基于GPS25LP和GPSl5L的簡易偽距差分系統(tǒng)設計與試驗
O 引言
GPS系統(tǒng)的精密定位服務(PPS)不對外開放,普通用戶只能使用C/A碼的標準定位服務(SPS),雖然美國政府已經(jīng)取消實施選擇可用性(SA)政策,采用C/A碼的GPS接收機定位精度可以達到25 m(95%置信度,二維水平平面誤差),但仍然滿足不了某些系統(tǒng)的需要。差分GPS技術可以提高實時定位精度,得到米級,甚至亞米級的定位精度。國際海事無線電技術委員會(RTCM)于1983年為差分GPS業(yè)務設立了SC-104專委會,以論述用于提供差分GPS業(yè)務的各種方法,并制定數(shù)據(jù)格式標準。目前各GPS廠家生產(chǎn)的GPS接收機,除了編制自己的專用格式外,基本上都具有接收符合RTCM SC-104標準格式的差分數(shù)據(jù)接口,且接收機價格在GPS競爭激烈的今天已日趨合理。又由于目前能發(fā)送RTCM SC-104電文的差分GPS基準站都是國外廠家生產(chǎn)的,價格昂貴,高達幾萬至十幾萬元,而GPS-OEM(原始設備制造商)板的價格便宜,不足千元就能買到,使用起來也比較靈活,利用GPS-OEM板設計的DGPS基準站同樣可以達到較高的定位精度,所以具有很大的實用價值。
1 偽距差分GPS原理
偽距差分GPS具有精度高等諸多優(yōu)點,是目前用途最廣的一種差分GPS技術,RTCM SC-104標準和幾乎所有GPS接收機的差分定位均采用這種技術。在偽距差分GPS系統(tǒng)中,基準GPS接收機可精確地求出基準站的地心坐標,并收集全部衛(wèi)星的星歷文件,計算出每一時刻所有可見,星的地心坐標,從而得到各個衛(wèi)星到基準站的真實距離Rj,同時基準GPS接收機測量出全部可見衛(wèi)星的偽距為:
式中:△tb為基準站接收機鐘差;為衛(wèi)星星歷誤差和衛(wèi)星鐘差;為電離層延遲;為對流層延遲;為多徑效應延遲;vb為接收機測量誤差。測量出的偽距包含各種誤差,與真距不同,此誤差就是偽距修正數(shù):
從式(6)可以看出,修正后的偽距基本消除了衛(wèi)星星歷誤差、衛(wèi)星鐘誤差、電離層延遲和對流層延遲、移動站接收機利用該修正后的偽距進行定位解算,可以得到更精確的定位結果。
差分GPS基準站就是完成所有可視衛(wèi)星差分修正數(shù)和修正數(shù)變化率的解算,并按照RTCM SC-104標準格式廣播給一定范圍內的用戶,使其得到更高的定位精度。
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