基于GPS25LP和GPSl5L的簡(jiǎn)易偽距差分系統設計與試驗

O 引言
GPS系統的精密定位服務(wù)(PPS)不對外開(kāi)放，普通用戶(hù)只能使用C／A碼的標準定位服務(wù)(SPS)，雖然美國政府已經(jīng)取消實(shí)施選擇可用性(SA)政策，采用C／A碼的GPS接收機定位精度可以達到25 m(95％置信度，二維水平平面誤差)，但仍然滿(mǎn)足不了某些系統的需要。差分GPS技術(shù)可以提高實(shí)時(shí)定位精度，得到米級，甚至亞米級的定位精度。國際海事無(wú)線(xiàn)電技術(shù)委員會(huì )(RTCM)于1983年為差分GPS業(yè)務(wù)設立了SC-104專(zhuān)委會(huì )，以論述用于提供差分GPS業(yè)務(wù)的各種方法，并制定數據格式標準。目前各GPS廠(chǎng)家生產(chǎn)的GPS接收機，除了編制自己的專(zhuān)用格式外，基本上都具有接收符合RTCM SC-104標準格式的差分數據接口，且接收機價(jià)格在GPS競爭激烈的今天已日趨合理。又由于目前能發(fā)送RTCM SC-104電文的差分GPS基準站都是國外廠(chǎng)家生產(chǎn)的，價(jià)格昂貴，高達幾萬(wàn)至十幾萬(wàn)元，而GPS-OEM(原始設備制造商)板的價(jià)格便宜，不足千元就能買(mǎi)到，使用起來(lái)也比較靈活，利用GPS-OEM板設計的DGPS基準站同樣可以達到較高的定位精度，所以具有很大的實(shí)用價(jià)值。

1 偽距差分GPS原理
偽距差分GPS具有精度高等諸多優(yōu)點(diǎn)，是目前用途最廣的一種差分GPS技術(shù)，RTCM SC-104標準和幾乎所有GPS接收機的差分定位均采用這種技術(shù)。在偽距差分GPS系統中，基準GPS接收機可精確地求出基準站的地心坐標，并收集全部衛星的星歷文件，計算出每一時(shí)刻所有可見(jiàn)，星的地心坐標，從而得到各個(gè)衛星到基準站的真實(shí)距離Rj，同時(shí)基準GPS接收機測量出全部可見(jiàn)衛星的偽距為：

式中：△tb為基準站接收機鐘差；為衛星星歷誤差和衛星鐘差；為電離層延遲；為對流層延遲；為多徑效應延遲；vb為接收機測量誤差。測量出的偽距包含各種誤差，與真距不同，此誤差就是偽距修正數：

從式(6)可以看出，修正后的偽距基本消除了衛星星歷誤差、衛星鐘誤差、電離層延遲和對流層延遲、移動(dòng)站接收機利用該修正后的偽距進(jìn)行定位解算，可以得到更精確的定位結果。
差分GPS基準站就是完成所有可視衛星差分修正數和修正數變化率的解算，并按照RTCM SC-104標準格式廣播給一定范圍內的用戶(hù)，使其得到更高的定位精度。