[科普中國]-多普勒測速定位

多普勒測速定位是利用兩個相對運動物體之間電磁波傳播的多普勒效應進行定位的方法。用戶測量實際接收到的電磁波信號頻率與衛(wèi)星發(fā)射的標稱頻率之間的多普勒頻移,并根據(jù)衛(wèi)星的軌道參數(shù)和即時時間,即可算出自己所處的位置。

簡介多普勒測速定位是指一種利用多普勒效應進行定位的方法1。

過程即利用信號發(fā)射源相對用戶運動,產(chǎn)生的無線電信號的多普勒頻移,確定相對運動的速度并進而確定用戶的位置1。

多普勒頻移設發(fā)射頻率為f0,信號源和觀測點連線方向上的徑向速度為Vt,相背離時為正。用戶端收到的信號由于相對運動而產(chǎn)生的多普勒頻移為：

式中c為光速。

方法當測得多普勒頻移后,確定用戶相對于信號源的徑向速度的常用方法是:雙程相干載波測速、雙程非相干載波測速和單程非相干載波測速。

應用在衛(wèi)星多普勒頻移測速定位中,為了校正電離層的延遲,采用了雙頻測量體制。多普勒頻移引起接收機接收信號載頻的每秒相位周數(shù)增加或減少,把某一時間間隔內(nèi)增加或減少的相位周數(shù)用計數(shù)器累加起來,稱為多普勒計數(shù),或稱為多普勒積分,根據(jù)多普勒積分值,可求出該時間間隔的起點時刻信號源到用戶的距離差到信號源兩點距離差為一定值的點的軌跡,是以這兩點為焦點的旋轉(zhuǎn)雙曲面,雙曲面與地球表面相交的曲線就是通過用戶的位置線,這些位置線的任意二條線的交點就是用戶所在位置。信號源可以安裝在衛(wèi)星上如“子午儀”衛(wèi)星、“全球定位系統(tǒng)”衛(wèi)星等。如果用戶不動,則必須要求信號源運動,如果用戶對自身的速度估計準確也可在動中定位1。

本詞條內(nèi)容貢獻者為:

胡建平 - 副教授 - 西北工業(yè)大學