差分gps定位方法与应用研究

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1、差分GPS定位方法与应用研究差分GPS定位方法与应用研究差分GPS定位方法与应用研究差分GPS定位方法与应用研究差分GPS定位方法与应用研究差分GPS定位方法与应用研究差分GPS定位方法与应用研究差分GPS定位方法与应用研究差分GPS定位方法与应用研究航空兵器2001年第3期论文与报告?5差分GPS定位方法与应用研究黄晓瑞崔平远崔祜涛(喑尔滨工业大学航天工程与力学系啥尔滨,150001)摘要:对GPS误差来源及实现差分GPS(DGPS)的方法进行了论述,井对不同的差分方法进行了比较.从误差估算的数字对比中可以看出,差分GPS处理技术能够有效提高GPS的定位精度,因而

2、对其进行深入研究是非常必要的.最后介绍了差分GPS在车辆导航中酌应用关键词:差分GPS误差估计车辆导肮l引言全球定位系统fGlobalP,usitioningSystem)自诞生之日起就倍受人关注,近几年来.GPS在我国各行业中的应用迅速发展,并已从少数科研单位和军用部门迅速打展到各个民用领域尤其在导航和定位领域显示出其霸土地位.cPs导航定位的基本原理是根据测量学中测距交会确定点位的方法,利用CPs接收机同时接收三个上卫星传送的信息,交会出地面点的三维坐标这样在信号的发送和接收过程中就不可避免地出现误差,这些误差根据其性质可分为系统误差和偶然误差,其中系统误差无论

3、从其太小还是对定位结果的影响都比偶然误差大得多.然而,系统误差有一定的规律可循,尤其是对于那些用户接收机和基准站共同的误差,有可能通过差分方式被消除掉或明显减少,因而对差分技术进行深A研究是十分必要的.本文从GPS的误差来源,差分方法等几个方面进行了论述和对比并对差分GPS车辆导航进行了,分析介绍.2GPS误差来源及对定位的影响GPS定位是利用一组卫星的伪距,星历,卫星发射时间和用户钟差等观测量来实现的,在这一定位过程中主要存在三大部分误差:一是多台接收机公有的误差,如llJ星钟差,星历误差,电离层误差,对流层误差以及美国政府实施的选择可用性收稿日期:2∞0—05—

4、29(SA)政策等;二是不能由用户测量或校正模型来计算的传播延迟误差;三是各用户接收机固有的误差,如内部噪声,通道延迟,多路径效应等:另外其他外部条件的影响也会引起一些误差,如地球潮汐,负荷潮及相对论效应等.从理论上说,采用差分技术可完全消除第一部分误差,大部分消除第二部分误差(这要规基准站至用户之间间隔的距离而定),而无法消踪第三部分的误差.表l列出了有SA时利用C/A码接收机的GPS定位和不同间隔时差分CPs定位的误差估计值.从对比中可看出,经过差分技术以后,导航定位精度从原来的100in左右降低到10in以内,精度大大提高.用户与基准站之问的距离对定位精度有决

5、定性的影响.间隔距离越大,精度越低,其中最大的误差源是电离层延迟.3实现差分GPS的方法3.1差分GPs原理差分技术很早就被人们所应用,它实际上是在一个测站上对两个目标的观测量,两个测站对一个目标的观测量或在一个测站上对一个目标的两次观测量之间进行求差.其目的是消除公共误差,提高定位精度.利用差分GPS技术消除基准站和用户之问共有误差的原理很简单,就是分别用两台接收机在两个测站上同时测量来自相同GPS卫星的导航定位信号,其中一个测站的位置坐标是已知的,安放在该已知点(基准点)的GPB信号接收机,叫做基准接收机,基准接收机所测得的三维位置与该点已知值进?6?航空兵器2

6、001年第3期袭1GIPS定位误差和差分GPS定位的误差估计GPS定位误差估4种不同间隔距离时的差分cPs定位误差估计主要误差磊计(有sA时)30kmI50b3∞b∞Okml星星历误差/ml000105l020]!星时钟误差,m5.0000.00000电离层延迟误差/m6.4275.3709.0埘流层延迟误差,m0.72.02.02O20接收机噪声误差,m242+4242424多路径误差,m3030303030接收机通道闸偏移/m060.6060606导舡精度USER(R惜)100.435587.495注:假设接收机的信噪比为38dBHz.行比较,便可获得GPS定位

7、数据的改正值.如果及接收机,并修正其所测得的实时位置,就可消除用时将GPS改正值发送给若干台其视卫星用户的动态户位置测量中与之相关的误差,如图l所示.雷1差分动态定位原理框图3.2差分GPS的工作方式对GPS用户接收机进行差分修正主要有两种实现方式:在测量过程中修正(如伪距数据差分)和计算结果修正(如位置数据差分).两种方式主要不同在于那些必须在基准站和用户之间传输的特定数据.因此根据差分GPS基准站发送的信息内容的不同,将差分GPS定位具体分为以下3种.3.2.1位置差分位置差分是一种最简单的差分方法,安装在基准站上的GPS接收机观测4颗卫星后便可进行三维定位