lis2(5)物流信息系統(tǒng)中的gps技術(shù)-資料下載頁(yè)
2025-01-11 16:26本頁(yè)面
【正文】 的 。 然后利用時(shí)間間隔計(jì)數(shù)器來(lái)測(cè)量碼相位 。 碼相位技術(shù)只能用于低動(dòng)態(tài)測(cè)量 ， 因?yàn)镃A碼的頻率為 ， 對(duì)應(yīng)波長(zhǎng)為 293m， 高動(dòng)態(tài)用戶無(wú)法利用 。 GPS用戶設(shè)備 ? 載波相位技術(shù)和碼相位暗處都不需了解測(cè)距碼的結(jié)構(gòu) ，都無(wú)法獲得衛(wèi)星的導(dǎo)航電文和時(shí)間信息 ， 雖然它們的測(cè)量精度較高 ， 但只能用于靜態(tài)定位 ， 很少用于動(dòng)態(tài)導(dǎo)航 。 航空用導(dǎo)航型 GPS接收機(jī)都采用碼相關(guān)技術(shù) ， 但有時(shí)也可以附加碼相位技術(shù)支助 ， 以便提高精度 。 所以碼相關(guān)技術(shù)使用最為普遍 。 GPS用戶設(shè)備 差分 GPS系統(tǒng) ? 一 、 差分 GPS技術(shù)原理 ? 在飛機(jī)進(jìn)近著陸時(shí) ， 飛機(jī)的定位精度應(yīng)更高 ， 應(yīng)該不低于米級(jí)要求 ， 為此可以采用差分 GPS技術(shù) 。 ? 差分 GPS的技術(shù)原理為：在已知精密座標(biāo)位置的點(diǎn)上 ， 設(shè)置 GPS監(jiān)測(cè)設(shè)備 （ GPS基準(zhǔn)臺(tái) ） ， 用精度很高的靜態(tài)定位用的雙頻 GPS接收機(jī) ， 天線位置上排除多徑干擾的影響 ，連續(xù)實(shí)時(shí)地接收 GPS信號(hào) ， 求出誤差 ， 按規(guī)定時(shí)間間隔確定修正量值向用戶播發(fā) 。 用戶利用收到的信息 ， 使機(jī)載接收機(jī)解算中加以修正 ， 因此能夠輸出更為正確的位置數(shù)據(jù) 。 ? 利用差分 GPS（ 或稱 DGPS） 可以消除或減小例如星鐘誤差 、 星歷誤差 、 信號(hào)傳播延遲誤差等公共誤差 ， 因而提高了定位精度 。 但用戶接收機(jī)自身的噪聲誤差 ， 多徑干擾誤差只與自身設(shè)備有關(guān) ， 差分 GPS技術(shù)也不能消除 。 ? 差分 GPS應(yīng)用中的精度和用戶相對(duì)差分基準(zhǔn)臺(tái)的距離有關(guān) ， 離基準(zhǔn)臺(tái)越近 ， 則由于其公共誤差相同而精度高 ，離臺(tái)較遠(yuǎn)時(shí) ， 由于大氣傳播誤差上產(chǎn)生差異 ， 使精度降低 。 因而 ， 差分技術(shù)的應(yīng)用受到用戶與基準(zhǔn)臺(tái)之間距離的限制 。 所以差分 GPS技術(shù)一般適用于機(jī)場(chǎng)附近的進(jìn)近著陸 ， 并不適用于航路飛行 。 差分 GPS系統(tǒng) ? 二 、 差分 GPS的類型 ? 基于相同的工作原理不同的修正方式 ， 差分 GPS分為以下類型 ? 位置差分 ：基準(zhǔn)臺(tái)測(cè)出位置的三維數(shù)據(jù) （ 經(jīng)度 、 緯度 、 高度 ）和基準(zhǔn)臺(tái)天線的中心標(biāo)定精密位置的三維數(shù)據(jù)相比較 ， 得到經(jīng)度差 、 緯度差和高度差三個(gè)數(shù)據(jù)后 ， 向空中廣播 ， 飛機(jī)上收到后按此數(shù)據(jù)修正飛機(jī)位置即可 。 ? 此法優(yōu)點(diǎn)為用戶只需在自己測(cè)得位置數(shù)據(jù)上修正 ， 不必在通道接收機(jī)內(nèi)部修正 ， 但如果用戶接收機(jī)選用于定位的四顆衛(wèi)星和基準(zhǔn)臺(tái)所選用的四顆衛(wèi)星不同 ， 則顯然誤差各不同而導(dǎo)致不正確 。 當(dāng)飛機(jī)離基準(zhǔn)臺(tái)較遠(yuǎn)一些時(shí) ， 由于幾何位置不同 ， 選用衛(wèi)星組合會(huì)不同 ， 所以 此法只能適用于離基準(zhǔn)臺(tái)較近的情況 。 差分 GPS系統(tǒng) ? 偽距差分 ：基準(zhǔn)臺(tái)測(cè)出在其可視見范圍內(nèi) 所有 衛(wèi)星的偽距數(shù)據(jù)和該點(diǎn)到衛(wèi)星之間理論算出的偽距比較求出偽距誤差 ，將所有衛(wèi)星的偽距誤差 ， 稱為用戶差分距離誤差 （ UDRE）向用戶廣播 ， 飛機(jī)上的接收機(jī)收到后 ， 先對(duì)定位計(jì)算中所用衛(wèi)星的偽距進(jìn)行修正后 ， 再送去求定位解 ， 這樣可以使求出的定位解數(shù)據(jù)更為精確 。 ? 此法必須在用戶接收機(jī)內(nèi)部修正 ， 但不管接收機(jī)定位時(shí)選用任何衛(wèi)星組合均可 。 這是目前廣泛采用的方法 ， 不論海上或航空的差分應(yīng)用都用此法 ， 其精度仍然與用戶離基準(zhǔn)臺(tái)的距離有關(guān) 。 差分 GPS系統(tǒng) ? 載波相位差分 ：基準(zhǔn)臺(tái)和用戶接收機(jī)同時(shí)采用載波相位測(cè)量法分別測(cè)定對(duì)共視衛(wèi)星的載波相位距離，基準(zhǔn)臺(tái)將各衛(wèi)星的載波相位修正值發(fā)送給用戶，以便用戶改正其載波相位距離，然后求出精確的定位解。這種技術(shù)用于測(cè)地定位，又稱實(shí)時(shí)動(dòng)態(tài)測(cè)量（ RTK）技術(shù)。 差分 GPS系統(tǒng) 全球?qū)Ш叫l(wèi)星系統(tǒng) GNSS ? 一 、 概況 ? GPS是美國(guó)軍方控制和運(yùn)行系統(tǒng) ， 雖然已經(jīng)宣布其民用碼 （ CA碼 ） 向全球民間開放 ， 免費(fèi)提供使用 ，但是保留其對(duì)敵視使用的拒絕措施 ， 包括危機(jī)時(shí)刻采用向局部地區(qū)施加降精度 ， 亂碼或中斷信號(hào)等不可預(yù)測(cè)的措施 ， 對(duì)航空使用尚無(wú)安全保障 。在美國(guó)也不能作為單一導(dǎo)航手段使用 。 ? 國(guó)際民航組織 （ ICAO） 鼓勵(lì)航空界盡早采用衛(wèi)星導(dǎo)航 ，考慮到美國(guó)的 GPS尚未具有足夠的安全保障 ， 提出了一個(gè)使用多元化的全球?qū)Ш叫l(wèi)星系統(tǒng) （ GNSS） 概念 ， 根據(jù)定義： “ GNSS是一個(gè)全球性的位置和時(shí)間的測(cè)定系統(tǒng) ， 它包括一個(gè)或幾個(gè)衛(wèi)星星座 ， 機(jī)載接收機(jī)和系統(tǒng)完好性監(jiān)控 ， 這個(gè)系統(tǒng)完好性監(jiān)控是為了支持實(shí)際飛行階段中所需導(dǎo)航性能 （ RNP） 所必要的增強(qiáng) 。 ” 從而把 GNSS這個(gè)名詞固定下來(lái)并專門化 ， 成為被 ICAO采納作為全球民航用作航空器定位和導(dǎo)航的一個(gè)統(tǒng)一系統(tǒng)的總概念 。 全球?qū)Ш叫l(wèi)星系統(tǒng) GNSS ? 它蘊(yùn)含著如下意義： ? （ 1） GNSS將由多星座系統(tǒng)組成 ， 不能單純依靠單個(gè)或單國(guó)的某一現(xiàn)存系統(tǒng) （ 星座 ） ， 而 GPS和 GLONASS（ 以及今后的 Galileo系統(tǒng) ） 可以作為 GNSS的選用部件； ? （ 2）考慮到民航對(duì)安全飛行上的要求， GNSS必需有完好性監(jiān)控和增強(qiáng)技術(shù)。例如美國(guó)、加拿大準(zhǔn)備發(fā)展由靜地衛(wèi)星發(fā)布廣域完好性監(jiān)控信息和廣域差分信息，稱為廣域增強(qiáng)系統(tǒng)（ WAAS），日本也將發(fā)射靜地衛(wèi)星 —— 移動(dòng)運(yùn)輸衛(wèi)星（ MTSAT），同樣具有對(duì) GPS的廣域增強(qiáng)作用（ MSAS），歐洲利用 Inmarsat衛(wèi)星和Artremis衛(wèi)星實(shí)現(xiàn)歐洲靜地衛(wèi)星的 GPS重疊系統(tǒng)（ EGNOS）也是一種廣域增強(qiáng)系統(tǒng)。 全球?qū)Ш叫l(wèi)星系統(tǒng) GNSS ? 這些廣域增強(qiáng)系統(tǒng)必須在地面上按地域建立對(duì)GPS的完好性監(jiān)測(cè)臺(tái)網(wǎng) ， 監(jiān)測(cè)并生成完好性數(shù)據(jù) ， 用以上行注入衛(wèi)星后向用戶廣播 ， 這些臺(tái)網(wǎng)和靜地衛(wèi)星都是 GNSS的組成部件； ? （ 3） 機(jī)載接收機(jī) 必需備有接收機(jī)自治式完好性監(jiān)控 （ RAIM） 手段 ， 作為接收機(jī)適航批準(zhǔn)的必要條件； ? （ 4） 希望由民間補(bǔ)發(fā) 、 加發(fā)民用的導(dǎo)航衛(wèi)星 ，或 建立民用導(dǎo)航星座 ， 最終地形成一個(gè)民用 GNSS星座 ， 近期 歐洲 提出的 Galileo計(jì)劃 ， 能夠符合此要求 。 全球?qū)Ш叫l(wèi)星系統(tǒng) GNSS ? 二 、 GLONASS系統(tǒng) ? Glonass是前蘇聯(lián)于 1982年宣布發(fā)展并發(fā)射首顆試驗(yàn)衛(wèi)星建立起來(lái)的 ， 比美國(guó)的 GPS晚起動(dòng)晚 9年 ， 直至 1996年初達(dá)到了 24顆衛(wèi)星在軌的滿星座運(yùn)行 。其星座方案與 GPS相仿 ， 為 24顆中高度軌道 （ MEO） 衛(wèi)星 ， 采用 19100公里高度的三個(gè)等間隔軌道 ， 軌道傾角 176。 。 由于傾角較大 ， 對(duì)高緯度地區(qū)的信號(hào)覆蓋較好 。 每個(gè)軌道上平均分布 8顆衛(wèi)星 。 衛(wèi)星繞地球旋轉(zhuǎn)周期約11小時(shí) 15分鐘 。 ? 三 、 Galileo計(jì)劃 ? 歐洲聯(lián)盟委員會(huì)于 1999年公布其伽利略 （ Galileo） 計(jì)劃 ， 意欲 靠歐洲力量建立一個(gè)和 GPS相仿的 ， 可以和 GPS兼容 ， 但獨(dú)立自主的民用全球?qū)Ш叫l(wèi)星系統(tǒng) ， 希望在交通運(yùn)輸上擺脫一貫受美國(guó)的牽制 ， 這個(gè)計(jì)劃雖然難產(chǎn) ，曾兩次擱淺 ， 最近已于 2023年 3月決策上馬 。 ? 該計(jì)劃星座部署的初步方案與 GPS星座相仿 ， 由 30顆中高度軌道 （ MEO） 衛(wèi)星組成 ， 采用 23100公里高度上的三個(gè)等間隔軌道 ， 軌道傾角 56176。 ， 每個(gè)軌道上均勻分布 9顆工作衛(wèi)星 ， 另有一顆在軌備用衛(wèi)星 。 全球?qū)Ш叫l(wèi)星系統(tǒng) GNSS 演講完畢，謝謝觀看！
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