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      差分GPS定位原理_資料_環天世紀/HTGNSS

      2016-05-02 21:55:02 環天世紀HTGNSS 閱讀
      環天世紀/HTGNSS資料】

       根據差分GPS基準站發送的信息方式可將差分GPS定位分為三類,即:位置差分、偽距差分和相位差分。這三類差分方式的工作原理是相同的,即都是由基準站發送改正數,由用戶站接收并對其測量結果進行改正,以獲得精確的定位結果。所不同的是,發送改正數的具體內容不一樣,其差分定位精度也不同。

        1. 位置差分原理

        這是一種最簡單的差分方法,任何一種GPS接收機均可改裝和組成這種差分系統。

        安裝在基準站上的GPS接收機觀測4顆衛星后便可進行三維定位,解算出基準站的坐標。由于存在著軌道誤差、時鐘誤差、SA影響、大氣影響、多徑效應以及其他誤差,解算出的坐標與基準站的已知坐標是不一樣的, 存在誤差?;鶞收纠脭祿湆⒋烁恼龜蛋l送出去,由用戶站接收,并且對其解算的用戶站坐標進行改正。

        最后得到的改正后的用戶坐標已消去了基準站和用戶站的共同誤差,例如衛星軌道誤差、 SA影響、大氣影響等,提高了定位精度。以上先決條件是基準站和用戶站觀測同一組衛星的情況。 位置差分法適用于用戶與基準站間距離在100km以內的情況。

        2. 偽距差分原理

        偽距差分是目前用途最廣的一種技術。幾乎所有的商用差分GPS接收機均采用這種技術。國際海事 無線電委員會推薦的RTCM SC-104也采用了這種技術。

        在基準站上的接收機要求得它至可見衛星的距離,并將此計算出的距離與含有誤差的測量值 加以比較。利用一個α-β濾波器將此差值濾波并求出其偏差。然后將所有衛星的測距誤差傳輸 給用戶,用戶利用此測距誤差來改正測量的偽距。最后,用戶利用改正后的偽距來解出本身的位置, 就可消去公共誤差,提高定位精度。

        與位置差分相似,偽距差分能將兩站公共誤差抵消,但隨著用戶到基準站距離的增加又 出現了系統誤差,這種誤差用任何差分法都是不能消除的。用戶和基準站之間的距離對精度有決定性影響。

        3. 載波相位差分原理

        測地型接收機利用GPS衛星載波相位進行的靜態基線測量獲得了很高的精度(10-6~10-8)。 但為了可靠地求解出相位模糊度,要求靜止觀測一兩個小時或更長時間。這樣就限制了在工程作業中的應用。于是探求快速測量的方法應運而生。例如,采用整周模糊度快速逼近技術(FARA)使基線觀測 時間縮短到5分鐘,采用準動態(stop and go),往返重復設站(re-occupation)和動態(kinematic) 來提高GPS作業效率。這些技術的應用對推動精密GPS測量起了促進作用。但是,上述這些作業方式都是事后進行數據處理, 不能實時提交成果和實時評定成果質量,很難避免出現事后檢查不合格造成的返工現象。

        差分GPS的出現,能實時給定載體的位置,精度為米級,滿足了引航、水下測量等工程的要求。位置差分、偽距差分、 偽距差分相位平滑等技術已成功地用于各種作業中。隨之而來的是更加精密的測量技術 ― 載波相位差分技術。

        載波相位差分技術又稱為RTK技術(real time kinematic),是建立在實時處理兩個測站的載波相位基礎上的。它能實時提供觀測點的三維坐標,并達到厘米級的高精度。

        與偽距差分原理相同,由基準站通過數據鏈實時將其載波觀測量及站坐標信息一同傳送給用戶站。用戶站接收GPS衛星的載波相位 與來自基準站的載波相位,并組成相位差分觀測值進行實時處理,能實時給出厘米級的定位結果。

        實現載波相位差分GPS的方法分為兩類:修正法和差分法。前者與偽距差分相同,基準站將載波相位修正量發送給用戶站,以改正其載波相位,然后求解坐標。后者將基準站采集的載波相位發送給 用戶臺進行求差解算坐標。前者為準RTK技術,后者為真正的RTK技術。

      編輯:51GPS  來源:51GPS.com
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