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1、GPS测量中存在的问题及目前的几种解决途径,敢殇,诵礅1997年第3期?北京测绘??23?,哆一lGPs目测量中存在的问题及'前的几种解决途径孙坚—————一(武汉洲绘科技大学图书馆,430070)[提要:GPS已有广泛应用.过去的十几年中用的是携带C/A码和P码的GPSL/L载波.用它可以进行两种方击的距离测量,即仂距法和栽波相值法这两种方击都存在一定问题.这些问题有人为造成的,也有GPS系统本身固有问题造成的.本文扭综述近年来人们为解决这些问题所采用的逢径.烈供参考.一,人为造成的问题人为造成的问题到目前为
2、止有两个一个是选择可用性SA和抗窃密AS这两个问题都是美国国防部采取的使GPS信号发生变化的措施.1.排除选择可用性SA影响的途径选择可用性SA政策是对卫星钟实施"抖动",在GPS信号中引^一个a误差[1],8通过加速和减慢变化水平位置分量与竖直位置分量来改变卫星钟使卫星钟产生频漂.这就部分地影响了伪距和载波相位观测值的精度.此外,SA也在广播轨道根数中引进误差￡,￡降低了播星历的精度[2:.从而导致用户位置和测速精度降低.到目前为止排除SA影响的途径有以下几个:①对特许用户而言,可使用导航电文中发布的密码形式
3、的改正数据予以消除.②利用差分技术消除SA影响该方法通过已知站(主站)和未知站(副站)来实现由于+收稿日期:1997—03—21卫星信号人为造成的精度损失对两站(间距适中)是相同的,因此通过差分改正将大大削弱SA的影响应用这一原理的基本要求是改正正数必须具有足够的更新速度,以克服SA的不断变化.目前的研究结论是5秒的更新率已足够满足消除SA技术的影响③更新GPS接收机.现在能消除SA影响的新一代GPS接收机有:美国生产的Monarch,Trimble4000SSE;GGI;MagnavoxMX200;MX710
4、0;AshtezhM—XⅡ:AshtechDimension;Roguc8000;AshtechZ—XII[4];德国生产的Nav2000E3]等.④在保证接收机之间之间时标同步优于1毫秒的情况下,用载波频率双差相位差方法可以基本上消除SA影响(2].⑤采用二阶多项式拟合法(Feig[在1991年导出)削弱SA的影响E29.⑥建立卫星测轨网[3],精密测定GPS卫星轨道,以提供GPS精密星历.⑦建立卫星状态监控网,实时监控和预报?24??北京测绘?l997年第3期卫星故障等级和地理位置,为用户提供定位依据[3]
5、.⑨利用卡尔曼滤波技术消除SA[6].⑨研制GPS/GIONASS兼容接收机E53.其中GINASS是前苏联研制并于1996年部署完毕的空基导航定位系统.也能为全球用户提供连续全天候精确位置,速度和时间信息.由分布在19]00km高空上的三个轨道面上的24颗卫星组成.卫星运行周期为¨hSmin轨道倾角为65.,GIONASS不受SA的影响.目前已推向市场的兼容机有美国3S公司生产的C/A码的R一10O;P码的R一101[3];美国3s公司与德国MAN公司合作开发的双频GNSS一200等2.消除抗窃密AS影响的途
6、径AS主要是限制对GPS中P码的使用[3].是在P码的基础上又加上w码,加密了的P码称为保密码Y.以保护精密定位服务免遭敌方窃密.基本原理是通过GPS载渡播发错误信号,使非特许用户自行迷失位置.当前解决这一问题的方法有:①平方法E7)平方法是在AS出现时恢复I载波和码相位的一种方法.原理是在I信号中心频率的两倍频上产生一个半波长的载波信号,用这个半波长的载波信号进行测量.平方法的缺点是信噪比很低.②互相关法互相关法是指I和I信号的互相关.原理是在I信号通道中引进一个可变时延,调整这一时延在I和I.信号之间达到最
7、大相关,并记录相应的时延.从这一处理过程中得到I与I信号之间的距离差和一个拍频载波(I载波相位减I载波相位).这两个观测量与C/A码观测值一起使用.该法比直接用P码与C/A码相关时的信噪比低27分贝.@码相关平方法码相关平方法也是得出半波长载波相位观测值.原理是将Y码信号和一个由本机生成的,以P码为基础复制的信号相关,使频带宽度变窄,接着再平方得到一个相关码,最后把这个相关码与P码混频.此法得到的信噪比要比直接用P码相关得的信噪比低17分贝④Ashteeh法Ashteeh法得到全波长I.载波相位观测值.原理是先
8、把带有AS影响的I和I.信号与P码混频且滤波,再把经混频滤波处理后的I和I.信号输入本机并与以P码信号为基础.由本机生成的复制信号相关,使频带宽度降到保密码的宽度,再用反向频率信号处理技术导出在I.和I.信号中保密码发射比特的估值.用这一估值来削弱保密码的影响.这一方法和使用P码相关所获得的观测值相同.⑤研制新型GPS接收机[4]目前能抗AS影响的接收机有:美国生产的Rogue8000
