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4.5.1 广域差分GPS系统的基本思想 广域差分GPS的基本思想是对GPS观测量的误差源加以区别，并单独对每一种误 差源分别加以“模型化”，然后将计算出的每一误差源的数值，通过数据链传输给用户，以对用户GPS定位的误差加以改正，达到削弱这些误差源、改善用户GPS定位精度的目 的。具体而言，它集中表现在以下3个方面。 (1)星历误差。广播星历是一种外推星历，精度不高，受美国限制性政策的抖动，精度降低至100km，它是GPS定位的主要误差来源之一。广域差分GPS依赖区域精密定轨，确定精密星历，取代广播星历。 (2)大气时延误差（包括电离层时延和对流层时延）。常规差分GPS提供综合改正值，包括参考站外的大气时延改正，当用户距离参考站很远，两地大气层的电子密度和水汽密度不同，对GPS信号的时延也不一样，使用参考处的大气时延量来代替用户的大气时延必然引起误差。广域差分GPS技术通过建立精确的区域大气时延模型，能够精确地计算出其作用区域内的大气时延量。 (3)卫星钟差误差。精确改正上述2种误差后，残余误差中卫星钟差误差影响最大， 常规差分GPS利用广播星历提供的卫星钟差改正数，这种改正数仅近似反映了卫星钟与 标准GPS时间的物理差异，实际上，受美国限制性政策的抖动影响，卫星钟差随机变化 达士3ns，等效伪距为士90m。广域差分GPS可以计算出卫星钟各时刻的精确钟差值。 4.5.2 广域差分GPS系统的工作流程 广域差分GPS系统就是为削弱这3种主要误差而设计的一种工程系统。该系统一般由一个中心站、几个监测站及其相应的数据通信网络组成，另外还有覆盖范围内的若干用户。该系统的工作流程，可以分解为如下5个步骤： (1)在已知坐标的若干监测站上，跟踪观测GPS卫星的伪距、相位等信息； (2)将监测站上测得的伪距、相位和电离层时延的双频量测结果全部传输到中心站； (3)中心站在区域精密定轨计算的基础上，计算出3项误差改正，即包括卫星星历误差改正，卫星钟差改正及电离层时间延迟改正模型； (4)将这些误差改正用数据通信链传输到用户站； (5)用户利用这些误差改正自己观测到的伪距、相位和星历等，计算出高精度的GPS 定位结果。 4.5.3 广域差分GPS系统的特点 WADGPS技术区分误差的目的就是最大限度地降低监测站与用户站间定位误差的时空相关性，克服LADGPS对时空的强依赖性，改善和提高LADGPS中实时差分定位的精度。与LADGPS相比WADGPS有如下特点。 （1）中心站、监控站与用户站的站间距离从100km增加到2000km,定位精度不会出现明显的下降，即WADGPS中用户的定位精度对空间距离的敏感程度比LADGPS低得多。 (2)在大区域内建立WADGPS网，需要的监测站数量很少，投资自然减少，比LADGPS具有更大的经济效益。据估计，在美国大陆的任意地方要达到5m的差分精度。使用LADGPS方式的参考站个数将超过500个，而使用WADGPS方式的监测站个数将小于10个，其间的经济效益可见一斑。 （3） WADGPS系统是一个定位精度均匀分布的系统，覆盖范围内任意地区定位精度相当，而且定位精度较LADGPS高。 （4） WADGPS的覆盖区域可以扩展到LADGPS不易作用的地域，如远洋、沙漠、森林等。 （5） WADGPS使用的硬件设备及通信工具昂贵，软件技术复杂，运行和维持费用很高。 另外，近年来，美国联邦航空局（FAA）在 LADGPS的基础上，提出利用地球同步卫星，采用L1频段转发差分GPS修正信号，同时发射调制在L1频段上的C/A码伪距的思想，称为广域增强GPS系统（WAAS）。这一系统完全抛弃了附加的差分数据通信链系统，直接利用GPS接收机天线识别、接收、解调由地球同步卫星发送的差分数据链，而且，该系统利用地球同步卫星发射C/A码测距信号，以增加测距信号和测距信号源，提高该系统导航的可靠性和精度。 对于动态GPS用户，除了需要确定GPS接收机载体的实时位置，往往还要测定载体的实时航行速度。假设于历元t1和t2测定的载体实时位置分别为X1(t1)和X2(t2)，则其运动速度可简单地表示为： 由此可得载体运行方向的速度为： 4.6 GPS接收机载体航速的测定 定时有着广泛的应用。从日常生活到航天发射，从出外步行到航空航海，都离不开定时。 利用GPS信号进行时间传递，一般采用两种方法： （1）一站单机测时：应用一台GPS接收机在一个已知坐标的观测站上进行测时的方法。 （2）共视对比定时法：在两个测站上各设一台GPS接收机，同步观测同一卫星，来测定两用户时钟的相对偏差，达到高精度时间比对的目的。 4.7 GPS定时 4.8 GPS测量误