[科普中国]-多普勒测速定位

多普勒测速定位是利用两个相对运动物体之间电磁波传播的多普勒效应进行定位的方法。用户测量实际接收到的电磁波信号频率与卫星发射的标称频率之间的多普勒频移,并根据卫星的轨道参数和即时时间,即可算出自己所处的位置。

简介多普勒测速定位是指一种利用多普勒效应进行定位的方法1。

过程即利用信号发射源相对用户运动,产生的无线电信号的多普勒频移,确定相对运动的速度并进而确定用户的位置1。

多普勒频移设发射频率为f0,信号源和观测点连线方向上的径向速度为Vt,相背离时为正。用户端收到的信号由于相对运动而产生的多普勒频移为：

式中c为光速。

方法当测得多普勒频移后,确定用户相对于信号源的径向速度的常用方法是:双程相干载波测速、双程非相干载波测速和单程非相干载波测速。

应用在卫星多普勒频移测速定位中,为了校正电离层的延迟,采用了双频测量体制。多普勒频移引起接收机接收信号载频的每秒相位周数增加或减少,把某一时间间隔内增加或减少的相位周数用计数器累加起来,称为多普勒计数,或称为多普勒积分,根据多普勒积分值,可求出该时间间隔的起点时刻信号源到用户的距离差到信号源两点距离差为一定值的点的轨迹,是以这两点为焦点的旋转双曲面,双曲面与地球表面相交的曲线就是通过用户的位置线,这些位置线的任意二条线的交点就是用户所在位置。信号源可以安装在卫星上如“子午仪”卫星、“全球定位系统”卫星等。如果用户不动,则必须要求信号源运动,如果用户对自身的速度估计准确也可在动中定位1。

本词条内容贡献者为:

胡建平 - 副教授 - 西北工业大学