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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。
《GPS原理及其应用》习题集第一章思考题［1］名词解释：天球；赤经；赤纬；黄道；春分点；岁差；章动；极移；世界时；原子时；协调世界时；儒略日。
［2］简述卫星大地测量的发展历史，并指出其各个发展阶段的特点。
［3］试说明GPS全球定位系统的组成。
［4］为什么说GPS卫星定位测量技术问世是测绘技术发展史上的一场革命?［5］简述GPS、GLONASS与NA VSAT三种卫星导航定位系统工作卫星星座的主要参数。
［6］简述(历元)平天球坐标系、(观测)平天球坐标系以及瞬时极(真)天球坐标系之间的差别。
［7］怎样进行岁差旋转与章动旋转?它们有什么作用?［8］为什么要进行极移旋转?怎样进行极移旋转?［9］简述协议地球坐标系的定义。
［10］试写出由大地坐标到地心空间直角坐标的变换过程。
［11］综述由(历元)平天球坐标系到协议地球坐标系的变换过程。
［12］简述恒星时、真太阳时与平太阳时的定义。
［13］什么是GPS定位测量采用的时间系统?它与协调世界时UTC有什么区别?［14］试述描述GPS卫星正常轨道运动的开普勒三大定律。
［15］试画图并用文字说明开普勒轨道6参数。
［16］简述地球人造卫星轨道运动所受到的各种摄动力。
［17］地球引力场摄动力对卫星的轨道运动有什么影响?［18］日、月引力对卫星的轨道运动有什么影响?［19］简述太阳光压产生的摄动力加速度，并说明它对卫星轨道运动有何影响?［20］综述考虑摄动力影响的GPS卫星轨道参数。
［21］试写出计算GPS卫星瞬时位置的步骤。
第二章思考题［1］名词解释：码；码元(比特)；数码率；自相关系数；信号调制；信号解调；SA技术。
［2］试说明什么是随机噪声码?什么是伪随机噪声码?［3］C/A码和P码是怎样产生的?［4］试述C/A码和P码的特点。
［5］试述伪随机噪声码测距原理。
［6］试述导航电文的组成格式。
［7］名词解释：遥测字；交接字；数据龄期；时延差改正；传输参数。
［8］简述导航电文数据块Ⅱ的主要内容。
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（WADGPS）：未来的导航系统ChangdonKee;R.W.Parkinson;赵军祥;张纪生
【期刊名称】《飞行器测控技术》
【年(卷),期】1996()3
【摘要】一般差分GPS（DGPS）在距基准站100公里的范围内，定位精度通常为1-3m，广域差分GPS（WADGPS）在更广阔的区域内可以获得和DGPS一样的精度，但是可以减少基准站的数量并且大大提高系统的稳妥性。
利用WADGPS 的试验结果表明，使用6个监视站，最短基线长1632公里的情况下，龄期为10-20s的双频用户，定位精度可达到1.5-4m。
【总页数】15页(P46-60)
【关键词】导航系统;广域差分GPS;导航精度;结构;算法;定位精度;数据检验
【作者】ChangdonKee;R.W.Parkinson;赵军祥;张纪生
【作者单位】
【正文语种】中文
【中图分类】TN967.1
【相关文献】
1.广域差分GPS(WADGPS):未来的导航系统 [J], ChangdonKee;R.W.Parkinson;赵军祥;张纪生
2.广域差分GPS（WADGPS）及其模拟试验 [J], 吴文海
3.综合伪距相位观测的北斗导航系统广域差分模型 [J], 陈俊平;杨赛男;周建华;曹
月玲;张益泽;巩秀强;王君刚
4.基于北斗差分信息的GPS广域差分定位技术 [J], 姜萍;柯熙政
5.差分GPS和广域差分GPS [J], Alfred Leick;王瑞
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GPS测量原理及其应用第一章绪论一：全球导航卫星系统GNSS美国的GPS系统，俄罗斯的GLONASS系统，欧盟的伽利略（GALILEO）系统和中国的北斗二号卫星导航定位系统。
二：GPS系统组成合各部分的作用包括三大部分：空间部分——GPS卫星星座；地面控制部分——地面监控系统；用户设备部分——GPS信号接收机。
GPS工作卫星及其星座的作用：1)提供星历和时间信息2)发射伪距和载表信息，提供其他辅助信息地面监控系统的作用：1)监测卫星是否正常工作2)跟踪计算卫星的轨道参数并发送给卫星3)保持各颗卫星时间同步GPS接收机的作用：接受GPS卫星发射的无线电信号，获得必要的信息并经数据处理完成定位工作。
三：GPS系统的特点定位精度高；观测时间段；测站间无需通视；可提供三维坐标；操作简便；全天候作业；功能多、应用广第二章坐标系统和时间系统各时间系统的应用1)恒星时：以春分点为参考点，由春分点的周日视运动所定义的时间系统为恒星时系统。
恒星时在天文学中有着广泛的应用。
2）平太阳时MT：以平太阳为参考点，由平太阳的周日视运动所定义的时间系统为平太阳时系统，平太阳时与日常生活中使用的时间系统是一致的。
3）世界时UT：以平子夜为零时起算的格林尼治平太阳时定义为世界时UT，用于天球坐标系与地球坐标系之间的转换计算。
4）原子时：这一时间尺度被广泛用于动力学作为时间单位。
5）协调世界时：既保持时间尺度的均匀性，又能近似地反映地球自转的变化。
第三章卫星运动基础及GPS卫星星历一：人造卫星所受的作用力有地球对卫星的引力，太阳、月亮对卫星的引力，大气阻力，太阳光压，地球潮汐力等。
二体问题是忽略所有的摄动力，仅考虑地球质心引力研究卫星相对于地球的运动，在天体力学中，称之为二体运动。
二：GPS卫星星历分为预报星历和后处理星历。
三：GPS卫星广播星历预报参数(p40)第四章GPS卫星的导航电文和卫星信号一：GPS卫星的导航电文（简称卫星电文）是用户用来定位和导航的数据基础。
绪论1空间定位技术的优点➢测站间不需要相互通视➢数学模型简单且能同时确定点的三维坐标➢易于实现全天候观测➢能达到大地测量所需要的精度水平，在长距离上仍能获得高精度的定位结果➢观测时间比较短➢操作简单,功能多，应用广➢经济效益显著2 GPS定位系统的组成及作用➢空间部分GPS卫星：提供星历和时间信息，发射伪距和载表信号，提供其它辅助信息➢地面监控部分地面监控系统：中心控制系统、实现时间同步、跟踪卫星进行定轨➢用户部分GPS接收机:接收并测卫星信号、记录处理数据、提供导航定位信息三、时间与坐标春分点：当太阳在黄道上从天球南半球向北半球运行时，黄道与天球赤道的交点真近点角：在轨道平面上卫星与近地点之间的地心角距．升交点赤经:在地球平面上，升交点与春分点之间的地心夹角．近地点角距：在轨道平面上近地点与升交点之间的地心角距．天球:指以地球质心为中心,半径r为任意长度的一个假想球体。
为建立球面坐标系统，必须确定球面上的一些参考点、线、面和圈.岁差：指由于日月行星引力共同作用的结果，使地球自转轴在空间的方向发生周期性变化。
章动:北天极除了均匀地每年西行以外，还要绕着平北天极做周期性的运动.轨迹为一椭圆.极移：地球自转轴相对于地球体的位置不是固定的,地极点在地球表面上的位置随时间而变化的现象称为极移历元:在天文学和卫星定位中,与所获取数据对应的时刻也称历元。
符合下列要求的周期运动现象可用作确定时间的基准：•运动是连续的、周期性的.•运动的周期应具有充分的稳定性.•运动的周期必须具有复现性,即在任何地方和时间，都可通过观察和实验，复现这种周期性运动。
第四章卫星运动的基础知识及GPS卫星的坐标计算轨道：卫星在空间运行的轨迹轨道参数：描述卫星轨道位置和状态的参数卫星星历：描述卫星运动轨道的信息，是一组对应某一时刻的轨道根数及其变率预报星历：是通过卫星发射的含有轨道信息的导航电文传递给用户,经解码获得所需的卫星星历，也称广播星历后处理星历：是一些国家的某些部门根据各自建立的跟踪站所获得的精密观测资料，应用与确定预报星历相似的方法，计算的卫星星历。
◆GPS的概念:GPS是NAVSTAR/GPS的简称，全名应为Navigation System Timing and Ranging/Global Positioning System，即“授时与测距导航系统/全球定位系统”。
*GPS是以卫星为基础的无线电导航定位系统。
采用空间的后方交会法，既距离交会法第一章绪论◆美国政府的GPS政策 SPS PPS SA AS标准定位服务SPS：包括定位服务和定时服务,这一服务是全天候,全球性的。
对一切用户开放，不直接向用户收费。
精密定位服务PPS：由国防部DOD控制，连续在全球范围内提供定位定时和测速服务，服务对象限于美军以及国防部DOD有专门协定的盟军。
未经批准的民用部门不得使用。
SA政策（1）在卫星的广播星历中人为地加入误差，以降低卫星星历的精度，即ε技术。
（降低已知点的坐标精度）2）有意识地使卫星钟频产生一种快速的抖动。
产生的效果相当于降低了钟的稳定度，从而影响导航定位精度，这就是δ技术。
AS政策AS政策是美国国防部为防止敌对方对GPS卫星信号进行电子欺骗和电子干扰而采取的一种措施。
具体做法是在P码上加上严格保密的W码，使其模二相加产生完全保密的Y码。
（1994年1月31日起实施）。
是一种防卫性的措施。
一般采用Z跟踪技术就仍然能利用P码进行测距。
◆子午卫星系统及其局限性：由6颗卫星组成，卫星轨道高度为1075km，轨道倾角约900，周期为107min。
精度：绝对定位1m，相对定位0.1~0.5m，定位原理:多普勒定位技术。
优点：全天候；全球覆盖；自动定位；定位精度较高。
缺点：（1）卫星数少（6颗），不能实现连续实时导航定位；卫星运行高度低，难以实现精密定位；（3）观测时间长。
◆GLONASS全球导航卫星系统前苏联——俄罗斯。
采用距离交会法。
由24颗卫星组成（21颗工作，3颗在轨备用）；分布在三个轨道倾角为64.8°的轨道平面上。
每个轨道上8颗卫星。
广域差分GPS 定位算法在通用DSP 系统上的实现摘 要:在对广域差分GPS 定位算法精度分析的基础上,建立了通用GPS 系统运算平台,构造了浮点类型, 并提出了DSP 运行环境中的高精度函数算法,完成了对广域差分GPS 定位算法的优化,编制了基于通用 DSP 系统的广域差分GP S 定位算法软件,成功研制了广域差分用户接收机系统。
关键词:广域差分;DSP ; GPS ;双精度浮点类型广域差分GPS(wide area DGPS ,W ADGPS)系统向用户提供了主要误差源的差分改正值,顾及了误差源对不同测站观测值影响的区别,克服了常规区域差分技术( local area differential GPS ,LADGPS) 对时空的依赖性,具有精度高、作用范围大等优点。
WADGPS 技术的推广和普及与广域差分接收机用户单元的研制是密切相关的。
由于WADGPS 系统提供的改正参数是卫星轨道、卫星钟差、区域格网电离层模型等改正信息,完全不同于标准的RTCM-SC-104 差分协议,普通的GPS 接收机不能支持,因此,必须研制专用的W ADGPS 定位计算的软硬件模块。
本文就某型广域差分接收机的研制,对建立通用DSP 系统、高精度数字类型、高精度基础函数、定位算法优化等几个关键技术问题进行了分析。
1 通用型DSP 系统模型通用DSP 系统是由核心微处理器、I/ O 扩展系统、内存等几部分组成,各部分通过地址总线、数据总线连接成一体,典型的通用DSP 系统结构见文献[2 ] 。
与专用DSP 系统相比,通用DSP 系统的优点在于其低廉的投入成本、完善的开发环境以及较强的通用性和扩展能力;缺点主要是需要根据算法特点进行大量的优化和构建基础函数。
本文建立的通TMS320C32 芯片[3 ] 作为WADGPS 用户接收机的主CPU 。
该型号支持32 位浮点操作、价格低、运算速度快,并有完备的开发环境支持。
DSP 系统外扩了2 个异步通信串口、128 Kx32 位SRAM 、512 K 位E 2 PROM 。
第一章绪论1. GPS系统包括三大部分：空间部分——GPS卫星星座，地面控制部分——地面监控系统，用户设备部分——GPS信号接收机。
2 .GPS卫星星座部分：由21颗工作卫星和3颗在轨备用卫星组成GPS卫星星座，记作（21+3）GPS星座。
24颗在轨卫星均匀分布在6个轨道平面内，轨道倾角为55°，各个轨道平面之间相距60°。
在地球表面上任何地点任何时刻，在高度角15°以上，平均可同时观测到6颗卫星，最多可达9颗卫星。
3. GPS卫星的作用：第一，用L波段的两个无线载波向广大用户连续不断地发送导航定位信号。
第二，在卫星飞越注入站上空时，接收由地面注入站用S波段发送到卫星的导航电文和其他有关信息，并通过GPS信号电路，适时地发送给广大用户。
第三，接收地面主控站通过注入站发送到卫星的调度命令，适时地改正运行偏差或启用备用时钟等。
4. 地面监控系统：1个主控站（美国科罗拉多）3个注入站（阿森松岛,迪哥加西亚岛，卡瓦加兰）5个监控站（1+3+夏威夷）5. GPS信号接收机的任务是：能够捕获到按一定卫星高度截止角所选择的待测卫星的信号，并跟踪这些卫星的运行，对所接收到的GPS信号进行变换、放大和处理，以便测量出GPS信号从卫星到接收机天线的传播时间，解译出GPS卫星所发送的导航电文，实时地计算出测站的三维位置，甚至三维速度和时间。
6. GPS系统的特点：定位精度高，观测时间短，测站间无需通视，可提供三维坐标，操作简便，全天候作业，功能多，应用广。
7. GPS系统的应用前景:①用于建立高精度的国家性大地测量控制网，测定全球性的地球动态参数②用于建立陆地海洋大地测量基准，进行高精度的海岛陆地联测以及海洋测绘③用于监测地球板块运动状态和地壳形变④用于工程测量，成为建立城市与工程控制网的主要手段⑤用于测定航空航天摄影瞬间的相机位置.8. 我国的GPS定位技术的应用和发展情况：在大地测量方面，利用GPS技术开展国际联测，建立全球性大地控制网，提供高精度的地心坐标，测定和精化大地水准面；在工程测量方面，应用GPS静态相对定位技术，布设精密工程控制网，用于城市和矿区油田地面沉降监测、大坝变形监测、高层建筑变形监测、隧道贯通测量等精密工程；在航空摄影测量方面，我国测绘工作者也应用GPS技术进行航测外业控制测量、航摄飞行导航、机载GPS 航测等航测成图的各个阶段；在地球动力学方面，GPS技术用于全球板块运动监测和区域板块运动监测；此外，GPS技术还用于海洋测量、水下地形测绘、军事国防、智能交通、邮电通信、地矿、煤矿、石油、建筑以及农业、气象、土地管理、环境监测、金融、公安等部门和行业。
