gps定位技術ppt課件(編輯修改稿)
2025-02-10 06:59 本頁面
【文章內容簡介】 三、載波相位差分原理 在測距碼差分 GPS中，由于碼結構及測量中隨機噪聲誤差的限制，難以滿足精密定位的要求。而載波相位測量的噪聲誤差大大小于測距碼測量噪聲誤差，在靜態(tài)相對定位中已可達 106108的定位精度。但是，求解整周未知數應進行 12h的靜止觀測。因此，限制了載波位測量的應用范圍。 載波相位差分 GPS定位與偽距差分 GPS定位原理相類似，其基本原理是：在基準站上安置一臺 GPS接收機，對衛(wèi)星進行連續(xù)觀測，并通過無線電設備實時地將觀測數據及測站坐標信息傳送給用戶站；用戶站一方面通過接收機接收 GPS衛(wèi)星信號，同時通過無線電接收設備接收基準站傳送信息，根據相對定位原理進行數據處理，實時地以厘米級的精度給出用戶站三維坐標。 單基準站差分 GPS(SRDGPS) 單基準站差分 GPS是根據一個基準站所提供的差分改正信息對用戶站進行改正的差分 GPS系統。該系統由 基準站、無線電數據通迅鏈、用戶站三部分組成。 1）基準站 在已知點 (基準站 )上配備 GPS衛(wèi)星信號接收機，并應具備計算差分改正和編碼功能的軟件。 2）無線電數據通風鏈 編碼后的差分改正信息是通過無線電通訊設備傳送給用戶的，將這種無線電通訊設備稱為 數據通訊鏈 ，它由基準站上的 信號調制器 、 無線電發(fā)射機 和 發(fā)射天線 以及 用戶站的差分信號接收機 和 信號解調器 組成。 3）用戶站 用戶站 GPS接收機，用戶站還應有用于接收差分改正數的無數電接收機、信號解調器、計算軟件及相應的接口設備等。 優(yōu)點 ：結構和算法都較為簡單 局部區(qū)域差分 GPS系統 (LADGPS) 在一個較大的區(qū)域布設多個基準站，以構成基準站網，位于該區(qū)域中的用戶根據多個基準站所提供的改正信息經平差計算后求得用戶站定位改正數，稱局部區(qū)域差分 GPS系統。 改正量方法： (1)各基準站以標準化的格式發(fā)射改正信息，而用戶接收機接收各基準站的改正量，并取其加權（用戶站與基準站的相對位置來確定）平均，作為用戶站的改正數。要求多倍的通信帶寬，效率較低。 (2)根據各基準站的分布，預先在網中構成以用戶站與基準站的相對位置為函數的改正數的加權平均值模型，并將其統一發(fā)送給用戶。這種方式不需要增加通信帶寬，是一種較為有效的方法。 優(yōu)點 ：可靠性和精度均有所提高， 廣域差分 GPS系統 (WADGPS) 針對單基準差分和區(qū)域差分 GPS所存在的問題，將觀測誤差按誤差的不同來源劃分成星歷誤差、衛(wèi)星鐘差及大氣折射誤差來進行改正，以提高差分定位的精度和可靠性。 即在一個相當大的區(qū)域中用相對較少的基準站組成差分 GPS網，各基準站將求得的距離改正數發(fā)送給數據處理中心，由數據處理中心統一處理，將各種 GPS觀測誤差源加以區(qū)分，然后再傳送給用戶的差分方法。 廣域差分 GPS系統主要對星歷誤差 、大氣延時誤差 、衛(wèi)星鐘差誤差 的誤差源加以分離，并單獨對每一種誤差源分別進行“模型化”。 系統主要由主站、監(jiān)測站、數據通信鏈 和用戶設備組成 。 廣域差分 GPS系統特點 (1)主站、監(jiān)測站與用戶站的站間距離從 100km增加到 200km，定位精度不會出現明顯的下降，即定位精度與用戶和基準站 (監(jiān)測站 )之間的距離無關。 (2)在大區(qū)域內建立廣域差分 GPS網比區(qū)域 GPS網需要的監(jiān)測站數量少，投資小。例如，在美國大陸的任意地方要達到 5米的差分定位精度，使用區(qū)域差分 GPS方式需要建立 500個基準站，而使用廣域差分 GPS方式的監(jiān)測站個數將不超過 15個，其經濟效益可見一斑。 (3)廣域差分 GPS具有較均勻的精度分布，在其覆蓋范圍內任意地區(qū)定位精度大致相當，而且定位精度較區(qū)域差分 GPS系統高。 (4)廣域差分 GPS的覆蓋區(qū)域可以擴展到區(qū)域差分 GPS不易作用的地域，如海洋、沙漠、森林等。 (5)廣域差分 GPS系統使用的硬件設備及通信工具昂貴，軟件技術復雜，運行和維持費用較區(qū)域差分 GPS高得多。 167。 GPS衛(wèi)星信號接收機 GPS衛(wèi)星信號接收機是用來接收、記錄和處理 GPS衛(wèi)星信號的專門設備。 GPS衛(wèi)星信號接收機的工作原理、用途、接收機所接收衛(wèi)星信號頻率及接收信號通道數目也不盡相同。 一、 GPS衛(wèi)星信號接收機的分類 按工作原理分：碼相關型接收機；平方型接收機；混合型接收機。 按用途分：導般型、測量型和授時型接收機。 按載波頻率分：單頻接收機、雙頻接收機。 按通道數目分：多通道接收機、序貫通道接收機、多路復用通道接收機。 二、 GPS接收機的組成 GPS接上機主要由 GPS接收機天線單元， GPS接收機主機單元和電源三部組成。 前置放大器 頻率變換器 存儲器 顯控器 微處理機 數控接口 電源 PC機 頻率 合成器 標頻器 1～12信號波道 接收單元 天線單元 三、 GPS接收機工作原理 GPS信號接收機的接收單元主要由信號通道單元，存儲單元，計算和顯示控制單元，電源等四個部分組成。 （ 1）、平方型通道 接收到的衛(wèi)星信號經平方后，調制碼信號 (C/A碼、 P碼和數據碼 )完全被消除，而得到頻率為原載波頻率 2倍的純載波信 (稱為重建載波 )，利用該信號便可進行精密的載波相應測量。平方型通道的優(yōu)點是，無需掌握測距碼 (C/A碼、 P碼 )的結構便能獲得載波信號。但是平方型通道也完全消除了信號的測距碼和數據碼，從而無法解譯出 GPS衛(wèi)星信號中的導航電文。 （ 2）、碼相位型通道 其所得到的信號不是重建載波，而是一種所謂的碼率正弦波，它是由從 A點輸入的接收碼 (C/A
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