Carrierfasmätningar

Carrierfasmätningar är mätdata inom GNSS som uppmäter fasen hos satelliternas bärarvågor i mottagaren. De används för att bestämma positioner med mycket hög precision och kompletterar eller ersätter vanliga pseudorange- eller kodbaserade mätningar.

Mätprincipen bygger på att fasen hos en bärarvåg mäts i cykler. Det observerade fasvärdet kan uttryckas ungefär som φ = ρ/λ + N + ε, där φ är fasen i cykler, ρ är den geometriska sträckan mellan satellit och mottagare, λ är våglängden för aktuell bärare, N är ett heltalsambiguitet som representerar antalet fullständiga våglängder mellan satelliten och mottagaren, och ε samlar fel som rutiner, klocktoppar och atmosfäriska effekter. Eftersom N är okänt måste det bestämmas för att omvandla fasen till ett exakt avstånd.

Ambiguitetslösning är kärnan i carrierfasmätningar. För centimeterprecision krävs att N bestäms och låses till rätt heltal. Detta uppnås ofta med data från flera frekvenser och metoder som LAMBDA (ambiguitets-indexering och dekorrelation), ibland i kombination med pseudorange. Användning av flera frekvenser hjälper också att minska jonosfäriska och andra siktfel.

Faktorer som påverkar noggrannheten inkluderar cycle slips (plötsliga förlust av fasuppföljning), multipath, troposfäriska och jonosfäriska fördröjningar samt klock- och instrumentfel hos satelliter och mottagare. Trots utmaningar är carrierfasmätningar centrala för högprecisionspositionering som RTK och PPP samt geodetisk nätverksmätning. Omvandlingen av fasen till längd görs genom våglängden för aktuell bärare, vilket ger mätvärden i meter när N och ε hanteras korrekt.