高精度gps差分定位技术比较探究

《高精度gps差分定位技术比较探究》由会员上传分享，免费在线阅读，更多相关内容在行业资料-天天文库。

1、高精度GPS差分定位技术比较探究　　【摘要】为了消除定位过程中误差带来的影响，介绍了高精度GPS差分定位技术的基本原理、定位精度、系统类型和处理方式，在此基础上分别对位置差分、伪距差分、相位平滑伪距差分和载波相位差分四种不同高精度GPS差分定位技术的原理和算法进行了详细介绍，并进一步总结分析其优缺点，提出了今后将不同高精度GPS差分定位技术融入手机定位的研究方向。【关键词】高精度GPS差分定位技术位置差分伪距差分相位平滑伪距差分载波相位差分1引言11全球定位系统GPS是由美国国防部设计、建设、控制和维护的，第一颗GPS卫星发射于1

2、978年，到20世纪90年代中期整个系统全部运转[1]，成为覆盖海陆空三维立体空间的新一代卫星导航与定位系统。随着卫星导航与定位技术的日益发展，卫星导航应用领域从传统测量和军工相关应用扩展到许多崭新的行业，包括通信、电力、城市地下管道、交通、公安、LBS等。尽管GPS定位简单，能快速实现实时定位，但是由于GPS卫星定位过程中，受到卫星星历误差、钟差、SA误差、对流层误差等诸多因素的影响，GPS定位存在一定的误差，难易满足高精度定位的需求，限制了其应用的广度和深度。为了消除定位过程中误差带来的影响，在GPS定位中引入高精度GPS差分

3、定位技术。利用差分定位技术，中国海事局在渤海、黄海、东海和南海四大海域建立了搭载GPS参考站的播发台，构建中国沿海RBN-DGPS系统，获得不低于5m的在航定位精度[2]，于2002年正式向用户提供服务。目前，差分定位技术在海洋导航、房产测量、车辆管理、农业生产等各个领域都有具体的应用[3]。本文从原理和算法两方面，对位置差分、伪距差分、相位平滑伪距差分和载波相位差分四种高精度GPS差分定位技术进行了分析和研究。最后，通过对四种高精度GPS差分定位技术优缺点的对比研究，提出了今后将不同高精度GPS差分定位技术融入手机定位的研究方向

4、。2高精度GPS差分定位技术概述高精度GPS差分定位技术（DGPS）是指安置在某一固定地点不变的接收机和安置在移动物体上的另一台接收机同时连续观测相同的GPS卫星，根据参考点的已知坐标，计算出参考点坐标的改正数，并通过数据链发送给移动用户，以改进移动载体的定位精度。高精度GPS差分定位技术原理如图1所示：11图1高精度GPS差分定位技术原理图GPS定位的前提是接收到4颗及4颗以上的可视卫星信号，由于定位环境复杂多变，定位时存在误差的可能性极高。通过对误差产生原因及影响进行分析，可将定位误差分为三类：一是接收机的共有误差，例如星历误

5、差、卫星钟误差、电离层误差等；二是GPS信号的传播延迟误差；三是接收机固有误差，例如接收机噪声、多路径效应等[4]。具体的误差估计如表1所示。利用GPS差分技术，第一类误差可以完全纠正，特别是星历误差和卫星钟误差；第二类误差可通过校正模型纠正大部分；第三类误差则难以纠正。另外，美国政府于1990年实施了SA政策，通过对卫星钟实施抖动（δ过程）和对星历进行处理（ε过程）来阻止他国获得高精度的定位导航结果[5]。由于GPS差分定位技术的出现，使实时定位精度从100m降至15m，破坏了SA政策的军事效力，美国政府于2000年就关闭了SA

6、。表1GPS定位和高精度GPS差分定位的误差估计[6]定位误差GPSDGPS卫星星历误差/m100.000.00卫星钟误差/m5.000.00电离层/对流层延迟误差/m6.41/0.400.15接收机噪声/量化误差/m2.440.61接收机通道误差/m0.610.6111多路径效应/m3.053.05UERE（rms）/m100.403.97水平位置误差（HDOP=1.5）/m150.605.95垂直位置误差（VDOP=2.5）/m251.009.91从移动站接收到改正数数量的角度进行分类，高精度GPS差分定位技术主要有：单站差分

7、GPS、局域差分GPS和广域差分GPS。单站差分GPS仅仅从一个参考站获取差分改正数，随着移动站与参考站之间距离的增大，差分改正数的精度迅速下降。局域差分GPS利用多个参考站提供的差分信息进行平差计算，参考站需要保持一定的密度和均匀度，移动站与参考站之间的间隔一般在150km以内，可以获取精度较高的差分改正数。广域差分GPS区分GPS观测量的各种误差源，分别计算不同误差源的改正数，降低了移动站与参考站距离的强依赖性，提高了实时差分定位的精度。高精度GPS差分定位技术根据数据处理方式不同，可分为实时处理和测后处理。GPS差分实时处理

8、要求参考站和移动站之间建立数据实时传输系统，以便将参考站的修正值及时传输到移动站。GPS差分测后处理是测量后统一进行数据处理，不需要实时的数据传输，事后可对数据进行详细分析，易于发现误差。3高精度GPS差分定位技术比较11根据发送的信息内容不同，高