stk北斗导航系统对gps导航性能增强探究

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1、STK北斗导航系统对GPS导航性能增强探究　　摘要随着我国科学技术的不断发展，GPS导航系统也经过了不断的改革与创新，我国新研究的北斗导航系统是全球卫星定位与通信系统，是我国导航系统中重要的研究成果，STK北斗导航系统与GPS导航系统相结合，可以增加我国导航系统的性能，得到更为精准的定位导航。在STK北斗导航系统的作用下，实现了PDOP数据的仿真。文章根据其仿真结果进行分析，研究STK北斗导航系统对GPS导航性能增强的重要意义。关键词STK；北斗导航系统；GPS导航；性能；研究中图分类号：TP391文献标识码：A文章编号：1671-7597（2014）01-0019-016GPS的全称

2、为全球定位系统。GPS主要为海、陆、空三大领域提供实时性、全方位、全天候及全球性的导航服务，为一些重要的军事项目进行收集情报信息、监测核弹爆炸和提供紧急报警等。GPS还被广泛的应用于生活中，例如应用GPS系统对驾驶的车辆进行定位、防盗、反劫，并提供行车线路及指挥呼叫等。而随着我国先进技术的不断出现，北斗导航系统也由此出现。北斗导航系统是我国GPS卫星导航系统中的重要组成部分，北斗导航系统是我国自行研究的全球卫星定位与通信系统，是在美国研究出的全球定位系统和俄国的GLONASS之后的第三大已经非常成熟的卫星导航定位系统。将STK北斗导航系统应用在GPS导航中，可以有效的增强GPS的性能，

3、使GPS导航的定位性能更加精准，定位导航更加稳定，使更多的GPS导航用户在使用时更加方便。下面以第一代的北斗双星为例，对GPS导航系统中的PDOP的变化情况进行分析，研究STK北斗导航对GPS导航性能增强的重要作用。1STK北斗导航系统与GPS导航系统的区别STK北斗导航系统是中国正式进行自主研发的、独立运行的全球卫星导航系统，其主要由空间端、地面端和用户端三部分构成，可在全球范围内全天候、全天时为各类用户提供高精度、高可靠定位、导航、授时服务，并具有短报文通信能力，已经初步具备区域导航、定位和授时能力，定位精度优于206m，授时精度优于100ns。2012年12月27日，北斗系统空间

4、信号接口控制文件正式版正式公布，北斗导航业务正式对亚太地区提供无源定位、导航、授时服务。北斗系统与GPS系统有很大的差别，主要表现在以下几个方面：①导航系统的覆盖面不同。GPS导航系统是全球性的定位系统，其覆盖范围也是全球性的，可以覆盖到全球的每一个角落，而北斗导航系统是区间导航系统，其覆盖范围比较具有局限性，是部分导航定位系统，其主要是对我国以及周围一些地方的覆盖；②定位的理论基础不同。北斗导航主要应用的是双星式定位，主动式双向测距二维导航。而GPS系统采用的是被动式伪码单向测距三维导航；③导航用户数量不同。北斗导航系统主要是询问——应答系统，用户的数量是有限的，主要由信号传递速率和

5、信号回应效率决定。而GPS导航系统的用户数量是没有限制的；④导航所涉及的地形因素的影响。地形的变化对北斗导航系统的影响不是很大，因为北斗导航卫星的仰角高不能被挡住，而GPS导航系统很容易受到不同地形因素的影响，地形的改变导致GPS无法进行准确的定位。然而，将二者进行有效的结合后，使GPS定位系统可以不受外界地形的影响，而更加准确的进行系统定位。2对导航系统中的DOP进行分析DOP因子也就是精度衰减因子，DOP在卫星导航系统中有重要的作用，是系统进行合理定位的主要参数。DOP也有其影响因素，主要有接收信号设备的形状和被接收信号的卫星，因此，根据DOP的数值可以准确的计算出星座的位置。DO

6、P的数值越小，表示卫星有比较准确的位置以及比较高的精度，而DOP的数值越大表明卫星有不精确的位置以及比较低的精度。精度衰减因子分为几何精度因子（GDOP）、位置精度因子（PDOP）、水平精度因子（HDOP）、垂直精度因子（VDOP）和时间精度因子（TDOP）几种。对于卫星导航中的定位误差，主要由接收信号设备的等效测距误差及DOP决定。二者的关系如以下的公式：6其中，cos代表卫星位置的协方差，是等效测距误差方差，是GDOP。如果在这个矩阵中：。（x0、y0、z0）为接收信号设备的位置，（xi、yi、zi）为第i颗可见卫星的位置，ρi0是第i颗卫星与接收信号设备之间的距离。有矩阵可以看出

7、，精度衰减因子DOP影响着导航定位系统中的可见卫星的几何位置，二者有着不可分割的联系。可见，根据GDOP或PDOP可以来计算出接收信号设备的定位精度。当PDOP的取值大约为1时，表明卫星的定位位置非常精准，当PDOP大于6以后，表明定位出现偏差，并且偏离实际的定位误差值，这样的定位非常不精准，需要进行重新的定位。可以看出，PDOP的值对GPS的定位有不同程度的影响，GPS定位人员可以根据减小PDOP的数值来提高定位系统的精准度，以此增强GPS的