第五章电磁波的传播与GPS卫 星信号
第五章 电磁波的传播与GPS卫 星信号
GPS定位的基本观测量是观测站(用户接 收天线)至GPS卫星(信号发射天线) 的距离(或称信号传播路径),它是通 过测定卫星信号在该路径上的传播时间 (时间延迟)或测定卫星载波信号相位 在该路径上的变化周数(相位延迟)来 导出的。 =v△t
GPS定位的基本观测量是观测站（用户接 收天线）至GPS卫星（信号发射天线） 的距离（或称信号传播路径），它是通 过测定卫星信号在该路径上的传播时间 （时间延迟）或测定卫星载波信号相位 在该路径上的变化周数（相位延迟）来 导出的。 = vt
1电磁波的传播速度与大气折射 假设电磁波在真空中的传播速度为ca,则有ca 入af=~a/T=0/k在卫星大地测量中,国际 上当前采用的真空光速为 c=299782458×10%m/s) 对GPS而言,卫星发射信号传播到接收机天线的 时间约0.1秒,当光速值的最后一位含有一个单 位的误差,将会引起0.1m的距离误差。表明准 确确定电磁波传播速度的重要意义。实际的电 磁波传播是在大气介质中,在到达地面接收机 前要穿过性质、状态各异且不稳定的若干大气 层,这些因素可能改变电磁波传播的方向、速 度和强度,这种现象称为大气折射
1.电磁波的传播速度与大气折射 假设电磁波在真空中的传播速度为cvac，则有cvac= vacf= vac/T= /kvac。在卫星大地测量中，国际 上当前采用的真空光速为 c=2.99782458108 (m/s)。 对GPS而言，卫星发射信号传播到接收机天线的 时间约0.1秒，当光速值的最后一位含有一个单 位的误差，将会引起0.1m的距离误差。表明准 确确定电磁波传播速度的重要意义。实际的电 磁波传播是在大气介质中，在到达地面接收机 前要穿过性质、状态各异且不稳定的若干大气 层，这些因素可能改变电磁波传播的方向、速 度和强度，这种现象称为大气折射
大气折射对GPS观测结果的影响,往往超过了 GPS精密定位所容许的精度范围。 如何在数据处理过程中通过模型加以改正,或在 观测中通过适当的方法来减弱,以提高定位精 度,已经成为广大用户普遍关注的重要问题 电磁波在大气中的传播速度可以用折射率n来表 示,n=c/。折射率与大气的组成和结构密切相 关,其实际值接近于1,故常用折射数N来表 示,N(n-1)×106
大气折射对GPS观测结果的影响，往往超过了 GPS精密定位所容许的精度范围。 如何在数据处理过程中通过模型加以改正，或在 观测中通过适当的方法来减弱，以提高定位精 度，已经成为广大用户普遍关注的重要问题。 电磁波在大气中的传播速度可以用折射率n来表 示，n=c/v。折射率与大气的组成和结构密切相 关，其实际值接近于1，故常用折射数N0来表 示，N0=(n-1)106
根据大气物理学,如果电磁波在某种介质中的 传播速度与频率有关,则该介质成为弥散介质 介质的弥散现象是由于传播介质的内电场和入 射波的外电场之间的电磁转换效应而产生的。 当介质的原子频率与入射波的频率接近一致时, 将发生共振,由此而影响电磁波的传播速度。 通常称dvdf为速度弥散。如果把具有不同频率 的多种波叠加,所形成的复合波称为群波,则 在具有速度弥散现象的介质中,单一频率正弦 波的传播与群波的传播是不同的
根据大气物理学，如果电磁波在某种介质中的 传播速度与频率有关，则该介质成为弥散介质。 介质的弥散现象是由于传播介质的内电场和入 射波的外电场之间的电磁转换效应而产生的。 当介质的原子频率与入射波的频率接近一致时， 将发生共振，由此而影响电磁波的传播速度。 通常称dv/df为速度弥散。如果把具有不同频率 的多种波叠加，所形成的复合波称为群波，则 在具有速度弥散现象的介质中，单一频率正弦 波的传播与群波的传播是不同的