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相位(phase)

已有 16111 次阅读 2020-3-16 14:49 |个人分类:GNSS|系统分类:科研笔记

GNSS高精度定位,都是使用载波观测值,那就必然涉及到载波相位模糊度固定,所以首先我们先来搞清楚,什么是相位???

先给出相位的定义(来自维基百科)

相位(phase),是描述信号波形变化的度量,通常以度(角度)作为单位,也称作相角或相。当信号波形以周期的方式变化,波形循环一周即为360°。

刻画一个正弦波,需要三个量,幅度,频率和初相。

image.png

A为幅度(纵轴)

ω=2πf 为角频率

t为时间(横轴)

φ为初相角,或简称相角

ωt+φ叫做在时刻t振动的相或相位

由上面可以看出,相位由频率部分和初始相位部分构成,频率部分和时间t相关,初始相位对应的是t=0的时刻的相位

GNSS载波相位观测量是测定接收机所接收的卫星载波信号与接收机振荡器产生的参考载波信号之间的相位差。载波相位观测量理论上是 GNSS信号在接收时刻的瞬时载波相位值。

GNSS信号被接收机接收后, 首先进行伪随机码的延时锁定, 即实现对卫星信号的跟踪。一旦跟踪成功, 接收机的本地伪随机码就与卫星的伪随机码严格对齐,给出伪距观测量。 之后利用锁相环实现相位的锁定,锁相后接收机本地信号相位与GNSS载波信号相位相同,此时接收机本地信号相位与初始相位的差即为载波相位观测量。

设卫星上某一时刻的载波相位为φ1 ,经过距离L后到达接收机时相位为 φ2,那么载波所经历过的载波相位变化为 φ2-φ1,其中,包括整周数和不足一周的小数部分。

载波相位观测只能测量初始相位中不足一周的部分(Fr0)。只要能正确地确定未知的载波相位整周模糊度(N0),载波相位观测值就变成毫米级精度的距离观测值,从而提供厘米至毫米级精密定位服务。

整周模糊度.jpg




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