广域差分增强系统建立可行性及高精度手持GPS应用分析.docVIP

广域差分增强系统建立可行性及高精度手持GPS应用分析 　　摘要：传统导航型手持GPS设备，在定位精度及工程性能上都欠佳，不能很好的满足生产建设中对于地理空间数据采集的高精度及高时效性等要求。使用内置专业硬件的高精度GNSS采集设备并基于广域差分增强系统的应用，可以大大提高及发挥手持GPS采集设备在经济建设各个领域的应用性能。 　　关 键 词：手持GPS广域增强实时差分高精度SDAS 　　中图分类号：P228文献标识码：A 文章编号： 　　Abstract：Traditional hand-held navigational GPS device,has poor performance in the positioning precision and engineering , which cannot meet the requirements of high precision and high efficiency to the spatial data acquisition in construction.Using the built-in specialized hardware of high precision GNSS acquisition equipment and based on the WAAS application, it can greatly improve the performance of hand-held GPS acquisition device in economic construction field. 　　Key words：Handheld GPS; Wide area augmentation; Real time differential; High-precision; SDAS. 　　1手持GNSS设备的应用发展 　　1.1传统手持GNSS设备的应用起源——便携、自动化 　　空间地理信息数据采集的手段从最初经典的平板测量、全站仪测量已发展到自动化程度极高的GNSS测量。GNSS定位方式，以其自动化、全天候、便携性等优点，被广大测绘及地理信息工作者所接受，其效率和效益也比其他传统手段有较大的提高。尤其手持式GNSS接收机的应用，在我国国民经济建设中，已经有十几年甚至更长的历史，被广泛的应用在国土测绘、规划建设、林业调查、电力勘测、石油管网等领域。这种设备，被称为 “导航型手持式GNSS接收机” 或“手持GNSS设备”。 　　1.2导航型手持GNSS设备应用的弊端——精度差、易受干扰 　　导航型手持GNSS设备，在硬件上是低端GNSS和天线模块，为了提高灵敏度而不注重或者不进行多路径效应的抑制处理。在导航定位技术上，属于单点定位原理，既依靠单机的计算进行定位，未进行GNSS系统误差的修正，所以，一般的手持GNSS设备标称平均定位精度在5—10米，而在实际工作中，因为GNSS的系统误差及遇到各种干扰，可能定位结果会更差。 　　1.3导航型手持GNSS设备提高精度的方法——内业后处理 　　在高精度定位设备未出现或不便于野外携带的时代，依靠传统的导航型手持GNSS设备，为了提高数据的精度，能够与原有的地形图或原始数据吻合并符合到西安80、北京54等地方平面坐标系上，需要通过内业差分后处理的方式来消除卫星轨道误差、钟差及信号传播误差等系统误差。这样的后差分方式，虽然可以适当的提高手持GNSS设备定位的精度，但其不能在野外实时的获得高精度的定位数据，而且增加了内业工作的难度，使整个作业流程变得复杂。 　　2实时高精度手持GNSS设备定位技术 　　为了能有效提高手持GNSS设备的精度，除了在终端硬件上的提升，实时改正系统的建设也是至关重要，目前存在的技术主要有三种：SBAS技术、PPP技术和RTD技术。 　　2.1热门的星站差分技术——SBAS 　　SBAS（Satellite Based Augmentation Systems），即基于卫星的增强系统。是利用地球静止轨道卫星建立的地区性广域增强系统。由已知其准确地理位置的地面固定基站系统，探测、计算出GPS信号中的误差。并通过地球同步通讯卫星以GPS信号同样的频率向地面广播增强信息，若终端的定位主板支持该增强信号的，可以实时的提高定位精度。该技术自从建立后，因为兼容GPS信号较好，很快的被应用在手持机GPS领域，成为热门的GPS终端（手持GPS）实时改正技术。 　　SBAS系统属于区域性的增强系统，专为指定区域的GPS终端（手持GPS）提供增强改正信息，可以提供米级的定位改正。目前全球发展的SBAS系统有：欧洲 (EGNOS)；美国 (WAAS)，日本（MSAS）；