基本信息
- 项目名称：
- GPS卫星小高度角下多普勒频移的实验分析
- 来源：
- 第十二届“挑战杯”省赛作品
- 小类：
- 信息技术
- 大类：
- 自然科学类学术论文
- 简介：
- 本文通过GPS时间以及卫星星历的不同（每颗卫星的星历每两小时更新一次）解算出卫星的多普勒频移。根据所获得的大量数据进行比对抽取数据研究卫星高度角处于小角度时，卫星多普勒频移出现变化异常的现象。
- 详细介绍：
- 根据多普勒频移理论，Doppler频移同卫星的高度角有着密切的关系：多普勒频移应随着卫星的高度角的增大而减小。然而，实验数据中出现卫星高度角处于小角度时，卫星多普勒频移出现变化异常的现象。通过数据的筛选，统计，用不同的方法进行比对和绘图，分析该现象。最终得出，在高度角小于11度时，高度角大小与多普勒频移不成反比。
作品专业信息
撰写目的和基本思路
- 实时卫星位置解算在整个GPS接收机导航解算过程中占有极其重要的地位。正常情况下，多普勒频移应随着卫星高度角的增大而减小。然而，卫星高度角处于小角度时，卫星多普勒频移出现变化异常。为了探究卫星多普勒频移在多大角度出现异常，本作品运用我系卫星导航定位实验的东方联星实验平台，通过反复试验，综合分析试验结果，从而找出小角度下卫星多普勒频移的异常。
科学性、先进性及独特之处
- 在对实时卫星位置解算实验进行结果分析时，却出现了高度角（仰角）较小的卫星所解算出的多普勒频移不成反比的现象。针对这一现象，本作品设计实验进行分析总结后得出在高度角小于11度时，高度角大小与多普勒频移不成反比。
应用价值和现实意义
- 本作品结果对于多普勒频移在实时卫星位置解算的应用上提高测量的精度，增强可视卫星位置预测的准确度，减小接收机捕获卫星的难度，缩短捕获卫星信号的时间，进而缩短接收机的启动时间上具有一定的参考作用；也可将其原理应用到北斗卫星位置的解算上，以提高北斗卫星接收机的性能；对于使用多普勒频移的测绘学，水声通信，移动通信等各种其它应用领域具有十分重要的意义。
学术论文摘要
- 实时卫星位置解算在整个GPS接收机导航解算过程中占有极其重要的地位。正常情况下，多普勒频移应随着卫星高度角的增大而减小。然而，在对实时卫星位置解算实验进行结果分析时，却出现了高度角（仰角）较小的卫星所解算出的多普勒频移不成反比的现象。针对这一现象，本文设计实验进行分析总结后得出在高度角小于11度时，高度角大小与多普勒频移不成反比。
获奖情况
- 2009-2010学年第一届“北斗杯”全国青少年科技创新大赛大学组优秀奖
鉴定结果
- 情况属实
参考文献
- 1、多普勒频移_百度百科[EB/OL]．． 2、北京东方联星科技有限公司．NewStar150 GPS原理实验平台实验指导教程[M]． 3、袁德宝，崔希民，郎博，等．GPS卫星信号Doppler频移的计算与分析[J]．2009，18（3）：6-12．
同类课题研究水平概述
- 随着科学技术的发展，全球卫星导航已在个人导航，物流运输、交通管理、航空、航海、武器系统、授时校频、高精度测量等各个领域中得到了非常广泛的应用，已初步形成一个新兴的高科技产业。 提高Doppler频移的计算精度，在可视卫星位置预测的过程中可以起到事半功倍的作用，并且能够大大提高可视卫星位置预测的准确度，以此来减小接收机捕获卫星信号的难度，进一步缩短捕获卫星信号的时间，从而缩短接收机的启动时间。 然而，国内外所普遍应用的多普勒频移理论，即Doppler频移同卫星的高度角有着反比的关系一直是研究者计算的前提，却较少有人对多普勒频移理论进行提出质疑和研究。当然，多普勒频移的解算数据庞大，且计算复杂，因此要从各种繁杂的数据中抽取出其规律异常的相关研究也就相对较少，这也不是不可以理解。但是无疑却又是不可缺少的。因此本文在对其进行论证的过程中，发现其规律的异常现象，并对其进行分析。
