一种差分GPS伪卫星方案
航标灯多基站GPS伪距差分定位新方法
如 图 １所示 ， 以选 取 ３个 基 准 站 和 １个 移 动
移动站 ｉ 到卫 星 的伪 距 观测 方程 为 ：
＝ ＋ｃｔ —ｃｔ ＋ ＋ Ｓｊ Ｓｆ 咖 ．
６
．
。
＋６ ｆ ＋… ＋
（） ３
站 为例 。建 立 基 准 站 ａ ｂ Ｃ 基 准 坐 标 已 知 。在 、、， 各基 准 站 和 移 动 站 ｉ 上分 别 放 置 Ｌ Ａ一５ 高 精 Ｅ Ｈ 度单 点 Ｇ Ｓ定位 模块 ， 于观 测 站 点 的伪 距 。对 Ｐ 用 基 准站 已知 坐标 、 单点 Ｇ Ｓ定 位模 块 所 测 量 的 概 Ｐ 略 坐标 和变 换 后 的伪 距 改正 数 进 行 ＷＧ ８ 斯 Ｓ４高 平 面坐标 系变换 ， 改进 模 型如 下 ：
流层 、 电离 层误 差 。 由于 基 站 接 收 机 ｃｔ 卫 星 Ｓ 与 时钟 属 于 系 统 误 差 不存 在 一 定 的线 性 关 系 ，
，
） ）
： 珀
图 １ 多参 考点 Ｇ Ｓ 距差分线性组合模型示 意图 Ｐ伪
利用 最小 二乘 法原 理对 式 （ ） 式 （ ） ６ 、 ７ 进行 线
性数 据拟 合 ， 即可 求 出系数 ｋ 、 ｐ 。ｋ－ 和 Ｐ ， 的值 。
由于在一 定 范 围 内 ， 基 准 站 和 １个 移 动 ３个
基于伪距观测值的差分GPS定位方法与误差分析
基于伪距观测值的差分GPS定位方法与误差分析GPS（全球定位系统）是一种通过卫星和接收器，能够测量并计算出位置信息的技术。
而基于伪距观测值的差分GPS定位方法，是利用多个接收器之间相互比较的方法，来减小定位误差和提高精确度的。
1. GPS定位原理在介绍差分GPS定位方法之前，我们先简单了解一下GPS定位原理。
GPS系统是由一组卫星组成的，这些卫星以精确的轨道在地球周围运行。
接收器通过接收来自多个卫星的信号，并测量信号的到达时间差，从而可以计算出接收器所在位置与这些卫星之间的距离。
2. 差分GPS定位方法差分GPS定位方法是一种利用多个接收器相互比较的定位方法。
它的原理是，将一个接收器称为“基准接收器”，其他接收器称为“移动接收器”。
基准接收器的位置已知，并且其接收到的卫星信号与真实距离之间的误差可以通过其他方法进行校正。
移动接收器接收到的卫星信号经过基准接收器的校正，可以减小定位误差。
具体而言，移动接收器接收到的伪距观测值首先减去基准接收器与相同卫星之间的伪距观测值，然后再进行计算。
通过这种方法，定位精度可以显著提高。
3. 误差分析在进行差分GPS定位时，仍然存在一些误差因素会影响定位精度。
以下是一些主要的误差源：- 卫星时钟误差：卫星的内部时钟并非完美准确，会带来一定的测量误差。
这个误差源可以通过接收到的多个卫星信号之间的比较来减小。
- 卫星轨道误差：卫星的轨道也不是完美精确的，会引入一定的定位误差。
同样地，通过接收到的多个卫星信号之间的比较，可以减小这个误差源。
- 大气延迟：当卫星信号穿过大气层时，会出现一定的信号延迟。
这个延迟源导致伪距观测值的误差，但是大气延迟误差通常在10米以下。
- 多径效应：卫星信号在传播过程中可能会发生多次反射，在接收器处形成多个到达路径。
这个多径效应会导致伪距观测值产生误差，但是多径效应误差通常在几米以内。
除了以上主要误差源外，还有一些其他因素也会对GPS定位精度产生影响，如接收器本身的误差、电离层延迟等。
差分gps——精选推荐
GPS定位技术——差分GPS技术一、GPS系统的提出全球定位系统是美国国防部部署的一种卫星无线电定位导航与报时系统,GPS是全球定位系统的简称。
20世纪50年代后期,美国派侦察船跟踪侦察苏联向太平洋发射洲际弹道导弹时发现,如果知道导弹轨迹,就可推出船的位置,那么导弹换成在轨卫星也行。
在此思想指导下,1958年底,美国海军委托霍普金斯大学应用物理实验室研究军用舰艇导航服务的卫星系统,即海军导航卫星(又称子午仪导航系统),于1964年1月研制成功,用于北极星核潜艇的导航定位并逐步用于各种军舰导航定位。
尽管子午仪导航系统已得到广泛的应用,并显示出巨大的优越性,但也存在严重缺陷,一台接收机需观察15次合格卫星通过才能达到10m的单点定位精度,而且只能给出2维坐标———经度和纬度,不能给出高程。
鉴于子午仪导航系统存在的缺陷及海陆空三军和民用部门对导航要求越来越高,美国于1973年正式开始GPS的研究和论证工作。
开始方案是24颗卫星平均分布在互成120°的3个轨道平面上,对于地球上的任何位置均能同时观测到6~9颗,后调整为18颗卫星分布在互成60°的6个轨道面上,每个轨道面上布3颗,彼此相距120°,从一个轨道面到下一个轨道面的卫星错动40°,保证地球上任何一点均能同时观察到4颗星,经过一段实验后于1990年初对卫星配置进行第三次修改,最终由21颗工作卫星和3颗在轨备用星组成,于1993年建成(如图1)。
除了美国的GPS之外,俄罗斯也拥有类似系统———全球导航卫星系统,于1995年建成,我国于2000年先后发射了两颗自行研制的“北斗导航试验卫星”,构成北斗导航系统,标志着我国将拥有自主研制的第一代卫星导航定位系统。
二、GPS系统的组成GPS系统由导航星座、地面台站和GPS接收机3部分组成。
导航星座由21颗工作星和3颗备用星,分布在6条轨道上,轨道呈圆形,偏心率为0·01,轨道高度20200km,倾角55°,运行周期为12小时,每颗星以1575·42Hz和1227·60Hz两种频率为军事用户播发加密的高精度导航数据(P码),定位精度可达10米,测速精度0·1m/s,授时精度为10ns,同时以1575·42Hz的频率为民用用户播发精度较低的导航数据(C/A码),定位精度100米。
一种低成本的差分GPS定位系统的设计与实验
万方数据
万方数据
万方数据
一种低成本的差分GPS定位系统的设计与实验
作者：龚真春， 宋执环， 李平， 韩波， Gong Zhenchun， Song Zhihuan， Li Ping， Han Bo 作者单位：浙江大学,控制科学与工程学系,浙江,杭州,310027
刊名：
计算机测量与控制
英文刊名：COMPUTER MEASUREMENT & CONTROL
年，卷(期)：2005,13(1)
被引用次数：5次
1.李洪涛;许国昌GPS应用程序设计 1999
2.徐绍铨;张华海GPS测量原理及应用 2003
3.邱致和;王万义GPS原理与应用 2002
4.刘基余GPS卫星导航定位原理与方法 2003
5.美国GARMIN公司GARMIN GPS25LP series GPS sensor boards technical specification
6.王广运;郭秉义差分GPS定位技术与应用 1996
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2.杨东凯.王佳新空中移动目标位置测量系统设计[期刊论文]-无线电工程 2008(8)
3.冯晓霞.安秋.姬长英农用机器人DGPS导航方法及数据采集[期刊论文]-江西农业学报 2007(9)
4.袁翠差分GPS算法及仿真研究[学位论文]硕士 2007
5.马洪连.于晓光.赵永生基于信标差分GIS的采砂船监控系统设计与实现[期刊论文]-仪器仪表学报 2006(z3)
本文链接：/Periodical_jsjzdclykz200501028.aspx。
伪距差分法
伪距差分法伪距差分法概述伪距差分法是一种高精度的卫星定位技术，利用多颗卫星的信号进行测量，通过计算卫星与接收机之间的距离差异来确定接收机的位置。
该技术广泛应用于导航、航空、船舶、地质勘探等领域。
原理伪距差分法利用卫星发射的信号在空气中传播的时间和速度来测量接收机与卫星之间的距离。
由于信号在传播过程中会受到大气延迟、多径效应、钟差等因素的影响，因此需要对这些误差进行校正。
伪距差分法通过将两个接收机之间的距离作为基线，测量它们到同一颗卫星发射信号时的时间差，从而消除大气延迟和钟差误差。
这种方法可以提高定位精度，并且可以实现实时动态定位。
步骤1. 接收卫星信号接收机接收来自多颗卫星发射的信号，并记录每个信号到达时间。
2. 计算伪距根据接收到的信号时间和卫星的发射时间，计算出信号在空气中传播的时间和距离，得到伪距数据。
3. 校正误差对伪距数据进行误差校正，包括大气延迟、钟差、多径效应等。
4. 计算位置利用多颗卫星提供的伪距数据和已知位置的卫星位置信息，计算接收机的位置。
优点1. 高精度：伪距差分法可以实现亚米级别的定位精度，适用于高精度定位需求的场合。
2. 实时性：伪距差分法可以实现实时动态定位，适用于需要快速响应和及时更新位置信息的场合。
3. 可靠性：伪距差分法可以同时接收多颗卫星信号，并且可以通过校正误差来提高定位精度和可靠性。
缺点1. 受环境影响：大气延迟、多径效应等因素会影响信号传播速度和时间，从而影响定位精度。
2. 依赖基站：伪距差分法需要至少两个接收机作为基站来进行测量，如果基站不稳定或者无法提供准确的参考数据，则会影响定位精度。
应用1. 导航：伪距差分法被广泛应用于GPS导航系统中，可以提供高精度的导航信息。
2. 航空：伪距差分法可以用于飞机自动驾驶系统和着陆导航系统，提高飞行安全性。
3. 船舶：伪距差分法可以用于海上定位和导航，提高船舶安全性。
4. 地质勘探：伪距差分法可以用于地震勘探、矿产勘探等领域，提高勘探效率和精度。
了解测绘技术中的差分GPS原理与应用
了解测绘技术中的差分GPS原理与应用差分GPS（Differential Global Positioning System）是一种基于全球定位系统（GPS）的精确定位技术。
通过差分GPS技术，可以提高GPS定位的精度和可靠性，广泛应用于土地测量、地理信息系统、导航和航海等领域。
一、差分GPS的原理差分GPS的原理是通过对接收到的卫星信号进行修正，消除由于多路径效应、电离层延迟、钟差等因素引起的误差，以获得更加准确的定位结果。
1. 伪距观测值差分GPS首先获取到卫星发射的信号，即伪距观测值。
伪距观测值是卫星发射信号经过传播后到达接收机的时间差，通过伪距观测值可以计算出接收机与卫星之间的距离。
2. 误差源伪距观测值存在一系列误差源，这些误差源会影响GPS定位的精度，包括钟差、电离层延迟、大气延迟、多路径效应等。
这些误差源会导致卫星信号的传输速度发生变化，从而影响到定位的准确性。
3. 基准站为了消除这些误差源，差分GPS系统通常会设置一个基准站，基准站通过精密测量得到准确的位置和伪距观测值。
接收机可以通过与基准站的差值来修正自身的观测结果，从而消除大部分误差。
4. 差分修正差分修正可以通过不同方式实现，最常用的方式是实时差分修正和后处理差分修正。
实时差分修正是在接收机接收到卫星信号的同时进行修正，需要基准站实时传输修正信息。
后处理差分修正则是将接收机记录的原始观测数据与基准站的修正信息进行配对处理，得到修正后的结果。
二、差分GPS的应用差分GPS技术被广泛应用于土地测量、地理信息系统、导航和航海等领域，以提高精确定位的可靠性和准确性。
1. 土地测量差分GPS技术在土地测量中起到至关重要的作用。
传统的土地测量方法需要进行复杂的测量计算和定位标记，而差分GPS技术可以实现快速、高精度的测量，大大提高了工作效率。
2. 地理信息系统（GIS）地理信息系统是通过收集、分析和管理地理数据来描述和解释地球表面的现象和问题。
差分gps原理
差分gps原理差分GPS原理。
差分GPS（Differential Global Positioning System）是一种利用差分技术来提高GPS定位精度的方法。
在传统的GPS定位中，由于卫星信号在传播过程中会受到大气层、电离层等影响，导致定位精度有限。
而差分GPS技术通过引入参考站观测数据，对接收到的卫星信号进行校正，从而提高定位精度。
差分GPS的原理主要包括两个方面，差分校正和差分数据传输。
首先，参考站会接收卫星信号，并记录下观测数据，包括卫星的位置、钟差等信息。
然后，参考站将这些观测数据通过无线电波或互联网传输到用户端。
用户端接收到参考站的观测数据后，利用这些数据对接收到的卫星信号进行差分校正，从而提高定位精度。
在差分GPS中，差分校正是实现高精度定位的关键。
通过对接收到的卫星信号进行校正，可以消除大气层、电离层等因素对信号的影响，从而提高定位精度。
此外，差分数据传输也是至关重要的，它保证了参考站观测数据的及时传输和准确性，为用户端提供可靠的校正数据。
除了提高定位精度外，差分GPS还可以提高定位的实时性和可靠性。
通过及时获取参考站的观测数据，用户端可以实时对接收到的卫星信号进行校正，从而获得实时的高精度定位结果。
同时，差分GPS还可以提高定位的可靠性，减少由于大气层、电离层等因素引起的定位误差，提高定位的稳定性和准确性。
总的来说，差分GPS是一种利用差分技术提高GPS定位精度的方法。
通过差分校正和差分数据传输，可以消除大气层、电离层等因素对卫星信号的影响，提高定位精度、实时性和可靠性。
差分GPS技术在航空航天、地理测绘、农业等领域有着广泛的应用前景，将为人们的生活和工作带来更多便利和效益。
差分GPS
差分GPS差分GPS（DGPS，differentialGPS-DGPS）就是首先利用已知精确三维坐标的差分GPS基准台，求得伪距修正量或位置修正量，再将这个修正量实时或事后发送给用户（GPS导航仪），对用户的测量数据进行修正，以提高GPS定位精度的GPS仪器。
差分GPS (DGPS)是在正常的GPS外附加(差分)修正信号，此改正信号改善了GPS的精度。
差分GPS的出现，能实时给定载体的位置，精度为米级，满足了引航、水下测量等工程的要求。
用户站接收GPS卫星的载波相位与来自基准站的载波相位，并组成相位差分观测值进行实时处理，能实时给出厘米级的定位结果。
基本信息•中文名：差分GPS•外文名：differential GPS-DGPS•利用：已知精确三维坐标•求得：伪距修正量或位置修正量•分为：位置差分、伪距差分和相位差分科技名词定义中文名称：差分GPS英文名称：differential GPS定义：通过在固定测站和流动测站上进行同步观测，利用在固定测站上所测得卫星定位误差数据改正流动测站上定位结果的卫星定位。
应用学科：测绘学（一级学科）；大地测量学（二级学科）综述分类根据差分GPS基准站发送的信息方式可将差分GPS定位分为三类，即：位置差分、伪距差分和相位差分。
差分GPS (DGPS)是在正常的GPS外附加(差分)修正信号，此改正信号改善了GPS的精度。
这三类差分方式的工作原理是相同的，即都是由基准站发送改正数，由用户站接收并对其测量结果进行改正，以获得精确的定位结果。
所不同的是，发送改正数的具体内容不一样，其差分定位精度也不同。
位置差分原理正在加载gps差分定位原理这是一种最简单的差分方法，任何一种GPS接收机均可改装和组成这种差分系统。
安装在基准站上的GPS接收机观测4颗卫星后便可进行三维定位，解算出基准站的坐标。
由于存在着轨道误差、时钟误差、SA影响、大气影响、多径效应以及其他误差，解算出的坐标与基准站的已知坐标是不一样的，存在误差。
GPSGLONASS伪距差分的数据处理
日立制作所于 1998 年 7 月研制出样机后, 得到了老年痴
呆症患者及看护者的配合, 在千叶县等地, 作为高龄者搜索系
统进行了开发。 这次出售的系统, 以实验的成果为基础, 对终
端装置的轻量化、节能化、增强搜索程序功能等方面进行了改
进。
除了高龄者的搜索系统之外, 日立还推出了残疾人及儿
童安全外出的支援系统, 以及室外作业人员的安全确认、贵重
(a) GLONA SS 伪距差分 PDO P 结果 (b) GLONA SS 伪距差分中误差结果 图5
(a) GPS GLONA SS 伪距差分 PDO P 结果 (b) GPS GLONA SS 伪距差分中误差结果 图6
表 1 3 种方案结果偏差的方差统计
在中国测绘科学研究院的国家 GPS 接收机检定场基线 点上, 用 A SH T ECH 公司的 GG24 型单频接收机采集了40 多 分钟的观测数据, 采样率设为 10 s。 GG24 接收机有 24 个通 道, 可同时跟踪 12 颗 GPS 卫星和 12 颗 GLONA SS 卫星。整 个观测过程中, 跟踪到 5 颗 GPS 卫星和 5 颗GLONA SS 卫星。
尽管如此, 但对精度要求较高时, 单点定位的方法还是
·
应发射伪距改正数的变化率∃ Θ. 这样历元 i 的伪距改正数为
·
∃ Θpi = ∃ Θpi- k + ∃ Θ( ti- ti- k ) 根据式 (4) 的观测方程, 按单点定位的方法进行参数估 计。 对 于 GPS GLONA SS 联 合 差 分 定 位 还 要 考 虑 GLONA SS 与 GPS 的时间系统和坐标系统之间的差异, 详 细内容见参考文献[ 2 ]。
GLONA SS 是由前苏联研制与开发的一种全球导航卫 历元上的伪距改正数, 基准站在发射伪距改正数的同时, 还
GPS伪卫星理论
GPS伪卫星理论、设计与应用"作者斯图尔特﹒科布出版中国科学技术出版社/ 2005-08-01定价¥25.00详细介绍……伪卫星(地基发射机)可以在几秒钟内初始化载波一相位差分GPS(CDGPS)导航系统来达到实时动态定位小于1cm(1盯)的精度。
以前的CDGPS系统已极少使用，因为累赘的初始化过程长达30分钟，而通过伪卫星来初始化载波一相位整周模糊度则消除了这个制约因素。
本文将叙述用于CDGPS应用的经过优化设计的伪卫星，其费用比以前的伪卫星减少了两个数量级。
本文也对从全球定位系统(GPS)卫星获得定时的同步伪卫星进行了介绍。
同步伪卫星可以替代CDGPS参考站和数据链，同时也可以初始化CDGPS导航，即使在只有一颗GPS卫星的信号可用的情况下，通过适当放置一组同步伪卫星也能使CDGPS导航。
本文设计了一种由伪卫星和同步伪卫星来实现初始化的CDGPS系统的原型，并对其开展了试验。
该系统称为完好信标着陆系统(IBLS)，其目标是在恶劣的天气为飞机着陆提供精确和可靠的导航。
得到了该系统的飞行试验结果，包括由IBLS控制的波音(Boe。
i。
g)737客机的1lO次全自动着陆的结果。
本文还介绍了现有伪卫星的应用情况，包括室内导航实验的GPS星座仿真；研制了同步伪卫星导航算法并对其进行了分析；提出了伪卫星和同步伪卫星的新的应用；给出了关于远一近问题的理论和实际工作等。
GPS伪卫星发射器的设计与实现 2006年硕士学位论文【中文摘要】:全球定位系统(GPS)可以向全球用户提供位置、速度和时间信息,在航空航天、海上及陆地等许多领域,特别是军事领域得到了广泛的应用,成为一种主要的导航手段。
但是GPS系统的高精度、可靠性和完好性等诸多优越性能都依赖于跟踪的可视卫星的数量及卫星的几何分布情况。
GPS卫星在受遮挡的情况下很难发挥作用,在一些特殊地区如矿区、隧道、室内和地下,这些地方由于视野不开阔或无法接收到GPS信号,满足不了定位要求。
利用伪距差分法进行GPS测速
( 1)
式中, j 为卫星 j 的多普勒观测量; 为波长; c 为
光速; dt 为接收机的钟差变化率; d!j 为卫星 j 的
钟差变化率; ∀j 为观测噪声; j 为卫星 j 至接收机
之间的距离变化率, 其表达式为:
j = rsj - rr T rsj - rr / j
( 2)
式中, rsj 、rsj 为卫星 j 发射时刻 的位置和 速度矢
量; rr 、rr 为接收机接收时刻的位置和速度矢量; j 为卫星 j 至接收机之间的距离。
将式( 2) 代入 式( 1) 线性化, 由于 10 m 左右 的位置误差对速度的 影响在 mm 以内, 因此, 可 以忽略位置误差对载体速度的影响[ 3] , 得到误差 方程[ 1] 。
V = A#X - L
&2 =
&2 2%t 2
若 n= 2, 则
j = ( - j, t+ 2%t j , t- 2 %t ) / 8 %t +
( - j, t+ %t j, t- %t ) / 4 %t
&2 =
5 &2 32%t 2
由式( 8) 和式( 9) 可知, 历元间差分通过差分滤
波器削弱了伪距观测 量中高频噪声 的干扰。但
采用 3 种方案对对两组数据求定载体运动速 度, 以多普勒计算得到的结果作为参考值。方案
10 36
武 汉 大学 学报 信息 科 学版
2010 年 9 月
1 为相邻历元伪距差分; 方案 2 为 n= 1 历元间伪 距差分; 方案 3 为 n= 3 历元间伪距差分。
图 1~ 3 给出了实验 1 方案 1~ 3 中 4 号卫星 伪距差分与多普勒值的比较。图 4~ 6 给出了实 验 2 方案 1~ 3 中 2 号卫星伪距差分与多普勒值 的比较。图 7~ 9 给出了实验 1 方案 1~ 3 伪距差 分得到的 X 方向速度误差。图 10~ 12 分别给出 了实验 2 方案 1~ 3 伪距差分得到的 X 方向速度 误差。
GPS伪距差分技术研究
于时间差再加差分信息抵达使用者站点至使用者站点使用这一信号之间的 时问（ｔ３一ｔ２）（如图）。ｔ３一ｔ２的最大值是用户收到差分信息时间点至用 户收到下一个差分信息时间点之间的时问．
讯麓
＿－・＿・＿＾＿＿＿＿－－・＿・＿・－・・＿・。－＿‘。‘。’。。’。●
耐闯麓
一２∽＋识肛 ｐ，＝∽＋识卢
Ｐ＝ＩⅣ＋矽肛 由以上公式町以计算出近似整周数五Ⅳ。（距离单位）
可达距离３００１ｍ，其高定位精度已经控制在３ｍ以内。使用者只要配备一台 Ｒ洲接收设备和ＤＣＰＳ接收设备就町利用ＲＢＮ台站发送的信息进行差分定位和 导航。 局域差分ＧＰＳ存在其自身的优越性．所以国内外研究人员就针对如何 提高差分精度研究方面’。直没有问隙。怎么样去处理影响芹分定位精度宅 问、时问相关件问题，一直足ＧＰＳ大量数据处理的难点，有待解决。 ３相位平滑伪置差分技术 因为载波相化技术测』｜｝精度远远高于比码相位的测景精度，载波辖周 模糊度对伪距观测景影响比较人，而获取载波整周模糊度的相关数据则较 为州难，冈此一般都采用载波多普勒频率汁数替代相笑的数据。载波多普 勒测量的精度非常高，它能够精确展求ｍ载波相位变化信息，能够允分这 个技术，可以很好的加强码伪距观测量的精确度，这种测晕辅助思想也叫 相位平滑伪距测晕。 ３．１载波多普勒平滑伪距 从以往的差分定位错误分析来看，差分定位所产生的错误大部分是由 于随机误差累加而导致，因此想要提高差分定位精度，就一定要尽量避免 定位中产生的随机误差。而相关的研究表明，随机误差产生的原因人部分 是由ｒ接收机噪声导致的，其中Ｃ／Ａ码的码元宽度决定随机误差的鼍级。 在ＧＰＳ导航的动态活动中，相关的卫星也足处于不断运动中，闪此存每个 时间点伪距值部不一样，无法实现同一点的重复测鼍，误差较大。因此如 果采用载波多普勒技术辅助测量，可以人幅度降ｔＥＣ／＾码在伪距测量中的 产，｝．的随机误差．加强数据精确度。 载波的积分多普勒观测鼍Ｎｄ是距离差的实际反映，而多普勒频移ｆｄ则 是距离变化率的实际反映：
差分GPS
GPS的误差和差分原理丁晓彬北京天拓基业科技发展有限公司单点绝对定位222()()()i i i i sv ue sv ue sv ue ue x x y y z z c t ρδ=-+-+-+四个未知数，需要至少四个方程。
原理是简单的几何。
输入准确的参数就应该得到准确的结果。
()() 1,2,3,4,...,,,,,.i i i i sv sv sv ue ue ue ue i i n i x y z i t x y z ρδ=：卫星的索引号，。
已知：：到第颗卫星的伪距；：第颗卫星的位置。
未知：：用户钟差；：用户的位置。
所有的误差都转换到伪距中.sv R c t T I E ρδε=-++++:=sv c t T I E δ===公差卫星钟差；大气对流层影响；大气电离层影响；卫星位置产生的误差。
R ρε：伪距的观测值；：伪距的准确值；：残差。
需要尽量去除公差，降低噪音。
输入准确的伪距，就应该得到准确的用户位置和时间。
对两个相近的用户大多数误差是相似的（高度相关或者时间上、空间上低频分布）,,;.A A sv A A A A AB B sv B B B B B R c t T I E R c t T I E ρδερδε=-++++=-++++,,A B ;;;.sv A sv B A B A B A B c t c t T T I I E E δδ≈≈≈≈当用户和用户距离相近且观测时间相近时：,,;.A A ue AB B ue B r c t r c t ρδρδ=+=+: : ue r c t δ用户到算出卫星的几何距离；用户钟差。
如果用户A 是一个参考站？用户A 准确的位置已知（先假设没有偏差）。
用户A 工作正常，授时可以精确到1微秒，即使没有任何修正。
那么卫星因为这授时1微秒的误差而产生的偏差也就毫米级。
这样就得到了高于“毫米级”的A 点到每颗卫星的的几何距离。
,,-6-7ˆˆˆ.A ˆ: ˆ: ˆ: 1010s A A ue A A A ue A r c t rc t ρδρδ=+如果是参考站，通过用户钟差和几何距离反演的伪距；高于毫米精度级的几何距离；导出的用户钟差（精度没有提高），上百米精度级（、）的用户钟差。
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受到干扰 ， 其相位观测值 中粗差 和固跳现象 时有发 生， 直接 影响 了定 位 精 度 。 现在 人 们 研 究 用 小 波 技
术 对观察 数据 进 行 预处 理 ， 以部 分 消 除 这 种 观 察 可
误差 ， 提高定位精度 ； Ｐ 信号的对流层延迟是影响 ＧＳ 高 精度 Ｇ Ｓ相 对 定 位 重 复性 的 重 要 因 素之 一 。对 Ｐ
流 层延迟 泛指 非 电 离 大 气对 电磁 波 的 折 射 ， 电离 非 大 气包括 对 流层 和平 流 层 ， 离地 面 约 ５ ｍ。干 分 ０Ｋ
２ 差 分 ＧＰ Ｓ伪 卫 星方 案 基 本 原 理
为了克服误差 ， 传统 的差分 Ｇ Ｓ Ｐ 技术通常首先
在用 户 区建 立 一 个 位 置 已 知 的 固 定 监 测 站 （ 准 基
维普资讯
第 ６卷 第 ２期
２０ ０ ６年 ６月
南 京 工 业 职 业 技 术 学 院 学 报
Ｊｕｎｌ ｆ ａｊ ｇＩｓｔｔ ｏ ｄ ｓ ｙＴ ｃ ｎｌｇ ｏ ｒａ ｏ ｎｉ ｎｔｕｅ ｆ ｎ ｕｔ ｅｈ ｏ ｙ Ｎ ｎ ｉ Ｉ ｒ ｏ
要： 随着科 学技术 的发展和 生产 实践 的需要 ，Ｐ Ｇ Ｓ技 术 应 用越 来越 广泛。但 由 于各 种 因素 的影 响， Ｐ Ｇ Ｓ定位存
在误差。这就限制 了 Ｇ Ｓ在精 密测量等领域的应用。差分 Ｇ Ｓ伪卫 星定位技 术能有效克服误 差 ， Ｐ Ｐ 大大提 高了定位
精度 。 关键词 ： 定位 误 差 ； 卫 星 ； 伪 差分 定位
误差 、 流层 延迟 误 差 、 对 多径效 应误 差及 人 为 星历 误
大地精密测量等领域其定位精度往往还不能满足要
求 。如 大范 围高精度 控 制 网 、 城市 控制 网 、 程控 制 工
网、 测图控制网等 ， 在观察环境恶劣时 ， 由于 Ｇ Ｓ Ｐ 信
差等 的方法之一 。伪卫星差分技术是一种典型的差 分解决方案。通过针对具体误差因素的修正 ， 再加
Ｖｏ． Ｎ ． １ ６， ｏ ２
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文章编号 ：６ １ ６ ４ ２０ ）２— ０ ４— ４ １７ —４４ （０ ６ ０ ０ ３ ０
一
种 差 分 ＧＰ Ｓ伪 卫 星 方 案
丁 龙 刚
（ 南京 工业职 业技 术 学院
摘
电 气与 自动化 系 ， 苏 南京 江
２０ １ ） １０ ６
站） 它实时接收 Ｇ Ｓ ， Ｐ 信号并计算 出测距误差 ， 把此 误差改正数提供给本地用户 ， 用户 即可用其改正 自
己测 得 的伪 距 ， 计 算 出 的位 置 精 度 更 高 。这 样 运 使 用 Ｇ Ｓ差分 定 位设 备 就 可 以使 在 监 测 站 控 制 范 围 Ｐ 内（ 常几 百 公 里 ） 通 的定 位 精 度 大 大 提 高 。除 了获 得较 好 的定 位 精 度 ， 一 方 面 ， 过 对 Ｇ Ｓ信 号 的 另 通 Ｐ 监测 改 正 ， 进 一步 提 高 了 Ｇ Ｓ定 位 的可 靠 性 。 同 也 Ｐ
国也采 用拓 普 康 等 品 牌 的 Ｇ Ｓ接 收 机 建 立 了公 众 Ｐ
信号强 ６ 。因此 ， ０Ｂ ｄ 这种功率上 的远近效应问题一 般是依靠设计独特伪卫星的信号结构来解决的。 伪卫星信号通 常采用 时分多路复用技术 （ Ｄ Ｔ—
收 稿 日期 ：０６—０ ２ ２０ ２— ８
时， 由于基准站在卫星测距信号无法校正时 ， 能立刻
通 知 用 户 ， 此 ， 进 了 系 统 的 完 整 性 。 目前 ， 、 因 改 美
１、 ３ 英等发达国家均建立 了所谓 “ 连续运行 Ｇ Ｓ Ｐ 参
考站” 系统 ， 向社 会提 供精 密星 历 、 快速 星历 、 预报 星
互联 网发布 ， 精度 高 达 ±１ ０ 但 这 只 能 在 １ 后 ０， ｍ， １天 获得 ， 因此 无 法 用 于 实 时 定 位 、 密 导航 、 象 应 用 精 气
等。而广播星历使得定位精度大大下降 ， 通常会在
１０ｍ左 右 。研究 利 用 精 密星 历 的 轨道 坐 标 来 预 测 ０ 广 播 星 历 误 差 是 很 有 价 值 的 一 种 减 小 误 差 的 方 法 。而本 文 讨论 的差 分定 位技 术是 有效 消 除时 钟
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作者简介 ： 丁龙刚（ ９ １一） 男 ， １６ ， 江苏镇江人 ， 南京工业职业技术学 院副教 授 ， 高级工程师。
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第 ６卷第 ２期
丁龙 刚： 种差分 Ｇ Ｓ伪 卫星方案 一 Ｐ
３ ５
历、 基站座标 、 地球 自转速度等 Ｇ Ｓ各种信息。我 Ｐ
量延迟最大误差若在天顶方 向可 达 ２ ３ｍ， ． 湿分量
延 迟 误 差 约为 ０ ０ ． １～０ ８ｍ。这 样 ， 于低 高 度 角 ． 对 卫星 ， 对流层 总延 迟最 高使 误差 达 ３ ０ｍ。对 流层 延 迟 误差 ， 现在 可 以从 卫 星 提 供 的 Ｋｏｕｈ 模 型提 供 ｌ ｃｒ ｂ 的 ８个 系数来 进行 修 正 （ 单频 接 收 机 直 接 利用 电离 层 延迟 参数来 改正 ， 双频 接 收机则 利用 Ｌ 、２Ｃ 、 Ｌ 、 Ｐ 计算 得 到 电离 层延 迟值 ）这就 是所 谓采 用 电波折 射 ， 模 型来 削弱对 定 位 精 度 的影 响ｕ ； 一个 误 差 是 人 另 为 误差 。我们 知 道 Ｇ Ｓ卫 星 星 历 可 分 为 精 密 星 历 Ｐ 和广播 星历 。精 密 星 历 由 国 际 Ｇ Ｓ服 务 中心 通 过 Ｐ
中图分类号 ：Ｍ９４ ４ Ｔ ３ ．
文献标识码 ： Ａ
１ Ｇ Ｓ定 位 误 差 因素 分 析 Ｐ
Ｇ Ｓ定 位误 差 主 要来 源 于卫 星 轨道 误 差 、 钟 Ｐ 时 误差、 大气 影 响 、 径 效 应 、Ａ影 响 等 。 目前 ， 然 多 ｓ 虽
美 国开 放 了 Ｓ Ａ政 策 ， 但还 是 有 条件 开 放 ， Ｐ Ｇ Ｓ用 于