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高于偽距測量精度。

　　(1)偽距測量

　　由于衛(wèi)星鐘、接收機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測量得到的衛(wèi)星載波信號與接收機產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行初始化，初始化結束后，解算模式轉到固定整周模式，最高可達20HZ 頻率輸出解算結果，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, 可構成兩條互相獨立的基線。通過這兩條基線在載體坐標系和地理坐標系中的坐標位置可以在載體坐標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

　　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)接收機使用兩個或更多天線。采用兩個或更多天線以構成基線向量。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，只能通過復雜的數(shù)學模型從眾多的候選值中進行挑選。目前國內外存在不少求解模糊度的數(shù)學模型，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。目前國內外研究這一技術的單位很多，但真正可用于高動態(tài)實時導航的算法還很少見。星宇網(wǎng)達采用了獨創(chuàng)的選擇計算方法，實現(xiàn)了使用GPS 單頻接收機進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，使之成為能夠適用于高動態(tài)實時導航、測量姿態(tài)系統(tǒng)。

　　3.GPS\/INS 組合技術

　　慣性導航系統(tǒng)( INS) 是一種完全自主的導航系統(tǒng)，具有不依賴外界信息、隱蔽性好、抗輻射性強、全天候等優(yōu)點，是能夠提供多種導航參數(shù)的重要導航設備。但它的誤差隨時間而積累，長時間工作后會產生大的誤差，使得慣性導航系統(tǒng)不宜作遠距離長時間導航。而全球定位系統(tǒng)(GPS) 具有較高的導航精度，但是由于載體的機動運動，常使接收機不易捕獲和跟蹤衛(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，星宇網(wǎng)達采用基于GPS\/INS 組合技術以適當?shù)姆椒▽烧呷诤希瑏硖岣呦到y(tǒng)的整體導航精度及導航性能以及對準和再對準的能力。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)點是體積小、成本低、可靠性高?；贕PS\/INS 組合技術是把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，取長補短。

　　GPS 接收機可以向INS 提供有關它當前的積累誤差的實時而準確的數(shù)值，并進行補償，提高導航精度。INS 能夠用準確的位置和速度初始值提供給GPS 接收機跟蹤回路，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，可以提高GPS 接收機的抗干擾能力和動態(tài)特征。如果GPS 接收機失去對衛(wèi)星的自動跟蹤，INS 仍然能夠獨立工作，并且提供的位置和速度值幫助GPS 接收機及時地采集GPS 衛(wèi)星信息。系統(tǒng)組合原理圖如圖所示。