差分GPS当前应用

1、    差分gps当前应用    【摘 要】 随着全球卫星导航定位技术的快速发展，卫星导航定位技术和系统已经广泛应用到各种领域。美国的全球定位系统（gps）具有很多优点，技术成熟，已在全球广泛使用。本文将分别介绍差分gps技术，地基增强系统与星基增强系统三种技术的原理与发展现状，并对每项技术进行了总结与展望。【关键词】 差分gps 地基增强系统 星基增强系统1.差分gps1.1简介。差分gps（differential global positioning system，即dgps）是利用已知基准站精密计算出基准站到卫星的伪距改正数，用户接收机在进行gp

2、s观测的同时，利用接收到的基准站的伪距改正数，进行定位计算，求解出精确的用户接收机的位置。由于这种改正能将公共误差抵消，从而提高了定位精度。差分 gps 系统主要由三部分组成，即基准站、数据链和用户（流动站）。其定位原理是基准站上的 gps 天线和流动站上的 gps 天线同时接收一组卫星信号，两个 gps 天线将接收到的卫星信号再分别传递给基准站 gps 接收机和流动站上的 gps 接收机。由于基准站被安置在某一固定位置，故基准站的坐标为固定值。根据基准站已知的精确坐标和已知卫星的距离，可以反算出卫星的位置坐标，并通过比较解算出差分改正数。同时基准站将解算出的差分改正数通过基准站的发送天线实时

3、的发送给流动站的 gps 天线，流动站上的 gps 天线将接收的数据通过流动站数据链传给流动站上的 gps 接收机。流动站上的 gps 接收机根据 gps 天线的观测数值和基准站接收机提供的差分改正数，解算出精确的用户坐标。1.2国内外研究现状。目前，gps 导航和定位不仅广泛应用在美国及其盟国的军事行动中，全世界几乎所有有导航和定位需求的用户，都被gps的全天候，全球覆盖，高精度，方便廉价所吸引。gps 对人们在地球上的导航和定位产生了巨大的影响，可以满足各种不同用户的需求。gps系统由卫星空间部分，地面控制部分，用户接收机设备三部分构成。gps的空间部分由24颗gps卫星构成，gps 卫星

4、的平均高度大约20200km，运行轨道是长半轴为26609km椭圆，运行周期12小时。这24颗卫星运行的椭圆轨道的倾角是55度，每个椭圆运行轨道上都是4颗。使用支持差分功能的gps接收机可以直接进行差分gps定位从而获得高精度的定位结果。但现在支持播发rtcm差分协议的gps接收机，不管是国内还是国外，价格都十分高昂，这让普通用户难以承受。gps oem板卡由于价格低廉和灵活方便的特点，受到了学者和研发人员的青睐。除此之外，还可以只购买相关定位模块，然后自主电路设计研制板卡进行相关实验，可以进一步降低系统成本。2.地基增强系统2.1简介。国际民航组织出了地基增强系统的概念（gbas，groun

5、d based augmngtation system）的概念，美国定义其名称为本地局域增强系统。实际上， 地基增强系统不止满足民航，也满足大地测量与地球科学、gnss测量、测绘和导航用户的需求。地基增强系统是卫星定位技术、算机网络技术、字通信技术等高新科技多方位深度结晶的产物。连续运行的基准站（cors）系统由基准站网、数据处理中心、数据传输系统、定位导航数据播发系统、用户应用系统五部分组成。各基准站与监测分析中心间通过数据传输系统连接成一体，形成专用网络。2.2国内外研究进展。世界上较发达的国家都建立或正在建立地基增强系统。国际gps服务商（igs）在全球约有igs站点400多个，隶属于不

6、同国家的100多个科研机构、大学和政府组织，是国际上最具影響力的地基增强网络。美国cors系统是由美国国家大地测量局（national geodetic survey，ngs）负责组织协调的一个合作运行网络，该系统现拥有200多个不同组织管理的1800多个gps连续运行站组成。欧洲永久性连续运行网（euref permanment network，epn）是欧洲100多个机构和大学建立的永久性卫星基准站网的基础上，由iag欧洲分委员会（euref）负责建立的一个合作性连续运行站网。3.星基增强系统3.1简介。星基增强系统（sbas）是高精度卫星导航系统的重要组成部分，它通过地球静止轨道（geo

7、）卫星上的透明转发器，向用户播发完好性信息和修正信息（包括星历误差、卫星钟差、电离层延迟等），并提供测距信号来增强导航信号，从而提高原有导航系统的定位精度等各项性能。由于sbas通过geo卫星在非常大的区域上空广播修正信息，并能从相对较少的地面参考站获得观测误差从而进行误差修正，因而更适合广域增强。3.2国内外研究现状。目前，全球已经建立起多个导航增强系统，主要分为星基增强系统（sbas）和地基增强系统（gbas）两大类，如表 1.1 所示。由于 gps 在全球占据着主导地位，现有的增强系统如美国的 waas 和日本的 msas 等均针对 gps 系统实现增强;截至 2007年10月，该系统由

8、遍布美国、具有精确的测量坐标的38个广域地面参考站（wrs， wide-area reference station）和3个主控站（wms， wide-area master station）构成地面网络，由4个上行注入站、4颗地球同步卫星和大量 waas 用户接收机组成传输链路，覆盖范围包括整个美国大陆和阿拉斯加的大部分地区，部分地区实测定位精度为水平方向 1m，垂直方向 1.5m。 欧洲静地导航重叠系统（egnos）是由欧洲开发的星基增强系统，可以同时对gps系统和glonass系统进行广域增强。它和 waas 系统有着相似的原理，目的是提高导航系统的精度、完好性和可用性。截至 2007年7月，egnos系统可以达到水平方向1.04m（95%）、垂直方向 1.56m（95%）的定位精度。【参考文献】1 徐周，gps差分定位技术及实现方法的研究 d.解放军信息工程大学， 2006.2 刘朋.lora通信技术在差分gps中