差分GPS定位技術(shù)及發(fā)展

差分技術(shù)很早就被人們所應(yīng)用。它實(shí)際上是在一個(gè)測(cè)站對(duì)兩個(gè)目標(biāo)的觀測(cè)量、兩個(gè)測(cè)站對(duì)一個(gè)目標(biāo)的觀測(cè)量或一個(gè)測(cè)站對(duì)一個(gè)目標(biāo)的兩次觀測(cè)量之間進(jìn)行求差。其目的在于消除公共項(xiàng)，包括公共誤差 和公共參數(shù)。在以前的無(wú)線電定位系統(tǒng)中已被廣泛地應(yīng)用。

GPS是一種高精度衛(wèi)星定位導(dǎo)航系統(tǒng)。在實(shí)驗(yàn)期間，它能給出高精度的定位結(jié)果。這時(shí)盡管有人提出利用差分技術(shù)來(lái)進(jìn)一步提高定位精度，但由于用戶要求還不迫切，所以這一技術(shù)發(fā)展較慢。隨著 GPS技術(shù)的發(fā)展和完善，應(yīng)用領(lǐng)域的進(jìn)一步開(kāi)拓，人們?cè)絹?lái)越重視利用差分GPS技術(shù)來(lái)改善定位性能。它使用一臺(tái) GPS基準(zhǔn)接收機(jī)和一臺(tái)用戶接收機(jī)，利用實(shí)時(shí)或事后處理技術(shù)，就可以使用戶測(cè)量時(shí)消去公共的誤差源 —電離層和對(duì)流層效應(yīng)。特別提出的是，當(dāng)GPS工作衛(wèi)星升空時(shí)，美國(guó)政府實(shí)行了SA政策。使衛(wèi)星的軌道參數(shù)增加了很大的誤差，致使一些對(duì)定位精度要求稍高的用戶得不到滿足。因此，現(xiàn)在發(fā)展差分GPS技術(shù)就顯得越來(lái)越重要。

GPS定位是利用一組衛(wèi)星的偽距、星歷、衛(wèi)星發(fā)射時(shí)間等觀測(cè)量來(lái)實(shí)現(xiàn)的，同時(shí)還必須知道用戶鐘差。因此，要獲得地面點(diǎn)的三維坐標(biāo)，必須對(duì)4顆衛(wèi)星進(jìn)行測(cè)量。

在這一定位過(guò)程中，存在著三部分誤差。一部分是對(duì)每一個(gè)用戶接收機(jī)所公有的，例如，衛(wèi)星鐘誤差、星歷誤差、電離層誤差、對(duì)流層誤差等；第二部分為不能由用戶測(cè)量或由校正模型來(lái)計(jì)算的傳播延遲誤差；第三部分為各用戶接收機(jī)所固有的誤差，例如內(nèi)部噪聲、通道延遲、多徑效應(yīng)等。利用差分技術(shù)，第一部分誤差完全可以消除，第二部分誤差大部分可以消除，其主要取決于基準(zhǔn)接收機(jī)和用戶接收機(jī)的距離，第三部分誤差則無(wú)法消除。

除此以外，美國(guó)政府實(shí)施了SA政策，其結(jié)果使衛(wèi)星鐘差和星歷誤差顯著增加，使原來(lái)的實(shí)時(shí)定位精度從15m降至100m。在這種情況下，利用差分技術(shù)能消除這一部分誤差，更顯示出差分GPS的優(yōu)越性。