提高GPS精度的差分定位定速算法.pdf

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1、122传感器与微系统(TransducerandMicrosystemTechnologies)2012年第31卷第ll期提高GPS精度的差分定位定速算法祝燕华，蔡体菁，李春(1．东南大学仪器科学与工程学院，江苏南京2100962．北京空间机电研究所，北京100076)摘要：针对GPS高精度应用环境的要求，研究了GPS差分定位定速算法。推导了利用双差法计算载体位置和速度的具体算法，并建立了具体的计算流程图。利用实验室两台NovAtelOEM一1双频GPS接收机观测的静态数据进行验证，结果表明：差分GPS算法有效减小了GPS

2、的测量误差，扩展了GPS的应用范围，双差法确定的飞机位置误差小于0．1m(1cr)，速度误差小于0．008m／s(1~r)。关键词：差分GPS；双差；伪距；多普勒频移；位置；速度中图分类号：P228．42文献标识码：A文章编号：1000-9787(2012)l1-0122-03Differentialalgorithmforimprovingprecision0fGPS‘-●'’‘·l·‘·‘OositioninRandvelocitydetermination。ZHUYan—hua，CAITi-jing，LIChun(1

3、．SchoolofInstrumentScience&Engineering，SoutheastUniversity，Nanjing210096，China；2．BeUingInstituteofSpaceMachine&Electricity，Beijing100076，China)Abstract：ThedifferentialalgorithmofGPSpositioningandvecolitydeterminationisresearched，aimingatthedemandforhighprecisionap

4、plicationofGPS．Usingthedouble—differentialmethod，specificalgorithmforcalculatingpositionandvelocityofcarrierisderivedindetail．andspecificcalculatingflowchanisgivenaswel1．ThealgorithmisverifiedusingstaticdatascollectedbytwoNovAtelOEM-1doublefrequencyGPSreceievers．T

5、heresultsshowthatmeasurementerrorsofGPScanbesignificantlyreducedwhenthedifferentialalgorithmisused，whichextendsapplicationsrangeofGPS．Thepositionerrorofaircraftislessthan0．1m(1or)，velocityerorislessthan0．008m／s(1cr)bythedouble—differentialmethod．Keywords：DGPS；doub

6、le—difference；pseudorange；Dopplerfrequencyshift；position；velocity0引言本文研究了通过GPS双差法确定飞机位置和速度的GPS卫星导航系统能够快速、可靠地确定载体的位置具体算法，给出了具体的计算流程，并通过GPS接收机静和速度，在星载、机载、车载、舰载以及武器实验与测试等领态测量数据验证了GPS差分算法的精度和可用性。域得到了广泛应用J。尽管GPS已经是目前精度最高的1差分GPS定位定速算法无线电导航系统，但仍有许多应用场合不满足于定位的原1．1双差法位置计算始

7、精度，要求获得更高的性能。设Z={z}，Z={z}(i=1，⋯，Ⅳ一1)分别为减小GPS测量误差显然是提高GPS定位精度的措施基准站和移动站GPS接收机的观测量，Ⅳ表示同一时刻基之一，而差分GPS是一种行之有效的降低甚至消除GPS各准站和移动站GPS接收机观测的共同卫星数，z，z7分种测量误差的方法。差分GPS系统包含着一个或多个别为基准站和移动站基星的观测量，定义GPS双差观测量安装在已知坐标位置点上的GPS接收机作为基准站接收如下机，通过基准站接收机对GPS卫星信号的测量而计算出差VAZ=(z一z_)一(z-Z7)分校

8、正量，然后将差分校正量播发给移动站接收机，以提高=(z-Zb2)一(z●-Z7)．(1)用户接收机的定位精度。收稿日期：2012-09—19基金项目：国家高技术研究发展计划重大项目(2006AAO6A203，2006AA12Z302)；国家自然科学基金资助项目(61203192)；东南大学微惯性仪表与先