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GPS差分技术GPS差分原理编辑词条该词条缺少摘要图、基本信息栏、词条分类，补充相关内容帮助词条更加完善！立刻编辑>>单GPS系统提供的定位精度是优于25米，而为得到更高的定位精度，通常采用差分GPS技术：将一台GPS接收机安置在基准站上进行观测。
根据基准站已知精密坐标，计算出基准站到卫星的距离改正数，并由基准站实时将这一数据发送出去。
用户接收机在进行GPS观测的同时，也接收到基准站发出的改正数，并对其定位结果进行改正，从而提高定位精度。
目录1简介2详细内容3单站GPS的差分4局部区域系统5广域差分6载波相位1简介GPS提供两种定位服务，即精确定位服务(PPS)和标准定位服务(SPS)。
精确定位服务(PPS)将提供水平为17．8m(2dRMS)和垂直为27．7m(2口)的预测定位精度，三维中的每维为0．2m/s(2口)的速度精度，90ns的时间精度。
精确定位服务(PPS)采用P码调制双频发射和接收。
它仅提供于美国和其盟国的军事、联邦政府的用户及有限的获准的民用用户。
标准定位服务(SPS)采用C/A码调制、单频发射和接收。
它公开提供于民用、商用和其他用户。
尽管标准定位服务(SPS)可提供优于30m(2dRMS)的定位精度，但出于美国国家的利益，美国国防部人为地引人选择可用性(SA)使其水平定位精度降低至100m(2dRMS)，垂直定位精度为156m(2a)，时间精度为175ns。
由于精确定位服务(PPS)不公开提供，而标准定位服务(SPS)又人为地降低了定位精度，致使需要高精度定位的民用用户使用差分技术，提高标准定位服务(SPS)的定位精度，从而形成了差分全球定位系统，简称DGPS。
DGPS简单的工作原理：把已知的测定点作为差分基准点，在差分基准站安装基准GPS接收机，并用GPS接收机连续地接收GPS 信号，经处理，与基准站的已知位置进行比对，求解出实时差分修正值，以广播或数据链传输方式，将差分修正值传送至附近GPS用户，以修正其GPS定位解，提高其局部范围内用户的定位精度。
广义差分的实施步骤是什么引言广义差分是一种用于计算数值函数的导数的数值计算方法，广泛应用于科学、工程和计算领域。
本文将介绍广义差分的实施步骤，以帮助读者理解并掌握该方法。
步骤一：确定差分类型广义差分方法包括前向差分、后向差分和中心差分。
在实施广义差分之前，需要确定所要使用的差分类型。
前向差分适用于计算函数导数的第一个点，后向差分适用于计算函数导数的最后一个点，而中心差分则适用于计算函数导数的中间点。
步骤二：确定差分点数确定差分点数即确定差分算子的阶数。
差分点数越高，计算得到的导数精度越高，但计算复杂度也越大。
根据实际需求和计算资源的限制，选择适当的差分点数。
步骤三：定义差分算子定义差分算子是广义差分的核心步骤。
差分算子建立了差分点和函数值之间的关系。
根据差分类型和差分点数的选择，可以得到对应的差分算子公式。
步骤四：计算差分值根据定义的差分算子，在给定的函数点上计算差分值。
首先，选择合适的函数点集合，可以是均匀的网格点或根据具体问题确定的离散点。
然后，分别计算每个函数点上的差分值。
步骤五：计算导数根据计算得到的差分值，通过差分算子计算数值函数的导数。
根据差分类型的选择，分别对差分值进行相应的操作，得到函数在每个函数点上的导数值。
步骤六：结果分析与验证在完成差分计算之后，需要对结果进行分析和验证。
通过对比解析解或与其他数值方法的结果进行对比，评估广义差分的计算精度和准确性。
如果结果满足要求，则实施过程结束；如果结果不满足要求，则需要调整差分类型、差分点数或函数点集合，重新计算。
结论本文介绍了广义差分的实施步骤，包括确定差分类型、确定差分点数、定义差分算子、计算差分值、计算导数以及结果分析与验证。
掌握这些步骤，可以在实际问题中应用广义差分方法，计算数值函数的导数，并得到准确的计算结果。
同时，也需要不断的实践和经验积累，以提高对广义差分方法的理解和应用水平。
GPS测量原理及应用各章知识点总结桂林理工大学测绘08-1 JL（纯手打）第一章绪论1、GPS系统是以卫星为基础的无线电导航定位系统，具有全能性、全球性、全天候、连续性和实时性的导航、定位和定时的功能。
能为各个用户提供三维坐标和时间。
2、GPS卫星位置采用WGS-84大地坐标系3、GPS经历了方案论证、系统论证、生产试验三个阶段。
整个系统包括卫星星座、地面监控部分、用户接收机部分。
4、GPS基本参数为：卫星颗数为21+3，卫星轨道面个数为6，卫星高度为20200km，轨道倾角为55度，卫星运行周期为11小时58分，在地球表面任何时刻，在高度较为15度以上，平均可同时观测到6颗有效卫星，最多可以达到9颗。
5、应用双定位系统的优越性：能同时接收到GPS和GLONASS卫星信号的接收机，简称为双系统卫星接收机。
（1）增加接收卫星数。
这样有利于在山区和城市有障碍物遮挡的地区作业（2）提高效率。
观测卫星数增加，所以求解整周模糊度的时间缩短，从而减少野外作业时间，提高了生产效率。
（3）提高定位的可靠性和精度。
因观测的卫星数增加，用于定位计算的卫星数增加，卫星几何分布也更好，所以提高了定位的可靠性和精度。
6、在GPS信号导航的定位时，为了解算测站的三维坐标，必须观测4颗（以上）卫星，称为定位星座。
7、PRN----------卫星所采用的伪随机噪声码8、在导航定位测量中，一般采用PRN编号。
9、用于捕获信号和粗略定位的为随机码叫做C/A码（又叫S码），用于精密定位的精密测距码叫P码10、GPS系统中各组成部分的作用：卫星星座1、向广大用户发送导航定位信息。
2、接收注入站发送到卫星的导航电文和其他相关信息，并通过GPS信号电路，适时的发送给广大用户。
3、接收地面主控站通过注入站发送到卫星的调度命令，适时的改正运行偏差和启用备用时钟等。
地面监控系统地面监控系统包括1个主控站，3个注入站和5个监测站。
1、监测和控制卫星上的设备是否正常工作，以及卫星是否一直沿着预定轨道运行。
广域差分GPS广域差分GPS1.OmniSTAROmniSTAR 提供高精度的定位服务，同时为地面及空中的应用提供监测方案。
OmniSTAR 在全球约有100 多个参考站，9 颗卫星上行链路和2个全球性网络控制中心，它已经实现了无缝覆盖，可以在世界范围内提供一年365 天，每天24 小时的高可靠性的定位服务。
HP服务一般会受到参考站距离的限制，最大为1000千米。
根据网络上的资料，截止2007年，OmniSTAR在我国仅能实现东南部区域和渤海海域的HP 服务覆盖，如下图所示：图1-2 中国地区HP信号覆盖范围示意图2.StarFireStarFire™又称RTG（Real Time GIPSY）技术，它是世界上第一个可以提供单机实时厘米级定位精度的星基增强差分系统，是由美国航空航天局下属的喷气动力实验室（JPL）和美国NA VCOM公司合推出的商业级高精度GPS差分系统。
图2-1 StarFire卫星覆盖示意图StarFire™是一个发送全球DGPS改正数的系统，可以在世界任何地方提供精确定位，定位精度优于10cm。
DGPS改正数通过INMARSAT地球同步卫星进行广播，用户不需要本地参考站和后处理就可得到很高的精度。
更进一步说，在南北纬76º的海洋或陆地都可以得到同样高的定位精度，这是由于卫星已经覆盖了全球范围。
2.1系统组成星基增强系统包括地面参考站，数据处理中心，数据注入站，通信卫星，高精度接收机五部分，充分利用GPS卫星系统、L波段通讯卫星系统和Internet 技术。
图2-2 系统组成原理图1）地面参考站为了提供全球的高精度定位服务，建立了一套基于双频接收机的全球参考站网络，不断的接收来自GPS卫星的信号。
目前遍布全球的参考站已达80多个，并在中国黑龙江的佳木斯建立国内首个参考站。
2）数据处理中心全球有两个数据处理中心，参考站数据通过Internet网络传输到数据处理中心，处理中心生成差分改正数。
差分GPS和广域差分GPS
Alfred Leick;王瑞
【期刊名称】《海洋测绘》
【年(卷),期】1995(000)003
【摘要】使用GPS进行测量,可达到很高的精度,其主要原因是消除了同步观测站的空间相关误差。
最主要的误差是对流层、电离层延迟误差、卫星星历误差以及选择可用性引起的误差。
对于同步观测的接收机来说,误差的高相关性简单地表明,信号穿过的大气层基本相同,星历误差投影基本相同,等等。
双差分消除了这些相关误差。
对于伪距观测、载波相位及后处理或实时定位,的确如此。
可以认为,反映在基准站和运动站的误差相同。
【总页数】2页(P58-59)
【作者】Alfred Leick;王瑞
【作者单位】
【正文语种】中文
【中图分类】P228.4
【相关文献】
1.MASA广域差分下的GPS精度分析和应用 [J], 杨波
2.双频GPS广域差分在可控震源上的应用探讨 [J], 孙军和;王忠飞
3.基于北斗差分信息的GPS广域差分定位技术 [J], 姜萍;柯熙政
4.联合BDS/GPS的北斗广域差分实时电离层延迟格网改正方法研究 [J], 房成贺;陈俊平;兰孝奇;张磊
5.广域差分GPS（WADGPS）：未来的导航系统 [J],
ChangdonKee;R.W.Parkinson;赵军祥;张纪生
因版权原因，仅展示原文概要，查看原文内容请购买。
国际广域差分GPS网M.A.Abousalem;赫建忠【期刊名称】《测绘通报》【年(卷),期】1997()2【摘要】随着人们对精确性、可靠性和全国范围内低成本ＤＧＰＳ覆盖要求的提高，采用覆盖全球的ＤＧＰＳ系统（即广域差分ＧＰＳ或ＷＡＤＧＰＳ）是非常有意义的。
ＷＡＤＧＰＳ综合利用了广泛分布的许多参考站上的ＤＧＰＳ数据，在这些测站上，采用较多参考站的原因是基于系统的精确性和可靠性。
综合解算使各参考站上的误差源不含有空间相关性。
因此，如果一个或几个参考站不能正常工作，而其它的参考站仍能产生精确的ＤＧＰＳ改正值，从而保证用户能够获得连续的、精确而可靠的ＤＧＰＳ服务。
在美国，已经开发的ＡＣＣＱＰＯＩＮＴＷＡＤＧＰＳ系统通过调频副载波提供给用户覆盖全国的ＤＧＰＳ改正值。
此系统能够提供２０ｃｍ～１０ｍ的各等定位精度。
ＡＣＣＱＰＯＩＮＴＷＡＤＧＰＳ系统的初步测试结果表明：采用洲内１０个ＤＧＰＳ参考站的ＤＧＰＳ改正数，可达到１ｍ～５ｍ的精度。
其它国家也在开发类似的系统。
依照ＡＣＣＱＰＯＩＮＴ通信公司正在开发的通信调频调制解调器，能够与北美的ＭＢＳ、欧洲的ＲＤＳ和其它国家的通信标准兼容。
本文概述ＡＣＣＱＰＯＩＮＴＷＡＤＧＰＳ系统。
也包括一些从美国四个站采集到的ＧＰＳ数据得出的定位精度的测试结果，同时也列出在卡尔加里２４小时数据采集的综合监测?【总页数】5页(P35-39)【关键词】GPS网;广域差分;测绘;定位【作者】M.A.Abousalem;赫建忠【作者单位】【正文语种】中文【中图分类】P228【相关文献】1.远距离GPS差分和我国广域网建设方案设想 [J], 鲁国华;刘延利2.直连网广域网优化降低国际广域网链路的管理成本 [J], 申强3.基于北斗差分信息的GPS广域差分定位技术 [J], 姜萍;柯熙政4.差分GPS和广域差分GPS [J], Alfred Leick;王瑞5.远距离GPS差分和我国广域网建设方案设想 [J], 鲁国华;刘延利因版权原因，仅展示原文概要，查看原文内容请购买。
单点、伪距、广域、固定，这些都是啥玩意？
1、无解：接收不足4颗卫星，无法结算位置数据；
2、单点：无差分信号，仅依靠移动站自己接收到的卫星信号解算位置数据，精度大概10米；
3、伪距：实时动态码相位差分。
约为5米精度；
4、广域：收到卫星增强系统差分信号，精度约为1-5米；
5、浮动：约0.5米精度，动态载波相位差分，模糊度得到小数解；
6、固定：进行实时动态载波相位差分，模糊度得到整数解，精度约为1cm。
RTK测量就是实时动态测量，是一种差分GPS，基准站收集误差产生的原因，比如星历误差、大气延迟、卫星钟差等，基准站固定不定的，实时的载波相位解算位置数据与固定位置比较形成误差改正数，同一时间基准站把误差改正数（差分信号）通过数据链发送给移动站，移动站得到实时坐标。
各种品牌的叫法不一样，这是因为这些品牌之间谁也不服谁，都想搞一个标准，用户用习惯了这个叫法的标准以后再去用其他品牌的机器就不习惯了。
SBAS 即Space Based Augmentation System,是利用地球静止轨道卫星建立的地区性广域差分增强系统。
目前全球发展的SBAS系统有：欧空局接收卫星导航系统(EGNOS)，欧洲大陆美国雷声公司的广域增强系统(W AAS)，美洲大陆日本的多功能卫星增强系统（MSAS），亚洲大陆三者具有完全兼容的互操作性。
其特点是：1、通过地球静止卫星（GEO）发布包括GPS卫星星历误差改正、卫星钟差改正和电离层改的信息；2、通过GEO卫星发播GPS和GEO卫星完整的数据；3、GEO卫星的导航载荷发射GPS L1测距信号。
SBAS覆盖图WAAS 这个名词、全名为Wide Area Augmentation System，即广域增强系统。
WAAS是美国联邦航空局（FAA）及美国交通部为提升飞行精确度而发展出来的，因为目前单独使用GPS 并无法达到联邦航空局针对精确飞行导航所设定的要求。
WAAS 包含了约25个地面参考站台，位置散布于美国境内，负责监控GPS 卫星的资料。
其中两个分别位于美国东西岸的主站台搜集其它站台传来的资料，并据此计算出GPS 卫星的轨道偏移量、电子钟误差，以及由大气层及电离层所造成的讯息延迟时间，汇整后经由两颗位在赤道上空之同步卫星的其中之一传播出去。
此W AAS 讯号的发送频率与GPS 讯号的频率相同，因此任何具备WAAS 功能的GPS 机台都可接收此讯号，并藉此修正定位信息。
WAAS 可以校正由电离层干扰、时序控制不正确以及卫星轨道错误等因素所造成的GPS 讯号误差，也能提供各卫星是否正常运转之信息。
虽然W AAS 目前尚未正式通过美国航空局的飞行使用认证，但此系统已开放给一般民众使用，例如从事航海或其它休闲活动的人们。
W AAS提供校正GPS讯号的功能，让您得到更精确的定位。
到底能提升多少精确度呢？官方给出的数据是，可以平均提升最多五倍的精确度！目前无W AAS功能的普通GPS接收机的正常精确度是15米，而一台具备W AAS功能的GPS接收机能在95%的情况下提供您误差小于三公尺的精准定位，而且您不必为了使用WAAS功能而支付任何使用费。
美国的W AAS这么强，欧洲人也没有闲着，欧洲正在一步步的部署计划中的“欧洲全球导航卫星系统”即GNSS。
提到GNSS，就涉及到两个方面：一是美国的GPS体系；另一个就是俄罗斯的GLONASS体系。
导航卫星系统除美国的GPS卫星系统外，能与其比拟的就是俄罗斯的GLObal NAvigation Satellite System(全球导航卫星系统)，即GLONASS卫星系统，也是24颗卫星组成的系统，由于经费困难，缺乏维护和补充，目前可能有19颗可用，但随着俄罗斯经济的复苏和军事上的需要，将会得到完善和健全。
俄罗斯对GLONASS系统采用了军民合用、不加密的开放政策。
所以欧洲开发了同时对GPS和GLONASS广域星基增强系统。
它的原理与美国的W AAS类似，包括相应的地面设施和空间卫星，以提高GPS和GLONASS系统的精度、完好性和可用性。
欧洲GNSS的目标是分二步走,GNSS－1和GNSS －2，首先发展一个民间GNSS－1，其主要内容是对现有GPS和GLONASS的星基进行增强，即利用静止卫星，面向欧洲范围内的导航提供服务，即European Geostationary Navigation Overlay Service （欧洲静地星导航重叠服务），这就是我们上文提到的EGNOS。
然后再进一步建成GNSS－2，也就是通常说的"伽利略"计划，从区域性渐进地扩展成全球系统。
和W AAS一样，EGNOS通过利用静止卫星，达到了一个很高的定位精度，而且由于是开放式系统，使用EGNOS功能同样不用支付任何的使用费。
那这么好的功能，美国的，欧洲的，到了中国能用吗？目前，W AAS 卫星讯号的适用范围只有北美洲。
在其他地方并无任何地面参考站台，所以这些地区的GPS 使用者就算能接收到W AAS 讯号，也会因为讯号没经过适当的校正而无法提升其机台的精确度。
即使在美国，由于卫星位于赤道上空的缘故，若所在位置之南方地平线有树林或山脉阻挡，也会不容易收到W AAS 讯号。
而EGNOS 的地面设施和静止卫星也没有覆盖到亚、非、南美和远东等地区。
所以，中国国内还无法使用W AAS/EGNOS的精确定位服务。
虽然目前中国的 GPS 使用者暂时无法享受到 WAAS 带来的好处。
但目前已有许多国家正在发展类似的卫星校正系统，例如日本的 Multi-Functional Satellite Augmentation System （MSAS）系统。
基于多功能的卫星增强系统（MSAS）是由日本气象局和日本交通部组织实施的基于2颗多功能卫星（MTSAT）的GPS星基增强系统，类似于美国的广域差分增强系统（WAAS）。
该系统从1996年开始实施，主要目的是为日本飞行区的飞机提供全程通信和导航服务。
系统覆盖范围为日本所有飞行服务区，也可为亚太地区的机动用户播发气象数据信息。
•MTSAT卫星是一种地球静止同步卫星（GEOs），定点位置分别在东经140度和145度编号129 、137。
采用Ku波段和L波段两个频点。
其中，Ku波段频率主要用来播发高速的通信信息和气象数据。
L波段频率与GPS的L1频率相同，主要用于导航服务。
•MSAS于2007年9月完成了地面系统与2颗MTSAT卫星的集成、卫星覆盖区测试以及MTSAT 卫星位置的安全评估和操作评估测试（包括卫星信号功率测试、动静态定位测试和主控站备份切换测试等）。
测试结果表明，MSAS能够很好地提高日本偏远岛屿机场的导航服务性能，满足国际民航组织（ICAO）对非精密进近阶段（NPA）和I类垂直引导进近（APV-I）阶段的水平位置误差（HPE），垂直位置误差（VPE）以及相应的报警限值（HLA和VLA）的规定，具备了试运行能力。
MSAS覆盖图经实际测试，在西安以西信号就比较弱了。
在兰州也能收到。
在乌鲁木齐的空旷地方也能收到，时有时无，非常微弱。
在阿拉山口地区测试没有收到。
低纬度地区应该会好些！值得提示的是，在信号不稳定的地方，在收到差分信号，或信号失锁时，精度会有较大的波动。
SBAS 即Space Based Augmentation System,是利用地球静止轨道卫星建立的地区性广域差分增强系统。
目前全球发展的SBAS系统有：欧空局接收卫星导航系统(EGNOS)，欧洲大陆美国雷声公司的广域增强系统(WAAS)，美洲大陆日本的多功能卫星增强系统（MSAS），亚洲大陆三者具有完全兼容的互操作性。
其特点是：1、通过地球静止卫星（GEO）发布包括GPS卫星星历误差改正、卫星钟差改正和电离层改的信息；2、通过GEO卫星发播GPS和GEO卫星完整的数据；3、GEO卫星的导航载荷发射GPS L1测距信号。
SBAS覆盖图WAAS 这个名词、全名为Wide Area Augmentation System，即广域增强系统。
WAAS是美国联邦航空局（FAA）及美国交通部为提升飞行精确度而发展出来的，因为目前单独使用GPS 并无法达到联邦航空局针对精确飞行导航所设定的要求。
WAAS 包含了约25个地面参考站台，位置散布于美国境内，负责监控GPS 卫星的资料。
其中两个分别位于美国东西岸的主站台搜集其它站台传来的资料，并据此计算出GPS 卫星的轨道偏移量、电子钟误差，以及由大气层及电离层所造成的讯息延迟时间，汇整后经由两颗位在赤道上空之同步卫星的其中之一传播出去。
此WAAS 讯号的发送频率与GPS 讯号的频率相同，因此任何具备WAAS 功能的GPS 机台都可接收此讯号，并藉此修正定位信息。
WAAS 可以校正由电离层干扰、时序控制不正确以及卫星轨道错误等因素所造成的GPS 讯号误差，也能提供各卫星是否正常运转之信息。
虽然WAAS 目前尚未正式通过美国航空局的飞行使用认证，但此系统已开放给一般民众使用，例如从事航海或其它休闲活动的人们。
WAAS提供校正GPS讯号的功能，让您得到更精确的定位。
到底能提升多少精确度呢？官方给出的数据是，可以平均提升最多五倍的精确度！目前无WAAS功能的普通GPS接收机的正常精确度是15米，而一台具备WAAS功能的GPS接收机能在95%的情况下提供您误差小于三公尺的精准定位，而且您不必为了使用WAAS功能而支付任何使用费。
美国的WAAS这么强，欧洲人也没有闲着，欧洲正在一步步的部署计划中的“欧洲全球导航卫星系统”即GNSS。
提到GNSS，就涉及到两个方面：一是美国的GPS体系；另一个就是俄罗斯的GLONASS体系。
导航卫星系统除美国的GPS卫星系统外，能与其比拟的就是俄罗斯的GLObal NAvigation Satellite System(全球导航卫星系统)，即GLONASS卫星系统，也是24颗卫星组成的系统，由于经费困难，缺乏维护和补充，目前可能有19颗可用，但随着俄罗斯经济的复苏和军事上的需要，将会得到完善和健全。
俄罗斯对GLONASS系统采用了军民合用、不加密的开放政策。
所以欧洲开发了同时对GPS和GLONASS 广域星基增强系统。
它的原理与美国的WAAS类似，包括相应的地面设施和空间卫星，以提高GPS和GLONASS系统的精度、完好性和可用性。
欧洲GNSS 的目标是分二步走,GNSS－1和GNSS－2，首先发展一个民间GNSS－1，其主要内容是对现有GPS和GLONASS的星基进行增强，即利用静止卫星，面向欧洲范围内的导航提供服务，即European Geostationary Navigation Overlay Service （欧洲静地星导航重叠服务），这就是我们上文提到的EGNOS。
然后再进一步建成GNSS－2，也就是通常说的"伽利略"计划，从区域性渐进地扩展成全球系统。
和WAAS一样，EGNOS通过利用静止卫星，达到了一个很高的定位精度，而且由于是开放式系统，使用EGNOS功能同样不用支付任何的使用费。
那这么好的功能，美国的，欧洲的，到了中国能用吗？目前，WAAS 卫星讯号的适用范围只有北美洲。
在其他地方并无任何地面参考站台，所以这些地区的GPS 使用者就算能接收到WAAS 讯号，也会因为讯号没经过适当的校正而无法提升其机台的精确度。
即使在美国，由于卫星位于赤道上空的缘故，若所在位置之南方地平线有树林或山脉阻挡，也会不容易收到WAAS 讯号。
而EGNOS的地面设施和静止卫星也没有覆盖到亚、非、南美和远东等地区。
所以，中国国内还无法使用WAAS/EGNOS的精确定位服务。
虽然目前中国的GPS 使用者暂时无法享受到WAAS 带来的好处。
