GPS原始测量数据的采集与处理

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1、广西轻工业2009年4月第4期（总第124期）GUANGXIJOURNALOFLIGHTINDUSTRY计算机与信息技术GPS原始测量数据的采集与处理张安洁（台州职业技术学院机电工程学院，浙江台州318000）【摘要】ThalesAC12OEM接收板是一款低成本且具有载波相位测量功能的GPS测量数据接收板。详细介绍了在基于AC12接收板上的GPS测量数据的采集和处理方法，包括原始数据的排序、接收机坐标的获取、WGS-84下卫星坐标的获取、双差载波相位观测量的获取。【关键词】GPS；数据采集；卫星坐标；载波相位【中图分类号】P228【文献标

2、识码】A【文章编号】1003-2673(2009)04－98－021引言AC12原始数据命令有三个：原始位置数据命令PBN、原近年来，GPS姿态测量及定向技术的研究受到了越来越多始码和载波相位数据命令MCA、星历数据命令SNV，每个命令的高校和研究所的关注。国外生产的高端GPS产品，其市场价都有设置命令、查询命令和回复命令，其数据内容放在回复命格相当昂贵。因此，在低成本的GPSOEM板的基础上自主开令中。发可靠的相关软件，形成低成本的实用产品，具有较大的实际原始位置命令格式为：$PASHR，PBN，<原始数据+检验意义。在开发低成本的GP

3、S定位定向产品中，如何实现GPS原码>，其中主要包括了GPS系统时、接收机天线的原始坐标、原始测量数据的正确采集与处理是其中很关键的问题。始运动速率等。原始码和载波相位命令为MCA，它的格式与PBN类似，2ThalesAC12OEM接收板介绍用它来接收原始载波相位数据，卫星PRN码是其相对应的卫AC12OEM板精确的载波相位数据可以用于精确导航和星号。提高各种集成应用的竞争优势。它是陆地与海上导航、低成本原始星历信息命令SNV接收的原始数据用来计算卫星位定向测姿系统、形变监测等的低成本选择方案。AC12可以输置的参数，其中升交点赤经、轨道

4、平面倾角、轨道长半轴、轨道出L1载波相位、星历信息以及定向所需要的地理信息。其性能偏心率、近地点角距、卫星参考时刻为卫星的开普勒根数。与其指标如表1所示。它原始数据命令不同的是，它每15分钟才更新一次。每个历元表1ThalesAC12OEM性能指标的卫星位置采用近似的计算方法，它用到了SNV命令中的大部分数据。3.2原始数据的排序由于双差相位观测量运用了站间差分、星间差分，也就是同一颗卫星不同接收机的差分后又进行了不同卫星的差分。对于不同接收机有可能接收到不同的卫星，所以必须将两个接收机的数据进行选择，选取两个接收机共同锁定的卫星，如果两

5、个接收机所接收的共同卫星的数目少于4个时，该数据不能用来进行双差模糊度的解算。3数据采样与处理流程在进行原始数据的排序前需要对卫星的原始数据进行解3.1原始数据输出格式码、验证，并将最终的结果存储，在保证两个接收机接收时间同数据起始部分采用Thales通用的OEM接收机设置命令步的前提下，再根据卫星PRN码按相同的次序存放。另外，由外，数据内容部分遵循的是美国国家电子协会0183协议的于卫星相对于接收机是运动的，接收机在不同的历元收到的卫NMEA-0183V3.0格式，不过数据表现形式有两种，非原始数星是变化的，原本锁定的卫星有可能运动到

6、观测范围之外，也据采用十进制ASCII码，而原始数据如载波相位、星历数据的有可能会出现新的卫星，所以要求观测数据不断的更新，接收输出用二进制格式。AC12的NMEA数据输出格式如表2。机对参与计算的卫星数据也要不断地进行筛选。表2NMEA-0183语句输出格式3.3接收机坐标的获取AC12接收机原始坐标的输出是在空间直角坐标下的，但在进行WGS-84坐标与当地水平坐标系转换时要用到主天线大地坐标系下的原始坐标，即要知道原始主天线坐标的经纬【作者简介】张安洁（1982-），女，硕士研究生，从事GPS定位定向算法研究。98度。空间直角坐标系（

7、X，Y，Z）与大地坐标系（B，L，H）的转换关偏心率e较小，故一般两三次迭代即可求得Ek。系为：（5）计算真近点角fk姨L=arctanY/姨X姨姨根据“二体问题”公式得出fk的计算公式为：姨姨-1姨22姨Ze姨1-esinEk姨姨B=arctan姨姨1-姨姨fk=arctan姨姨（8）姨22姨N+H姨（1）cosE-e姨姨X+Yk姨姨22（6）计算升交距角Φ姨k姨H=姨X+Y-N姨姨cosBΦk=fk+w（9）姨2式中，w———星历数据中给出的近地点角距。a2b式中N=，e=1-姨姨22a（7）计算摄动改正项δu、δr、δi姨1-esi

8、nB姨姨姨+C姨姨式（1）中B和H的求解可采用迭代法进行，在迭代开始姨δu=Cuccos2Φkussin2Φk姨姨姨时取如下初值：姨δγ=Cγccos姨2Φk姨+Cγssin姨2Φk姨（10）