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差分技术究竟为了消除哪些类型的误差?

添加时间:2018-09-12 15:56:29 来源:环球新时空信息技术研究院
  差分技术(DGPS,Differential GPS)就是在一个测站对两个目标的观测量、两个测站对一个目标的观测量或一个测站对一个目标的两次观测量之间进行求差。其目的在于消除公共项,包括公共误差和公共参数。在以前的无线电定位系统中已被广泛应用(见图3.1)。通常,差分GPS由1个位置已知的基准站和1个或者若干个位置需要修正的远端站(用户机)组成,同时有数据链(常常采用无线电方式)来实现改正量的传输。
 
  图3.1  差分GPS定位技术
 
  差分GPS是能明显改善GPS测量精度和完好性的一种技术。通常,差分技术要有置于已知所在位置的点上的“基准(参考)站接收机”,通过差分消除相应点上的相同的误差,从而提高GPS的测量精度。差分从地域上看包括单个基准站做成的局域差分和由基准站网组成的广域差分GPS。从差分所用的信号信息而言可为分码相位和载波相位。后者可以达到很高的精度。随着GPS技术的发展和完善,应用领域的进一步开拓,人们越来越重视利用差分GPS技术来改善定位性能。它使用一台GPS基准接收机和一台远端接收机,利用实时或事后处理技术,就可以使用户测量时消去公共的误差源-电离层和对流层效应。特别应该提出的是,当GPS工作卫星升空时,美国政府实施了SA(可用性选择)政策,使卫星的时钟和轨道参数增加了很大的误差,致使一些对定位精度要求稍高的用户得不到满足。因此,在相当长的一段时间内差分GPS技术显得非常重要。这种过程一直延续到2000年5月1日美国终止SA举措。
 
  在利用卫星导航设备实现定位过程中,存在着三部分误差。第一部分是对每一个用户接收机所公有的,例如,卫星钟误差、星历误差、电离层误差、对流层误差等;第二部分为不能由用户测量或由校正模型来计算的传播延迟误差;第三部分为各用户接收机所固有的误差,例如内部噪声、通道延迟、多径效应等。利用差分技术,第一部分误差完全可以消除,第二部分误差大部分可以消除,其主要取决于基准接收机和用户接收机的距离,第三部分误差则无法消除。
 
  除此以外,美国政府实施了SA政策,其结果使卫星钟差和星历误差显着增加,使原来的实时定位精度从15m降至100m。在这种情况下,利用差分技术能消除这一部分误差,更显示出差分GPS的优越性。
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