gps定位技術(shù)ppt課件(編輯修改稿)
2025-02-10 06:59 本頁面
【文章內(nèi)容簡介】 三、載波相位差分原理 在測距碼差分 GPS中，由于碼結(jié)構(gòu)及測量中隨機(jī)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(dá) 106108的定位精度。但是，求解整周未知數(shù)應(yīng)進(jìn)行 12h的靜止觀測。因此，限制了載波位測量的應(yīng)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(zhǔn)站上安置一臺 GPS接收機(jī)，對衛(wèi)星進(jìn)行連續(xù)觀測，并通過無線電設(shè)備實時地將觀測數(shù)據(jù)及測站坐標(biāo)信息傳送給用戶站；用戶站一方面通過接收機(jī)接收 GPS衛(wèi)星信號，同時通過無線電接收設(shè)備接收基準(zhǔn)站傳送信息，根據(jù)相對定位原理進(jìn)行數(shù)據(jù)處理，實時地以厘米級的精度給出用戶站三維坐標(biāo)。 單基準(zhǔn)站差分 GPS(SRDGPS) 單基準(zhǔn)站差分 GPS是根據(jù)一個基準(zhǔn)站所提供的差分改正信息對用戶站進(jìn)行改正的差分 GPS系統(tǒng)。該系統(tǒng)由 基準(zhǔn)站、無線電數(shù)據(jù)通迅鏈、用戶站三部分組成。 1）基準(zhǔn)站 在已知點 (基準(zhǔn)站 )上配備 GPS衛(wèi)星信號接收機(jī)，并應(yīng)具備計算差分改正和編碼功能的軟件。 2）無線電數(shù)據(jù)通風(fēng)鏈 編碼后的差分改正信息是通過無線電通訊設(shè)備傳送給用戶的，將這種無線電通訊設(shè)備稱為 數(shù)據(jù)通訊鏈 ，它由基準(zhǔn)站上的 信號調(diào)制器 、 無線電發(fā)射機(jī) 和 發(fā)射天線 以及 用戶站的差分信號接收機(jī) 和 信號解調(diào)器 組成。 3）用戶站 用戶站 GPS接收機(jī)，用戶站還應(yīng)有用于接收差分改正數(shù)的無數(shù)電接收機(jī)、信號解調(diào)器、計算軟件及相應(yīng)的接口設(shè)備等。 優(yōu)點 ：結(jié)構(gòu)和算法都較為簡單 局部區(qū)域差分 GPS系統(tǒng) (LADGPS) 在一個較大的區(qū)域布設(shè)多個基準(zhǔn)站，以構(gòu)成基準(zhǔn)站網(wǎng)，位于該區(qū)域中的用戶根據(jù)多個基準(zhǔn)站所提供的改正信息經(jīng)平差計算后求得用戶站定位改正數(shù)，稱局部區(qū)域差分 GPS系統(tǒng)。 改正量方法： (1)各基準(zhǔn)站以標(biāo)準(zhǔn)化的格式發(fā)射改正信息，而用戶接收機(jī)接收各基準(zhǔn)站的改正量，并取其加權(quán)（用戶站與基準(zhǔn)站的相對位置來確定）平均，作為用戶站的改正數(shù)。要求多倍的通信帶寬，效率較低。 (2)根據(jù)各基準(zhǔn)站的分布，預(yù)先在網(wǎng)中構(gòu)成以用戶站與基準(zhǔn)站的相對位置為函數(shù)的改正數(shù)的加權(quán)平均值模型，并將其統(tǒng)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(tǒng) (WADGPS) 針對單基準(zhǔn)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(jìn)行改正，以提高差分定位的精度和可靠性。 即在一個相當(dāng)大的區(qū)域中用相對較少的基準(zhǔn)站組成差分 GPS網(wǎng)，各基準(zhǔn)站將求得的距離改正數(shù)發(fā)送給數(shù)據(jù)處理中心，由數(shù)據(jù)處理中心統(tǒng)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(tǒng)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(dú)對每一種誤差源分別進(jìn)行“模型化”。 系統(tǒng)主要由主站、監(jiān)測站、數(shù)據(jù)通信鏈 和用戶設(shè)備組成 。 廣域差分 GPS系統(tǒng)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(xiàn)明顯的下降，即定位精度與用戶和基準(zhǔn)站 (監(jiān)測站 )之間的距離無關(guān)。 (2)在大區(qū)域內(nèi)建立廣域差分 GPS網(wǎng)比區(qū)域 GPS網(wǎng)需要的監(jiān)測站數(shù)量少，投資小。例如，在美國大陸的任意地方要達(dá)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(zhǔn)站，而使用廣域差分 GPS方式的監(jiān)測站個數(shù)將不超過 15個，其經(jīng)濟(jì)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(nèi)任意地區(qū)定位精度大致相當(dāng)，而且定位精度較區(qū)域差分 GPS系統(tǒng)高。 (4)廣域差分 GPS的覆蓋區(qū)域可以擴(kuò)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(tǒng)使用的硬件設(shè)備及通信工具昂貴，軟件技術(shù)復(fù)雜，運(yùn)行和維持費(fèi)用較區(qū)域差分 GPS高得多。 167。 GPS衛(wèi)星信號接收機(jī) GPS衛(wèi)星信號接收機(jī)是用來接收、記錄和處理 GPS衛(wèi)星信號的專門設(shè)備。 GPS衛(wèi)星信號接收機(jī)的工作原理、用途、接收機(jī)所接收衛(wèi)星信號頻率及接收信號通道數(shù)目也不盡相同。 一、 GPS衛(wèi)星信號接收機(jī)的分類 按工作原理分：碼相關(guān)型接收機(jī)；平方型接收機(jī)；混合型接收機(jī)。 按用途分：導(dǎo)般型、測量型和授時型接收機(jī)。 按載波頻率分：單頻接收機(jī)、雙頻接收機(jī)。 按通道數(shù)目分：多通道接收機(jī)、序貫通道接收機(jī)、多路復(fù)用通道接收機(jī)。 二、 GPS接收機(jī)的組成 GPS接上機(jī)主要由 GPS接收機(jī)天線單元， GPS接收機(jī)主機(jī)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(jī) 數(shù)控接口 電源 PC機(jī) 頻率 合成器 標(biāo)頻器 1～12信號波道 接收單元 天線單元 三、 GPS接收機(jī)工作原理 GPS信號接收機(jī)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(jīng)平方后，調(diào)制碼信號 (C/A碼、 P碼和數(shù)據(jù)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(jìn)行精密的載波相應(yīng)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(jié)構(gòu)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(shù)據(jù)碼，從而無法解譯出 GPS衛(wèi)星信號中的導(dǎo)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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