一、概述
(一)差分gps產(chǎn)生的誘因:
絕對(duì)定位精度不能滿足要求
–gps絕對(duì)定位的精度受多種誤差因素的影響,完全滿足某些特殊應(yīng)用的要求
–美國(guó)的gps政策對(duì)gps絕對(duì)定位精度的影響(選擇可用性sa)
差分gps(dgps–differential gps)
–利用設(shè)置在坐標(biāo)已知的點(diǎn)(基準(zhǔn)站)上的gps接收機(jī)測(cè)定gps測(cè)量定位誤差,用以提高在一定范圍內(nèi)其它gps接收機(jī)(流動(dòng)站)測(cè)量定位精度的方法
rtcm-104格式
(二)影響絕對(duì)定位精度的主要誤差
主要誤差
–衛(wèi)星軌道誤差
–衛(wèi)星鐘差
–大氣延遲(對(duì)流層延遲、對(duì)流層延遲)
–多路徑效應(yīng)
對(duì)定位精度的影響
定位精度=等效距離誤差× pdop
pdop通常大于1。
(三)差分gps的基本原理
誤差的空間相關(guān)性
–各類誤差中除多路徑效應(yīng)均具有較強(qiáng)的空間相關(guān)性,從而定位結(jié)果也有一定的空間相關(guān)性。
–利用基準(zhǔn)站(設(shè)在坐標(biāo)精確已知的點(diǎn)上)測(cè)定具有空間相關(guān)性的誤差或其對(duì)測(cè)量定位結(jié)果的影響,供流動(dòng)站改正其觀測(cè)值或定位結(jié)果
(四)差分改正數(shù)的類型
–距離改正數(shù):利用基準(zhǔn)站坐標(biāo)和衛(wèi)星星歷可計(jì)算出站星間的計(jì)算距離,計(jì)算距離減去觀測(cè)距離即為距離改正數(shù)。
–位置(坐標(biāo)改正數(shù))改正數(shù):基準(zhǔn)站上的接收機(jī)對(duì)gps衛(wèi)星進(jìn)行觀測(cè),確定出測(cè)站的觀測(cè)坐標(biāo),測(cè)站的已知坐標(biāo)與觀測(cè)坐標(biāo)之差即為位置的改正數(shù)。
(五)差分gps的分類
根據(jù)時(shí)效性
–實(shí)時(shí)差分
–事后差分
根據(jù)觀測(cè)值類型
–偽距差分
–載波相位差分
根據(jù)差分改正數(shù)
–位置差分(坐標(biāo)差分)
–距離差分
根據(jù)工作原理和差分模型
–局域差分(ladgps–local area dgps)
單基準(zhǔn)站差分
多基準(zhǔn)站差分
–廣域差分(wadgps–wide area dgps)
(六)位置差分和距離差分的特點(diǎn)
位置差分
–差分改正計(jì)算的數(shù)學(xué)模型簡(jiǎn)單
–差分?jǐn)?shù)據(jù)的數(shù)據(jù)量少
–基準(zhǔn)站與流動(dòng)站要求觀測(cè)完全相同的一組衛(wèi)星
距離差分
–差分改正計(jì)算的數(shù)學(xué)模型較復(fù)雜
–差分?jǐn)?shù)據(jù)的數(shù)據(jù)量較多
–基準(zhǔn)站與流動(dòng)站不要求觀測(cè)完全相同的一組衛(wèi)星
單基準(zhǔn)站局域差分
結(jié)構(gòu)
–基準(zhǔn)站(一個(gè))、數(shù)據(jù)通訊鏈和用戶
數(shù)學(xué)模型(差分改正數(shù)的計(jì)算方法)
–提供距離改正和距離改正的變率
特點(diǎn)
–優(yōu)點(diǎn):結(jié)構(gòu)、模型簡(jiǎn)單
–缺點(diǎn):差分范圍小,精度隨距基準(zhǔn)站距離的增加而下降,可靠性低
多基準(zhǔn)站局域差分
結(jié)構(gòu)
–基準(zhǔn)站(多個(gè))、數(shù)據(jù)通訊鏈和用戶
數(shù)學(xué)模型(差分改正數(shù)的計(jì)算方法)
–加權(quán)平均
–偏導(dǎo)數(shù)法
–最小方差法
特點(diǎn)
–優(yōu)點(diǎn):差分精度高、可靠性高,差分范圍增大
–缺點(diǎn):差分范圍仍然有限,模型不完善
廣域差分
結(jié)構(gòu)
–基準(zhǔn)站(多個(gè))、數(shù)據(jù)通訊鏈和用戶
數(shù)學(xué)模型(差分改正數(shù)的計(jì)算方法)
–與普通差分不相同
普通差分是考慮的是誤差的綜合影響
廣域差分對(duì)各項(xiàng)誤差加以分離,建立各自的改正模型
–用戶根據(jù)自身的位置,對(duì)觀測(cè)值進(jìn)行改正
特點(diǎn)
–優(yōu)點(diǎn):差分精度高、差分精度與距離無(wú)關(guān)、差分范圍大
–缺點(diǎn):系統(tǒng)結(jié)構(gòu)復(fù)雜、建設(shè)費(fèi)用高
(七)差分gps的新進(jìn)展
增強(qiáng)型系統(tǒng)
–特點(diǎn)
偽衛(wèi)星技術(shù)
衛(wèi)星通訊技術(shù)
–類型
laas–local area augmentation system
–采用地基偽衛(wèi)星
waas–wide area augmentation system
–采用空基偽衛(wèi)星
–采用通訊衛(wèi)星發(fā)送差分改正數(shù)
網(wǎng)絡(luò)rtk
–作業(yè)模型類似rtk
–原理
利用基準(zhǔn)站網(wǎng)計(jì)算出用戶附近某點(diǎn)(虛擬參考站)各項(xiàng)誤差改正,再將它們加到利用虛擬參考站坐標(biāo)和衛(wèi)星坐標(biāo)所計(jì)算出的距離之上,得出虛擬參考站上的虛擬觀測(cè)值,將其發(fā)送給用戶,進(jìn)行實(shí)時(shí)相對(duì)定位。
–特點(diǎn)
精度和可靠性高