测量原理与观测方程

载波相位测量是GNSS（全球导航卫星系统）测量技术中的重要组成部分，通过测量卫星发射的载波信号与接收机本地振荡器产生的参考信号之间的相位差，可以实现高精度的定位和测量。本文将详细介绍载波相位测量的原理、观测方程及其在GNSS测量中的应用。

项目二：GNSS测量定位方法

任务2.3：载波相位测量

牛丽娟

概论

1. 载波相位测量原理

测距信号C/A、PL1、L2的码元宽度分别为293m、29.3m、19cm和24cm，对应的测距精度为2.93m、0.293m、1.9mm和2.4mm。通过对载波进行相位测量，可以得到更高的测量定位精度。

为什么采用载波相位测量？

在进行载波相位测量之前，首先要进行解调工作，设法将调制在载波上的测距码和导航电文去掉，重新获取载波，这一工作称为重建载波。

方法：将所接收到的调制信号（卫星信号）与接收机产生的复制码相乘。

优点：可同时提取测距信号和导航电文，可获得全波长的载波，信号质量好（信噪比高）。

缺点：必须知道测距码的结构。

平方法

码相关法

方法：将所接收到的调制信号（卫星信号）自乘。

优点：无需了解码的结构。

缺点：无法获得测距码和导航电文，所获载波波长为原来波长的一半，信号质量较差（信噪比低）。

载波相位测量原理

将测距码和数据码调制到载波上
由卫星发射机将调制信号发出
接收机解调出纯净的载波信号
接收机产生基准信号
载波信号和基准信号求相位差

载波相位测量的观测值是GNSS接收机所接收到的卫星载波信号与接收机本振参考信号的相位差。

载波相位测量原理

t0:首次进行载波相位测量时刻
ti:后续各次观测时刻

首次观测：
其余各次观测：

完整的载波相位通常表示为
整周模糊度
整周计数

载波相位测量的观测方程

载波相位测量的基本观测方程