差分GPS定位技术在列车实时动态追踪系统中的应用.pdf

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1、煤矿现代化2015年第2期总第125期差分GPS定位技术在列车实时动态追踪系统中的应用杨兴，楼向东。吕秀海(兖州煤业股份有限公司铁路运输处，山东邹城273500)摘要本文介绍了差分GPS定位技术原理，针对矿区列车实时动态追踪系统中使用的位置差分技术和具有多个基准站的局域差分技术进行了分析和探讨。关键词GPS；差分定位；列车追踪；技术探讨中图分类号：P228文献标志码：B文章编号：1009—0797(2015)02—0106—03普通GPS定位在国内外在许多行业有广泛的应的广大区域，则应用广域差分技术。按基准站发送的用，但是定位精度不足，误差在10m以上。差分GPS信息方式不同，差分GP

2、S又可分为：位置差分、伪距精确定位技术已在大地测量、大坝、桥梁、重要建筑差分、相位平滑伪距差分和载波相位差分。它们的工物沉降、变形监测等场合部分应用。采用以差分GPS作原理是相同的，都是基准站发送改正数，用户站接精确定位技术为基础的机车实时动态追踪GIS数据收并对其测量结果进行改正，用以获得精确的定位库系统(地理信息系统)，可在监控中心、车站、业务结果。不同的是，所发送改正数的具体内容不一样，部门的显示屏上以GIS地图的形式实时显示机车的其差分方式的技术难度、定位精度和作用范围也各实时位置信息，从而为铁路系统运输指挥人员提供不相同。及时、准确、完整的动态信息和决策方案。鉴于兖州矿区铁路

3、各站分布特点，差分GPS实时定位追踪列车系统采用了位置差分技术的发送信1差分GPS定位技术息方式。由于兖矿集团地测部在各个矿假设了差分1．1差分GPS原理基站，而且各矿也有高精度的差分GPS测量仪器，精差分技术用于GPS就称为差分GPS(Differential度达30cm，且矿区铁路13个站分布在100km范围GPS)。差分GPS工作原理：在GPS用户移动接收机内，所以，如采用多个基准站局域差分工作方式，可附近设置一个已知精度坐标的差分基准站，基准站使GPS精度达到2m以内，大大提升列车定位精度。接收机连续接收GPS导航信号，将测得位置或距离2位置差分技术实现方法数据与已知位置、距离

4、数据进行比较算出差分数据fRTCM)，确定误差，得出准确改正值，然后将这些改基准站GPS接收机通过观测4颗及以上卫星进正数据通过数据链发播给覆盖区域内的用户，用于行三维定位，可解算出基准站坐标。但由于存在轨道改正用户定位结果，原理示意图如图1所示。误差、时钟误差、大气影响、多路径效应、接收机噪声等，解算出的基准站坐标与已知坐标存在误差，即：△X=Xo-X。△Y=Y0一Y。△Z=Z(广Z。式中，(x。，Y。，Z。)为基准站的精确坐标，(x。，Y。，Zo)为基准站的实测坐标。(△x，△Y，△z)为坐标改正数。基准站通过数据链将此改正数发送出去，用户接收后对其解算的用户站坐标进行改正：图1差

5、分GPS原理示意图X=X01L+△X1．2差分GPS分类Y=Yo+△Y差分GPS技术按照工作方式不同可分为：单站Z=Z。+△Z差分、多个基准站局域差分和广域差分三种类型。单(x。，Yf】，z。)为用户接收机自身观测结果，站差分GPS系统结构和算法简单，技术上较为成熟，(x，Y，Z)为经过改正后的用户坐标。主要用于小范围差分定位工作。对于较大范围的区顾及用户站位置改正值的瞬时变化，则上式可域，则应用于局域差分技术。对一个国家或几个国家进一步写成：·106·煤矿现代化2015年第2期总第125期它们之间存在强相关性(包含相同的误差)。各基准x．．：x。．．+△x+(t—tO)。。dt站进行

6、独立观测，分别计算差分改正数并向外发播，1／●1r、Y=Y。+△Y+旦(t—tO)但首先应对改正数的类型、信号的内容、结构、格式’。dt及各站的标识符等作统一规定。位于该局部区域中1／^、的用户，通常采用加权平均法或最小方差法对来自z=z。+△z+(t—tO)’’dt多个基准站的改正信息(坐标改正数或距离改正数)式中：t0为改正值产生的时刻。这样位置差分定进行平差计算以求得自己的坐标改正数或距离改正位有效地削弱了导航定位中系统误差源的影响，如数。在局域差分GPS系统中，基准站提供的改正量，卫星钟误差、卫星星历误差、电离层传播延迟误差其形式主要有伪距改正量和坐标改正量。其中，以伪等。而影

7、响削弱的效果取决于两个因素：一是对于两距改正量较为灵活，应用普遍。基准站提供伪距改正个站的观测量，其系统误差是否等值，其差值越大则量的方式，主要有以下两种：一是各基准站均以标准效果越差；二是所测卫星相对于两个站的几何分布化的格式发射各自的改正量信息，用户接收各基准是否相同，相差越大则效果越差。其中第一项影响，站的改正量，取其加权平均值作为自己的伪距改正系统性误差等值或相近是本性质的，它限制了差分量。其中改正量的权，可根据用户与基准站的相对位定位