组合GPS／GLONASS系统及其应用分析
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宋
辉
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收 机 时 钟 有 两 种 误 差 ： ＧＰ 与 Ｓ系 统 的 时 钟 偏 差 和 与 ＧＬ ＯＮＡＳ 系 统 的 时 钟 偏 差 。 这 两 个 偏 Ｓ 差 ， 上 经 度 、 度 和 高 度 ， 有 ５个 未 知 数 ， 加 纬 共 至 少 需 ５颗 可 视 卫 星 。 如 果 天 线 高 度 已 知 的 话 ， 消去 一 个 未 知 数 ， 需 ４颗 卫 星 即 可 。 有 一 些 仅 组 合 接 收 机 （ ＡｓＴｅｈ公 司 的 ＧＧ ４接 收 机 ） 如 ｅ ｃ ２ 还 可 以 确 定 出 ＧＰ 系 统 的 时 间 和 ＧＬ Ｓ ＯＮＡＳ Ｓ 系统 的 时 问 的 偏 差 ， 又 消 击 一 个 未 知 数 ， 这 因
一
数 目会 降至 ４颗 、 ３颗或 更 少 一些 。
２ 基本 原 理
ＧＰ Ｓ和 ＧＬ ＯＮＡＳ 的 工 作 原 理 是 相 同 的 Ｓ （ 离 定 位 ） 如果 知 道到 几 个 已 知 点 的 距 离 ， 距 ： 就 可 以计 算 出 我 们 所在 的 位 置 。这 些 已 知 点 对 这 两 个 系 统来 说 是 卫 星 。 到 卫 星 的 距 离 可 以 通 过 测 量 卫 星 发 射 信 号 的传 播 时 间 乘 以 光 速 来 确 定。 ＧＰ 系 统 卫 星 的 时 钟 是 同 步 的 ， 样 Ｓ 同 ＧＬ ＯＮＡＳ Ｓ系 统 各 卫 星 间 时 钟 亦 保 持 同 步 ， 但 是 Ｇ Ｓ和 ＧＬ Ｐ ＯＮＡＳ Ｓ的 时 钟 不 同 步 。 因 此 ， 接
景 更 为广 泛 。 ｌ 研 制 背 景
经 纬 度 和 高 度 。 对 于 实 时 的 厘 米 级 精 度 ， 要 需
５颗 或 更 多 的 可 视 卫 星 ， 对 于 平 原 地 区 来 说 这 是 容 易 满 足 的 ， Ｓ卫 星 星 座 布 设 时 充 分 考 虑 ＧＰ 到了这一点 ， 可视 卫 星 在 ７颗 左 右 （ 度 在 ｌ 。 高 Ｏ 以 上 ） 但 是 在 山 区 或 障 碍 物 附 近 ， 用 卫 星 的 ， 可
航提 供 参考 。
关键 词 ： 收机 接 导航 Ｇ Ｓ ＧＬ ＡＳ Ｐ ＯＮ Ｓ
引 言
正 Ｓ 误 差 。 实 验 证 明 ， 分 校 正 可 使 位 置 精 Ａ 差
１９ ９ ３年 当 美 国 的 全 球 卫 星 定 位 系 统 （ Ｓ 全 部 组 网 投 人 使 用 时 ， 于它 能 够 提 供 ＧＰ ） 由 高 精 度 的三 维 位 置 、 维 速 度 和 时 间 信 息 ， 这 三 使 某 些 应 用 领 域 ， Ｓ存 在 一 定 的 局 限 性 ， 些 局 限 性 可 由 ＧＰ 这 俄 罗 斯 的 全 球 导 航 卫 星 系 统 （ ０ＮＡＳ ） 以 ＧＬ Ｓ加 弥 补 。组 台 ＧＰ ／ ＯＮＡ Ｓ接 收 机 应 用 ＧＰ Ｓ ＧＬ Ｓ Ｓ 和 ＧＬ ＯＮＡ Ｓ的 共 ４ Ｓ ８颗 卫 星 ， 供 了 比 其 中单 提
策 之 前 ， Ｓ用 户 要 么 降 低 精 度 ， 么 使 用 昂 ＧＰ 要
贵 的差 分 系 统 。 另 外 ， 有 一 个 卫 星 可 视 的 问 题 。 普 通 还 ＧＰ Ｓ接 收机 至 少 需 要 ４颗 卫 星 的 信 号 来 计 算
任 何 一 种 系 统 更 可靠 的 、 高 精 度 的 系统 ， 更 前
种 减 小 Ｓ 对 定 位 误 差 影 响 的 措 施 是 使 Ａ
用 复 杂 的 差 分 基 准 站 系 统 。这 种 基 准 站 在 许 多 国 家 已 经 设 置 ， 许 用 户 接 收 差 分 校 正 信 号 修 允
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组 合 Ｇ Ｓ ＧＬＯＮＡＫ Ｐ／ Ｓ系 统 及 其 应 用 分 析
然 使 用 价 格 较 昂 贵 的但 精 度 较 低 的 更 为 可 靠 的
导 航 方 法 ， ＧＰ 把 Ｓ作 为备 份 。 在 航 海 应 用 方 面 ， Ｏ 或 更 高 一 点 的 精 度 ｌｍ 通 常 是 需 要 的 。航 海 助 航 标 志 如 灯 塔 就 是 以 这 种 精 度 标 识 在 海 图 上 的 。但 是 由 于 ＤＯＤ 的 Ｓ Ａ 政策 ， 目前 接 收 机 还 是 不 能 提 供 如 此 高 的 精 度 。 Ｓ 不 仅 能 产 生定 位 误 差 ， 且 误 差 是 随 时 间 不 Ａ 而 断变 化 的 。
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天津 航 海
２０ ０ ２年 第 １期
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通信导航 ・
组 合 ＧＰ ／ ＯＮＡＳ Ｓ ＧＬ Ｓ系 统 及 其 应 用 分 析
海 军 大连 舰 艇 学 院航 海 系 宋 辉
摘 要 ： 文 对 Ｇ Ｓ Ｇ ＯＮＡ Ｓ 和 组 合 ＧＰ ／ ０ Ｓ 系 统 的 基 本 本 Ｐ 、 Ｌ Ｓ Ｓ ＧＬ ＮＡ Ｓ 原 理 、 号 结 构 厦 可 用 性 、 确 性 和 完 整 性 潜 力 进 行 了 分 析 ， 我 国 船 舶 导 信 精 为
美 国 国 防 部 （ ＯＤ） 经 作 出 决 定 ， 管 Ｄ 已 尽
ＧＰ Ｓ的精 度 为 空 中 导 航 已 经 足 够 ， 由 于 没 有 但
足 够 的 卫 星 提 供 ９ ９ 的 可 用 性 ， 不 能 作 ９９ ％ 还
为空 中基本 导 航 系统 。 因此 ， 目前 空 中 导 航 依
一
度 在 ｌ 以 内 但 是 能 够 接 收 差 分 校 正 信 号 的 ｍ
接 收 机 比 普 通 接 收 机 要 昂 贵 得 多 。 而 且 由 于 Ｓ 误 差 是 不 断 变 化 的 ， 分 校 正 信 号 必 须 迅 速 Ａ 差 不 间断 地发送 给用户 接 收 机来 保证 校 正精 度 。 即使 是 几 秒 钟 接 收 不 到 差 分 校 正 信 号 ， 会 使 也 误 差 迅 速 变 大 。 因 此 ， 美 ＤＯＤ 未 取 消 Ｓ 政 在 Ａ
