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更新于2008-05-14 08:31:53

概述①

• 差分GPS产生的诱因：绝对定位精度不能满足要求
  • GPS绝对定位的精度受多种误差因素的影响，完全满足某些特殊应用的要求
  • 美国的GPS政策对GPS绝对定位精度的影响（选择可用性SA）

SA关闭前后GPS绝对定位精度的变化

概述②

• 差分GPS（DGPS – Differential GPS）
  • 利用设置在坐标已知的点（基准站）上的GPS接收机测定GPS测量定位误差，用以提高在一定范围内其它GPS接收机（流动站）测量定位精度的方法
• RTCM-104格式

影响绝对定位精度的主要误差

• 主要误差
  • 卫星轨道误差
  • 卫星钟差
  • 大气延迟（对流层延迟、对流层延迟）
  • 多路径效应
• 对定位精度的影响
  

差分GPS的基本原理

• 误差的空间相关性
  • 以上各类误差中除多路径效应均具有较强的空间相关性，从而定位结果也有一定的空间相关性。
• 差分GPS的基本原理
  • 利用基准站（设在坐标精确已知的点上）测定具有空间相关性的误差或其对测量定位结果的影响，供流动站改正其观测值或定位结果
• 差分改正数的类型
  • 距离改正数：利用基准站坐标和卫星星历可计算出站星间的计算距离，计算距离减去观测距离即为距离改正数。
  • 位置（坐标改正数）改正数：基准站上的接收机对GPS卫星进行观测，确定出测站的观测坐标，测站的已知坐标与观测坐标之差即为位置的改正数。

差分GPS对测量定位精度的改进

差分GPS的分类

• 根据时效性
  • 实时差分
  • 事后差分
• 根据观测值类型
  • 伪距差分
  • 载波相位差分
• 根据差分改正数
  • 位置差分（坐标差分）
  • 距离差分
• 根据工作原理和差分模型
  • 局域差分（LADGPS – Local Area DGPS）
    • 单基准站差分
    • 多基准站差分
  • 广域差分（WADGPS – Wide Area DGPS）

位置差分和距离差分的特点

• 位置差分
  • 差分改正计算的数学模型简单
  • 差分数据的数据量少
  • 基准站与流动站要求观测完全相同的一组卫星
• 距离差分
  • 差分改正计算的数学模型较复杂
  • 差分数据的数据量较多
  • 基准站与流动站不要求观测完全相同的一组卫星

单基准站局域差分

• 结构
  • 基准站（一个）、数据通讯链和用户
• 数学模型（差分改正数的计算方法）
  • 提供距离改正和距离改正的变率
    
• 特点
  • 优点：结构、模型简单
  • 缺点：差分范围小，精度随距基准站距离的增加而下降，可靠性低

多基准站局域差分

• 结构
  • 基准站（多个）、数据通讯链和用户
• 数学模型（差分改正数的计算方法）
  • 加权平均
  • 偏导数法
  • 最小方差法
• 特点
  • 优点：差分精度高、可靠性高，差分范围增大
  • 缺点：差分范围仍然有限，模型不完善

多基准站差分系统结构

广域差分

• 结构
  • 基准站（多个）、数据通讯链和用户
• 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
• 特点
  • 优点：差分精度高、差分精度与距离无关、差分范围大
  • 缺点：系统结构复杂、建设费用高

差分GPS的新进展①

• 增强型系统
  • 特点
    • 伪卫星技术
    • 卫星通讯技术
  • 类型
    • LAAS – Local Area Augmentation System
      • 采用地基伪卫星
    • WAAS – Wide Area Augmentation System
      • 采用空基伪卫星
      • 采用通讯卫星发送差分改正数

差分GPS的新进展②

• 网络RTK
  • 作业模型类似RTK
  • 原理
    • 利用基准站网计算出用户附近某点（虚拟参考站）各项误差改正，再将它们加到利用虚拟参考站坐标和卫星坐标所计算出的距离之上，得出虚拟参考站上的虚拟观测值，将其发送给用户，进行实时相对定位。
  • 特点
    • 精度和可靠性高

<<完>>