基于 Matlab 的差分 GPS 算法分析与软件测试-论文.pdf

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1、第29卷第2期黑龙江工程学院学报Vo1．29．No．22015年4月JournalofHeilongjiangInstituteofTechnologyApr．，2015基于Matlab的差分GPS算法分析与软件测试黄金，石杏喜(1．中铁工程设计院有限公司，江苏南通226000；2．南京理工大学理学院，江苏南京210094)摘要：对GPS定位中观测的卫星数据进行正确的分析处理是差分GPS定位工作的前提。主要论述差分GPS算法及其观测模型、基于Matlab程序的载波相位差分算法的数据处理方法，并得出最后的仿真结果。结果表明该数据处理方法是正确且有效的。关键词：差分GPS；

2、工程测绘；观测模型；数据处理；Matlab程序中图分类号：P228．4文献标志码：A文章编号：1671—4679(2015)02—003005DifferentialGPSalgorithmanalysisandsoftwaretestbasedonMatlabHUANGJin，SHIXing—xi(1．ChinaRailwayEngineeringDesignInstituteCo．Ltd．，Jiangsu226000，China；2．SchoolofSciences。NanjingUniversityofTechnology，Jiangsu210094，China)

3、Abstract：ThecorrectanalysisprocessingofthesatellitedataintheGPSpositioningisthepremiseofdifferentialGPSpositioningwork．ThisarticlediscussesthedifferentialGPSalgorithmcoupledwithitsobservationmodel，anddataprocessingmethodofthedifferencecarrierphasealgorithmbasedonthematlabprogramandthange

4、tsthefinalsimulationresults．TheresultsindicatethatthedataprocessingmethodiScorrectandeffective．Keywords：differentialGPS；observationmodel；observationmodel；dataprocessing；Matlabprogram国内外对于差分GPS定位技术的研究甚多，虽然各种研究方法大相径庭，但主要都是为了能够得到实时而准确的定位信息，研究中最重要的就是对观测数据的分析处理，来得到相应的改正数，数据处理精确与否将直接影响差分定位精度[=

5、1]。本文主要对差分GPS算法进行了分析，并采用Matlab程序语言进行数据处理和软件测试，以图形的方式直观地表达载波相位差分计算过程，并进行相应的分析。单基站差分GPS是在一个已知三维坐标的点图1差分GPS原理设置一个基站，并通过它连续接收GPS卫星发射的差和卫星星历误差削弱，还可以将电离层和对流层信号，根据相应的数据传输处理得到移动站的定位的延迟误差消除，使得定位精度得到很大程度的提结果l2]。差分GPS原理如图l所示。高。所以，差分GPS定位技术在最近几年得到了快根据研究事实证明，差分GPS已将卫星钟的误速发展和广泛应用l3]。按照差分GPS基准站发送收稿日期：2

6、01411O9的信息方式以及算法的精度，差分GPS的分类及其作者简介：黄金(1988一)，男，助理工程师，研究方向：GPS定位及发展过程如图2所示。其在滑坡监测中的应用．第2期黄金，等：基于Matlab的差分GPS算法分析与软件测试式中：为载波相位观测量，m为接收机，“为卫星，厂为信号传播频率，c为载波相位传播速度，为接收机m所处位置坐标的改正数，at(￡)，8t“(￡)为接收机钟差和卫星钟差，N为整周模糊度，△，(￡)，。r(￡)为接收机m对卫星a的对流层和电离层的延迟误差。2)载波相位单差观测模型f△(￡)一÷[m(￡)一()]+fat，()——zSN~,o，4-，

7、图2差分Gps分类及发展历程上[△△、，。，I(￡)+△△、，T(f)]．(2)C。上述各类差分GPS的工作原理是一样的，都是式中：△为两个站之间相应项的差值，△△为两个站经由基站发送改正数，用户接收后再根据改正数对之间卫星的延迟之差。定位信息进行修正。不同的就是发送的改正数不3)载波相位双差观测模型一样，导致最后修正的结果不一样。在GPS差分定位中，其中一项非常重要的观测△。’，a2(￡)一÷[镌(￡)一()一()+数据是卫星到地面点之间的距离，此距离的观测精(￡)]一vz2~N,"I’，a2．(3)度对定位精度起着非常重要的作用。由于