分解GPS車載定位系統原理功能
差分GPS車載定位系統即是使用已知精確三維坐標的差分GPS車載定位系統基準臺,求得偽距批改量或方位批改量,再將這個批改量實時或過后發送給用戶,對用戶的丈量數據進行批改,以進步GPS車載定位系統定位精度。
根據差分GPS車載定位系統基準站發送的信息辦法可將差分GPS車載定位系統定位分為三類,即:方位差分、偽距差分和相位差分。這三類差分辦法的工作原理是相同的,即都是由基準站發送改正數,由用戶站接納并對其丈量成果進行改正,以取得精確的定位成果。所不一樣的是,發送改正數的具體內容不一樣,其差分定位精度也不一樣。
方位差分原理 這是一種最簡略的差分辦法,任何一種GPS車載定位系統接納機均可改裝和構成這種差分系統。 安裝在基準站上的GPS車載定位系統接納機觀測4顆衛星后便可進行三維定位,解算出基準站的坐標。因為存在著軌跡差錯、時鐘差錯、SA影響、大氣影響、多徑效應以及其他差錯,解算出的坐標與基準站的已知坐標是不一樣的, 存在差錯。基準站使用數據鏈將此改正數發送出去,由用戶站接納,而且對其解算的用戶站坐標進行改正。
最終得到的改正后的用戶坐標已消去了基準站和用戶站的一起差錯,例如衛星軌跡差錯、 SA影響、大氣影響等,進步了定位精度。以上先決條件是基準站和用戶站觀測同一組衛星的狀況。 方位差分法適用于用戶與基準站間間隔在100km以內的狀況。
2. 偽距差分原理 偽距差分是現在用途最廣的一種技能。簡直一切的商用差分GPS車載定位系統接納機均選用這種技能。世界海事 無線電委員會引薦的RTCM SC-104也選用了這種技能。 在基準站上的接納機請求得它至可見衛星的間隔,并將此計算出的間隔與富含差錯的丈量值 加以比較。使用一個α-β濾波器將此差值濾波并求出其偏差。然后將一切衛星的測距差錯傳輸 給用戶,用戶使用此測距差錯來改正丈量的偽距。最終,用戶使用改正后的偽距來解出自身的方位, 就可消去公共差錯,進步定位精度。
與方位差分類似,偽距差分能將兩站公共差錯抵消,但隨著用戶到基準站間隔的添加又 呈現了系統差錯,這種差錯用任何差分法都是不能消除的。用戶和基準站之間的間隔對精度有決定性影響。
3. 載波相位差分原理 測地型接納機使用GPS車載定位系統衛星載波相位進行的靜態基線丈量取得了很高的精度(10-6~10-8)。 但為了可靠地求解出相位含糊度,請求停止觀測一兩個小時或更長時刻。這么就限制了在工程工作中的使用。所以根究迅速丈量的辦法應運而生。例如,選用整周含糊度迅速逼近技能(FARA)使基線觀測 時刻縮短到5分鐘,選用準動態(stop and go),往返重復設站(re-occupation)和動態(kinematic) 來進步GPS車載定位系統工作功率。這些技能的使用對推動精細GPS車載定位系統丈量起了促進作用。但是,上述這些工作辦法都是過后進行數據處理, 不能實時提交成果和實時鑒定成果質量,很難防止呈現過后檢查不合格造成的返工景象。
差分GPS車載定位系統的呈現,能實時給定載體的方位,精度為米級,滿意了引航、水下丈量等工程的請求。方位差分、偽距差分、 偽距差分相位滑潤等技能已成功地用于各種工作中。隨之而來的是愈加精細的丈量技能 — 載波相位差分技能。 載波相位差分技能又稱為RTK技能(real time kinematic),是建立在實時處理兩個測站的載波相位基礎上的。它能實時供給觀測點的三維坐標,并到達公分級的高精度。
與偽距差分原理相同,由基準站經過數據鏈實時將其載波觀丈量及站坐標信息一起傳送給用戶站。用戶站接納GPS車載定位系統衛星的載波相位 與來自基準站的載波相位,并構成相位差分觀測值進行實時處理,能實時給出公分級的定位成果。
實現載波相位差分GPS車載定位系統的辦法分為兩類:批改法和差分法。前者與偽距差分相同,基準站將載波相位批改量發送給用戶站,以改正其載波相位,然后求解坐標。后者將基準站收集的載波相位發送給 用戶臺進行求差解算坐標。前者為準RTK技能,后者為真正的RTK技能。