GPS測量的基本方法有兩種，一是偽距測量;二是載波相位測量。載波相位測量精度要遠(yuǎn)高于偽距測量精度。

　　(1)偽距測量

　　由于衛(wèi)星鐘、接收機(jī)鐘的誤差以及大氣延遲誤差的影響，實際測出的距離與實際的衛(wèi)星到接收機(jī)幾何距離有一定差值，故一般稱測出的距離為偽距。

　　偽距觀測量按精度可分為C/A碼(粗碼)和P碼(精碼)。偽距觀測量的精度一般為碼元長度的1/100。C/A碼碼元長度為293m，故其觀測精度大致為2.93m;P碼碼元長度為29.3m，故其觀測精度大致為0.29m。

　　(2)載波相位測量

　　載波相位測量是接收機(jī)測量得到的衛(wèi)星載波信號與接收機(jī)產(chǎn)生的參考載波信號之間的相位差。載波相位觀測量的精度一般為載波長度的1/100，L1載波的波長λ1=19cm，其測距精度為0.19cm;L2載波的波長λ2=24cm，其測距精度為0.24cm。所以在測量相位精度相同的情況下，載波相位測量誤差對測距精度的損失，較P碼碼相測量誤差小兩個數(shù)量級;載波相位測量的距離分辨率也較P碼碼相測量的距離分辨率高得多。在需要高精度測量的場合，如姿態(tài)測量系統(tǒng)中采用載波相位觀測量進(jìn)行數(shù)據(jù)處理。

　　由于載波不攜帶有測距碼的任何信息，所以載波相位測量通常也稱為無碼測量，載波是一種周期性的正弦信號。因此，采用載波相位法是系統(tǒng)測量精度的保證。

　　系統(tǒng)接收L1 載波信號,有16 個L1 C\/A 碼獨(dú)立信道。系統(tǒng)啟動后，滿足解算條件后，便可自動對整周模糊度進(jìn)行初始化，初始化結(jié)束后，解算模式轉(zhuǎn)到固定整周模式，最高可達(dá)20HZ 頻率輸出解算結(jié)果，基線2m 時定向精度0.08°，基線長度增加，可提高定向精度。若在載體上配置不共線的三個GPS 天線, 可構(gòu)成兩條互相獨(dú)立的基線。通過這兩條基線在載體坐標(biāo)系和地理坐標(biāo)系中的坐標(biāo)位置可以在載體坐標(biāo)系中建立三個互相正交的矢量，從而解算出三維姿態(tài)參數(shù)。

　　2. GPS姿態(tài)測量技術(shù)

　　GPS姿態(tài)測量解算流程為：

　　要使GPS具備姿態(tài)測量功能，需滿足一下條件：

　　(1)接收機(jī)使用兩個或更多天線。采用兩個或更多天線以構(gòu)成基線向量。采用兩個天線能測量航向和俯仰角，采用不在一條線上的3個天線組合能測量航向、俯仰和橫滾角。

　　(2)采用載波測量數(shù)據(jù)。GPS接收機(jī)所能測量的偽距精度不足以用于測姿，必須使用載波的測量數(shù)據(jù)。

　　(3)解求載波周期模糊度。載波周期模糊度無法直接觀測，也不能直接計算，只能通過復(fù)雜的數(shù)學(xué)模型從眾多的候選值中進(jìn)行挑選。目前國內(nèi)外存在不少求解模糊度的數(shù)學(xué)模型，但絕大多數(shù)因為所需的計算量太大而不能用于實時計算，只適用于后加工處理，因而不能用于實時測姿。目前國內(nèi)外研究這一技術(shù)的單位很多，但真正可用于高動態(tài)實時導(dǎo)航的算法還很少見。星宇網(wǎng)達(dá)采用了獨(dú)創(chuàng)的選擇計算方法，實現(xiàn)了使用GPS 單頻接收機(jī)進(jìn)行實時測量載體姿態(tài)，實現(xiàn)了載波相位初始整周模糊度的快速解算及周跳檢測、修復(fù)，使之成為能夠適用于高動態(tài)實時導(dǎo)航、測量姿態(tài)系統(tǒng)。

　　3.GPS\/INS 組合技術(shù)

　　慣性導(dǎo)航系統(tǒng)( INS) 是一種完全自主的導(dǎo)航系統(tǒng)，具有不依賴外界信息、隱蔽性好、抗輻射性強(qiáng)、全天候等優(yōu)點(diǎn)，是能夠提供多種導(dǎo)航參數(shù)的重要導(dǎo)航設(shè)備。但它的誤差隨時間而積累，長時間工作后會產(chǎn)生大的誤差，使得慣性導(dǎo)航系統(tǒng)不宜作遠(yuǎn)距離長時間導(dǎo)航。而全球定位系統(tǒng)(GPS) 具有較高的導(dǎo)航精度，但是由于載體的機(jī)動運(yùn)動，常使接收機(jī)不易捕獲和跟蹤衛(wèi)星的載波信號，甚至對已跟蹤的信號失鎖。

　　為克服以上這些缺點(diǎn)，星宇網(wǎng)達(dá)采用基于GPS\/INS 組合技術(shù)以適當(dāng)?shù)姆椒▽烧呷诤希瑏硖岣呦到y(tǒng)的整體導(dǎo)航精度及導(dǎo)航性能以及對準(zhǔn)和再對準(zhǔn)的能力。本系統(tǒng)采用捷聯(lián)式INS，直接把陀螺儀和加速度計與載體連接，用大容量、高速度運(yùn)算的處理器來處理載體姿態(tài)角變化對加速度計輸出的影響，其優(yōu)點(diǎn)是體積小、成本低、可靠性高。基于GPS\/INS 組合技術(shù)是把INS 和GPS 有效地融合。其中，卡爾曼濾波器是INS 和GPS 融合的關(guān)鍵器件，起到數(shù)據(jù)融合作用。INS 和GPS 之間彼此可以優(yōu)勢互補(bǔ)，取長補(bǔ)短。

　　GPS 接收機(jī)可以向INS 提供有關(guān)它當(dāng)前的積累誤差的實時而準(zhǔn)確的數(shù)值，并進(jìn)行補(bǔ)償，提高導(dǎo)航精度。INS 能夠用準(zhǔn)確的位置和速度初始值提供給GPS 接收機(jī)跟蹤回路，從而減少其采集GPS 衛(wèi)星信息所需要的時間。測姿過程中，INS 把速度和加速度信息提供給GPS 接收機(jī)，可以提高GPS 接收機(jī)的抗干擾能力和動態(tài)特征。如果GPS 接收機(jī)失去對衛(wèi)星的自動跟蹤，INS 仍然能夠獨(dú)立工作，并且提供的位置和速度值幫助GPS 接收機(jī)及時地采集GPS 衛(wèi)星信息。系統(tǒng)組合原理圖如圖所示。