第5章 差分导航..pptVIP

差分卫星导航原理及方法 差分卫星导航概述 1.为什么需要差分; 2.什么是差分卫星导航； 3.差分系统基本组成; 4.差分卫星导航的分类。 1. 为什么需要 差分 1. 为什么需要 差分 2.什么是差分卫星导航? 差分导航的基本思想 在坐标为已知的基准站安置卫星导航接收机，对所有可见的卫星进行连续地观测，可得基准站的卫星导航观测量。 根据基准站的已知坐标和所测卫星的已知瞬间位置，也可以计算出差分改正信息，以该值作为修正值发播给流动站的用户。 流动站根据修正值来改正同步观测的相应观测量，进而计算流动站的瞬间位置。 差分导航能够提高用户站定位误差是基于同步同轨性原理，即主站和用户站的误差都与同一时空有强相关，对于两个相距不远的测站观测同一颗卫星，两个站观测值存在着时空相关性，即它们在一定时间内所包括的误差源及影响大体相同。 3.差分系统基本组成 4.差分卫星导航的分类 局域差分GPS(Local Area Differential GPS-LADGPS) 精度为3～10米 作用范围一般在150公里以内 广域差分GPS(Wide Area Differential GPS-WADGPS) 精度为1～10米 作用范围一般在数千公里以内 载波相位差分GPS（Carrier Phase DGPS-CDGPS） 精度为厘米级 作用范围一般在数十公里以内 局域差分卫星导航 1.系统组成 基准站应有优于±1m精度的三维地心坐标。 基准站周围在360度视野内至少应有高度角5度以上的敞开天空。 数据通信链包括差分信息调制编码器、差分信号播发器、差分信号接收器、差分信号调制解码器等四部分。 目前商用的数据通信链采用的是VHF（频率为30MHZ～3GHZ）的小型发射机和接收机，其有效作用距离一般只能达到15～40km。 将数据通讯链和广播电台中的调频台结合起来。 用户接收机可以是单频，也可以是双频接收机，但都应具备接收差分信号和调制解码的功能。 2. 局域差分方法 位置差分 伪距差分 2. 局域差分方法——（1）位置差分 2. 局域差分方法——（1）位置差分 伪距差分是目前用途最广的一种技术。几乎所有的商用差分GPS接收机均采用这种技术。在基准站上的接收机要求得它至可见卫星的距离，并将此计算出的距离与含有误差的测量值加以比较,求出其偏差。然后将所有卫星的测距误差传输给用户，用户利用此测距误差来改正测量的伪距。最后，用户利用改正后的伪距来解出本身的位置， 就可消去公共误差，提高定位精度。 3.局域差分的精度（GPS为例） 4.局域差分的优缺点 优点： 精度有较大改善； LADGPS对硬件、软件的要求不高，大部分已商品化;维护费用也较低。 缺点： LADGPS的作用范围有限;增加了设备。 5. RTCM格式 5. RTCM格式 5. RTCM格式 广域差分卫星导航 1.什么是广域差分卫星导航 广域差分卫星导航系统至少包括一个主控站，若干个监测站和通信链路，每个监测站配有一个高精度的原子钟及一台能够接收视野内所有卫星信号的高性能的卫星导航系统接收机。 在每一个监测站完成卫星导航测量，并将测量结果传送到主控站。 主控站根据已知监测站的位置和采集到的观测数据计算卫星导航误差分量，然后通过合适的通信链路将计算的误差分量传送到用户。 2.广域差分的基本思想 对卫星导航观测量的误差源加以区分，并对每一误差源分别“模型化”，然后将计算出来的每一误差源的数值及其变率，通过数据通信链传输给用户，对用户定位的误差加以改正，以达到削弱这些误差，改善用户定位精度的目的。 广域差分针对的误差源有三项： 卫星星历误差； 卫星钟误差； 电离层影响。 3.系统组成及功能 主控站是系统的最关键组成部分。 任务： 通过数据通信网络接收各跟踪站传输的伪距观测值和电离层时间延迟改正值； 结合本站相应的数据，计算出三类广域差分修正值，即对每一颗卫星的星历改正、钟差改正和电离层时间延迟改正的8个参数。 通过数据通信网络将这些差分信息传输给差分信息播发站。 广域差分用户部分主要是广域差分接收机，或广域差分信息接收机和单频接收机； 应具有能接收由差分信号播发站发送的差分改正信息的能力，用户接收机中的软件应保证这些差分信息能实时地直接用于用户所接收的原始观测数据上，然后实时解出用户站的坐标。 数据通信网和局域差分系统的数据通讯链的主要区别在于多了跟踪站与主控站之间的数据通讯。 由于该系统要求覆盖面广，传输的信息量大，因此广域差分中的跟踪站至主控站的数据传输和播发站向用户站的差分信息传输，常常须选用长波，卫星通讯等。 系统中的数据通讯具有数据量大、速度要求快、通讯距离长、覆盖面大的特点。因此数据通讯网络是广域差分技术中最为复杂，投资最为昂贵