广域差分增强基本原理课件.ppt

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1、GNSS广域差分技术第三讲唐卫明武汉大学卫星导航定位技术研究中心主要内容广域差分GPS技术概述广域增强差分GPS(WAAS)广域差分改正数的计算方法广域差分GPS系统的要求分布式广域差分GPS技术广域差分GPS技术的数据处理流程广域差分GPS(WADGPS)实时定位技术广域差分GPS技术基本思想WADGPS系统的基本构成工作流程技术特点数学模型（差分改正数的计算方法）与普通差分不相同普通差分是考虑的是误差的综合影响广域差分对各项误差加以分离，建立各自的改正模型用户根据自身的位置，对观测值进行改正广域增强差分GPS和局域增强差分GPS广域差分GPS技术目的抵

2、制SA政策避免常规差分精度随着差分距离增加而显著下降确保导航广域可用性、可靠性主要特点在一个广大的区域内建立起若干个GPS跟踪站组成差分GPS网，通过数据通信连接实现区域实时精密定轨并提供精密预报星历，克服SA中广播星历人为精度降低实现精确实时测定SA中频率抖动对卫星钟差的影响实现较为精确确定区域电离层模型以消弱电离层的影响WADGPS的基本思想对GPS观测量的误差源加以区分，并对每一个误差源分别加以模型化，然后将计算出来的每一个误差源的误差修正值（差分改正值），通过数据通讯链传输给用户，对用户GPS接收机的观测值误差加以改正，以达到削弱这些误差源的影响、

3、改善用户定位精度的目的。因此，既削弱了LADGPS技术中对基准站和用户站之间的空间相关性的要求，又保持了LADGPS的定位精度。WADGPS系统中，只要数据通信链有足够的能力，基准站和用户站之间的距离在原则上是没有限制的。WADGPS所针对的误差源主要有三个部分：(1)卫星星历误差，包括SA中ε技术的影响；(2)卫星钟差，包括SA中δ技术的影响；(3)电离层对GPS信号产生的时间延迟。WADGPS系统就是为了削弱这三种主要误差源而设计的一种导航定位系统工程WADGPS系统的基本构成卫星跟踪站设备双频GPS接收机，自动气象仪（可选），原子钟（可选）任务采集G

4、PS原始观测数据，气象数据计算当地电离层时间延迟把各类数据传输到主控站要求至少3个（计算三项差分改正）主控站接收各跟踪站的数据计算三类广域差分修正值（星历改正，钟差改正，电离层延迟）传输改正信息到差分信息播发站数据通信链路和差分信息播发站多个跟踪站与主控站之间的通信，主控制与差分信息播发站之间的通信常用长波和卫星通讯（数据量大，覆盖面广）用户站C/A码的单频接收机，具有接收差分播发站发送的差分信息的能力，并用于定位解算WADGPS的工作流程WADGPS系统一般有一个主控制站、若干个GPS卫星跟踪站（又称基准站或参考站）、一个差分信号播发站、若干个监测站、相

5、应的数据通讯网络和若干个用户站组成。系统的工作流程可以分为五个步骤：(1)在已知精确地心坐标的若干个GPS卫星跟踪站上，跟踪接收GPS卫星的广播星历、伪距和载波相位信息等；(2)跟踪站所获得的这些信息，通过数据通讯网络全部传输到主控站；(3)在主控站计算出相对于广播星历的卫星轨道误差改正、卫星钟差改正及电离层时间延迟改正。(4)将这些改正通过信号播发站（数据通讯网络）传输到用户站。(5)用户站利用这些改正值来改正它们所接收到的GPS信息，进行C/A码伪距单点定位以改善用户站的GPS导航定位精度。WADGPS的技术特点跟踪站与用户站的间隔可以增大至1000－

6、1500km甚至更长，且不会显著降低用户站的精度。由于实时给出主要误差源的差分改正值，对于削弱SA的影响，WADGPS技术的效果要比LADGPS的效果要好。WADGPS系统的作用范围可以扩展到一下困难地区如远洋、沙漠WADGPS技术由于要求有较好的硬件和软件、高效率的强大的通讯设备，因此投资、运行和维护费相对来说就比较高。广域增强差分GPS（WAAS）工作方式将主控站计算出来的广域差分改正信息，通过地球站传到地球同步卫星，该同步卫星以GPS的L1频率为载波，将上述差分改正信息当作GPS导航电文转发给用户站。技术特点由于数据传输链所采用载波频率与GPS卫星的

7、信号频率一致，因此用户接收机可以接收WAAS的差分改正信息，而不需要另外增加通信链；同步卫星信号的实时传输数据的能力强，而且可以覆盖很大的区域，从而较好的解决了主控站与播发站，播发站与用户站之间的数据传输问题若在WAAS中要求同步卫星所传输的信号不仅仅是差分改正信息，而且还包括C/A码和同步卫星星历，则这颗同步卫星就成为空基的“伪卫星”，相当于增加了卫星测距源，因而用户的定位精度和可靠性上都高于WADGPS.数学模型（差分改正数的计算方法）数学模型（差分改正数的计算方法）与普通差分不相同普通差分是考虑的是误差的综合影响广域差分对各项误差加以分离，建立各自的

8、改正模型用户根据自身的位置，对观测值进行改正差分观测值改正的计算方