1、1第八章、 卫 星 导 航定位及脉冲星导 航定位2/65目录:一、多普勒测量与子午卫星系统二、 DORIS系统及其应用三、以 GPS为代表的第二代卫星导航定位系统四、脉冲星导航定位3/65一、多普勒测量与子午卫星系统0、第一代卫星导航定位系统:以子午卫星系统( Transit)为代表。由于技术上的限制,第一代卫星导航定位系统一般采用多普勒定位的模式,用一颗卫星来完成整个导航工作。苏联的 CICADA法国的 DORIS(主要用于卫星定轨 )4/65一、多普勒测量与子午卫星系统1、多普勒效应当信号源 S与信号接收处 R间存在相对运动从而导致径向运动速度 V 0时,接收到的信号频率 fR就会发生变化
2、而与发射频率fS不等。例如:火车驶入站台和驶离站台5/651、多普勒效应1)信号源 S与接收处 R保持相对静止此时 fR=fS相同 S与 R间的距离为D= t*c S发出的第一个波前到达 S的时间为 t t时间内 S与 R的距离保持 D不变 t时间内, S发出的波数为 n= t* fS,均匀分布在 D中 R处接收到信号的波长 R。6/651、多普勒效应2) S与 R作相向运动此时 fRfS S发出的第一个波前到达 S的时间为 t t 内, S与 R间的距离由开始的 D= t*c变为 D-V* t t时间内, S发出的波数为 n= t* fS,均匀分布在 D中 R处接收到信号的波长 R。7/65
3、1、多普勒效应3) S与 R作反向运动此时 fR90 时 fRfS9/65一、多普勒测量与子午卫星系统2、多普勒测量原理多普勒频移:信号发射频率 fS与信号接收频率 fR之差 f称为多普勒频移。径向速度为 Vcos若信源在卫星上,R低速运动,则星站间径向速度8km/sfR按泰勒级数展开略去高次项10/652、多普勒测量原理 (续 )接收机产生频率为 fS的信号与接收到的频率为 fR的信号混频。求得差频信号。在 t1,t2时间段内积分,积分值为 N。 D1和 D2分别为 t1时刻和 t2时刻信源和接收机之间的距离。故多普勒测量也被称为距离差测量。缺陷:无法判断( D2-D1)符号解决方法:提高接收机产生信号 f0的频率,使其在任何情况下都大于 fR 。多普勒计数的几何意义: