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GPS差分测量技术的原理与应用近年来，全球定位系统（GPS）在各个领域中得到了广泛的应用。
GPS差分测量技术是其中重要的一种技术手段，它通过对GPS信号的接收和处理，实现精确的位置测量。
本文将介绍GPS差分测量技术的基本原理和应用。
一、GPS差分测量技术的基本原理GPS差分测量技术的原理主要基于卫星与接收器之间的距离测量。
GPS系统中的卫星通过向地面发射射频信号，并携带着自己的精确的位置和时间信息。
接收器接收到卫星发射的信号后，通过计算从卫星到接收器的信号传播时间，便可得到卫星与接收器之间的几何距离。
然而，由于信号在传播过程中受到大气、电离层等因素的影响，导致测量的误差较大。
差分测量技术的基本思想是利用同一时刻接收到的信号来消除测量误差。
在差分测量中，一台接收器处于已知位置的基准站点，将其接收到的信号与真实的位置坐标信息进行比较，得到该位置处的接收器误差。
然后，将该误差信息通过无线电或者网络传输给其他未知位置的接收器，其他接收器便可以通过该误差信息对自身测量结果进行修正。
二、差分测量技术的应用领域1. 测量和地理信息系统（GIS）差分测量技术在测量领域中得到了广泛的应用。
例如，测绘和土地测量需要高精度的位置信息，差分测量技术可以提供米级或者亚米级的位置精度，满足精确测量的需求。
地理信息系统（GIS）则需要大量的地理位置数据，差分测量技术可以提供高质量的地理位置数据作为支撑，提高GIS的精度和效率。
2. 船舶定位和导航在航海领域，精确的船舶定位和导航是确保船只安全航行的重要前提。
差分测量技术可以提供亚米级的位置精度，帮助船舶准确确定自身位置、航向和速度，确保船只安全航行。
3. 农业与农村发展差分测量技术在农业领域的应用也十分广泛。
农业生产需要精确的土地和农田边界信息、作物生长和灌溉信息等。
利用差分测量技术，农民可以获取到高质量的地理位置数据，帮助他们进行种植管理、精确施肥或灌溉，提高农业生产的效益。
GPS差分测量原理与精度分析方法GPS（全球定位系统）是一种能够提供全球定位和导航服务的技术。
它由一组卫星、地面控制站和用户设备组成，通过卫星信号的接收和处理来确定用户的位置和速度。
然而，由于各种因素的影响，GPS测量结果可能存在一定的误差。
为了提高GPS测量的精度，差分测量技术应运而生。
差分测量原理是通过同时接收测量站和参考站的信号，通过比较两个信号的差异来消除大气延迟和卫星钟差等误差源，从而提高测量精度。
具体来说，差分测量包括实施差分定位和差分码相关两个主要步骤。
在差分定位中，将测量站和参考站的接收机分别放置在需要观测的点和已知坐标的参考点，同时记录卫星信号的到达时间和估计的误差。
然后，通过比较测量站和参考站的观测结果，可以得到它们之间的位置差异，从而确定测量站的准确位置。
差分码相关是指对测量站和参考站的伪距测量结果进行差分处理。
伪距是通过测量卫星信号从卫星到接收机的信号传播时间差来计算的。
差分码相关可以对伪距进行差分处理，消除卫星钟差、大气延迟等误差，从而提高测量的精度。
以差分码相关为例，这种方法首先需要确定估计误差的大小，这可以通过比较多次测量的结果来计算。
然后，根据误差的大小，可以对信号进行修正，消除误差对测量结果的影响。
通过这种方式，可以提高GPS测量的精度。
此外，还有其他一些方法可以用于进一步提高差分测量的精度。
其中之一是利用RTK（实时动态差分）技术。
RTK技术通过实时比较接收机接收到的信号与参考站信号的差异，实现实时定位和导航。
此外，还有一种称为PPP（精密点位置）的方法，该方法通过比较接收机接收到的信号与差分基准站的信号之间的差异，以实现更精确的定位结果。
总之，GPS差分测量是一种提高定位精度的重要技术。
通过差分测量原理，可以消除大气延迟、卫星钟差等误差源，进一步提高测量精度。
此外，差分码相关、RTK和PPP等方法也可以用于进一步提高差分测量的精度。
通过不断研究和改进差分测量方法，可以使GPS成为更可靠、更精确的定位和导航工具。
1. 差分GPS概念与定位原理差分是提高GPS定位精度的有效途径。
差分GPS最早应用于导航用户，所以通常意义下的差分GPS是针对用伪距进行定位的动态用户。
而对用相位进行定位的动态用户，采用差分技术时人们称之为RTK（real time kinematic）。
通过差分的手段把影响定位精度的某些误差消除或减弱，从而提高了导航精度。
要使用差分GPS技术通常需要两台以上接收机，其中至少一台安置在已知坐标的点上（称为基准站或参考站），待定点称为差分站或用户站。
计算基准站的接收数据产生差分改正数通过数据链发送到用户站。
用户站利用差分改正数，可以提高其定位精度。
差分GPS按所采用的技术不同可以分为局部差分和广域差分。
局部差分：对影响定位的卫星星历误差、卫星钟差（含SA影响）、大气影响以及其他误差不进行误差分离，产生的差分改正数是多个误差的总影响（标量改正数）。
由于有些误差的空间相关性，用户站到基准站的距离不能太远（小于100公里）。
局部差分有单（基准）站和多（基准）站之分，但采用的技术是相同的，根据发送的改正数不同分为位置差分和伪距差分。
广域差分：对影响定位的卫星星历误差、卫星钟差（含SA影响）、大气影响以及其他误差进行误差分离，产生的差分改正数包括卫星星历改正、卫星钟差改正和电离层延迟改正（矢量改正数）。
由于空间相关性强的电离层延迟改正已分离为一个独立的改正数，用户站到基准站的距离可以大大增加（达800公里）。
下面介绍常用的位置差分原理、伪距差分原理和相位差分原理。
2. 位置差分原理这是一种最简单的差分方法，也是最早采用一种差分技术，任何一种GPS接收机均可改装和组成这种差分系统。
安装在基准站上的GPS接收机观测4颗卫星后便可进行三维定位，解算出基准站的坐标。
由于存在着轨道误差、时钟误差、SA影响、大气影响、多路径效应以及其他误差，解算出的坐标与基准站的已知坐标是不一样的，存在误差。
把基准站解算坐标与已知坐标的差值作为改正数通过数据链发送出去，由用户站接收。
差分GPS差分GPS（DGPS，differentialGPS-DGPS）就是首先利用已知精确三维坐标的差分GPS基准台，求得伪距修正量或位置修正量，再将这个修正量实时或事后发送给用户（GPS导航仪），对用户的测量数据进行修正，以提高GPS定位精度的GPS仪器。
差分GPS (DGPS)是在正常的GPS外附加(差分)修正信号，此改正信号改善了GPS的精度。
差分GPS的出现，能实时给定载体的位置，精度为米级，满足了引航、水下测量等工程的要求。
用户站接收GPS卫星的载波相位与来自基准站的载波相位，并组成相位差分观测值进行实时处理，能实时给出厘米级的定位结果。
基本信息•中文名：差分GPS•外文名：differential GPS-DGPS•利用：已知精确三维坐标•求得：伪距修正量或位置修正量•分为：位置差分、伪距差分和相位差分科技名词定义中文名称：差分GPS英文名称：differential GPS定义：通过在固定测站和流动测站上进行同步观测，利用在固定测站上所测得卫星定位误差数据改正流动测站上定位结果的卫星定位。
应用学科：测绘学（一级学科）；大地测量学（二级学科）综述分类根据差分GPS基准站发送的信息方式可将差分GPS定位分为三类，即：位置差分、伪距差分和相位差分。
差分GPS (DGPS)是在正常的GPS外附加(差分)修正信号，此改正信号改善了GPS的精度。
这三类差分方式的工作原理是相同的，即都是由基准站发送改正数，由用户站接收并对其测量结果进行改正，以获得精确的定位结果。
所不同的是，发送改正数的具体内容不一样，其差分定位精度也不同。
位置差分原理正在加载gps差分定位原理这是一种最简单的差分方法，任何一种GPS接收机均可改装和组成这种差分系统。
安装在基准站上的GPS接收机观测4颗卫星后便可进行三维定位，解算出基准站的坐标。
由于存在着轨道误差、时钟误差、SA影响、大气影响、多径效应以及其他误差，解算出的坐标与基准站的已知坐标是不一样的，存在误差。
GPS差分定位原理与解算方法介绍导语：全球定位系统（Global Positioning System，简称GPS）已经成为现代社会中不可或缺的一部分。
它的差分定位原理和解算方法是GPS定位精度提高的重要手段。
本文将从基本原理、差分定位方法和解算流程三个方面进行介绍，希望能带给读者更深入的了解。
一、GPS差分定位的基本原理GPS差分定位技术主要通过消除卫星信号传输过程中的时间延迟和误差，提高定位的精度。
其基本原理如下：1.1 卫星信号传输的时间延迟在GPS定位过程中，卫星信号需要经过大气层的传输。
然而，大气层中存在电离层和对流层等不均匀介质，会导致信号的传输速度和路径发生变化，从而引起时间延迟。
这种时间延迟是影响GPS定位精度的主要因素之一。
1.2 接收机和卫星钟差接收机和卫星钟差也会对GPS定位的精度产生影响。
接收机钟差是指接收机内部时钟的不准确性，而卫星钟差是指卫星内部时钟的不准确性。
误差累积后，会使GPS定位出现较大的误差。
二、GPS差分定位的方法GPS差分定位的方法有静态差分定位和动态差分定位两种。
2.1 静态差分定位静态差分定位主要适用于定位场景相对固定的情况，如建筑物测量和基础设施监测等。
它的工作原理是通过一个称为参考站（Reference Station）的固定GPS接收机对已知位置进行定位，并计算多普勒、钟差和大气层延迟等误差参数。
然后，通过无线通信将这些参数传输给移动接收机，移动接收机利用这些参数进行定位。
2.2 动态差分定位相对于静态差分定位，动态差分定位更适用于移动环境中的定位，如汽车导航和船舶定位等。
动态差分定位的关键是实时计算接收机位置的误差参数，并将其发送给移动接收机进行定位。
通常，这种方法需要两个或更多的接收机组成一个虚拟基线，并使用这些接收机之间的数据进行定位。
三、GPS差分定位的解算流程GPS差分定位的解算流程包括差分基准站的建立、测量数据的采集和处理。
3.1 差分基准站的建立差分基准站是差分定位的核心组成部分，它记录了精确的位置和时间信息，并对卫星信号进行实时观测和处理。
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。
差分GPS（DGPS）数据测量规范●DGPS的组成：1.DGPS由差分数据播发台、DGPS接收台和导航卫星构成。
2.差分数据播发台最少要求设1座基准台和1座无线电发射台，宜再设1座监测台。
较完善的系统设2个以上的基准台和发射台，并有控制中心交叉覆盖的DGPS网。
3.DGPS接收台由1台GPS接收机，1台差分数据接收机及各自的天线组成。
●基准台GPS接收机技术要求：接收频率：L1 1575.42MHz接收通道数：不少于6通道，使用能连续跟踪10颗以上卫星的多通道连续接收机跟踪方式：C/A码相位跟踪和载波相位辅助跟踪接收灵敏度：—135dBm工作方式：差分工作方式卫星识别：0~37定位算法：视界卫星卫星掩角：7度30分电离层改正：不改正天线高度：固定高度位置：固定位置识别号：三位数数据延时：播发伪距修正值的延迟时间可调日历状态电文：根据变化输出星历数据电文：根据变化输出●DGPS主要技术要求：1.DGPS在覆盖范围内的定位误差应小于10米2.系统向用户提供差分信息的更新间隔1~5秒3.DGPS宜采用全球大地坐标系WGS-84，并发布WGS-84玉1954北京坐标系之间的转换值4.DGPS应采用北京时间5.DGPS应公布该系统的服务范围，各区域的定位精度6.DGPS建成后，应公布差分全球定位系统台站表●航海无线电信标DGPS发射特性1.工作频率：DGPS使用航海无线电信标用283.5~325.0kHz的频率发射。
无线电信标用主(F1,在整数频点上)播发指向信号,用副载波(F1+500Hz)播发DGPS修正值和辅助信息。
2.频率容差：载波的频率精度保持在±6ppm之间（如：315kHz的频率误差为±2Hz）3.相位噪声：频率偏移10Hz时，每一频段的单边带相位噪声应低于－80dB/Hz4.杂散输出：杂散输出应低于－60dB5.同步类型：电文以同步方式播发6.伪距修正值（PRC）延迟时间：播发修正值的平均延迟时间应小于0.25s7.调制方式：采用最小频率键控（MSK）调制，是一种连续的相位、频移键控（CPFSK）调制。
《GPS 原理与应用》课程考试 试卷（A ）答案一、名词解释（共6小题，每小题3分，共18分） 1.整周跳变：由于仪器线路的瞬间故障、卫星信号被障碍物暂时阻断、载波锁相环路的短暂失锁等因素的影响，引起计数器在某一个时间无法连续计数，这就是所谓的整周跳变现象(简称周跳)。
2.导航电文：由卫星向用户发送的有关卫星的位置、工作状态、卫星钟差及电离层延迟参数等信息的一组二进制代码，也称数据码。
3.卫星星历误差：由卫星星历给出的卫星轨道与卫星实际轨道之差。
4.静态绝对定位：是指在GPS 接收机天线处于静止状态下，确定测站的三维地心坐标。
5.广域差分GPS ：在相当大的区域中均匀布设少量GPS 基准站，各基准站均将观测值送往数据处理中心以便卫星星历误差、卫星钟差、电离层延迟模型等分离出来，并播发给用户的差分GPS 系统称广域差分GPS 。
6.同步图形环：由不同时段的基线向量首尾相接构成的闭合图形。
二、单选题（共10小题，每小题1分，共10分） 1.以下哪个因素不会削弱GPS 定位的精度（D ） A 晴天为了不让太阳直射接收机，将测站点置于树荫下进行观测 B 测站设在大型蓄水的水库旁边 C 在SA 期间进行GPS 导航定位 D 夜晚进行GPS 观测 2.GPS 卫星信号的基准频率是多少？（B ） A 1.023MHz B 10.23 MHz C 102.3 MHz D 1023 MHz 3.GPS 测量中，卫星钟和接收机钟采用的是哪种时间系统？（B ） A 恒星时 B GPS 时 C 国际原子时 D 协调世界时 4.GPS 卫星之所以要发射两个频率的信号，其主要目的是为了（B ） A 消除对流层延迟 B 消除电离层延迟C 消除多路径误差 D 增加观测值个数 5.利用广播星历进行单点定位时，所求得的站坐标属于（C ） A1954北京坐标系B1980年西安坐标系CWGS-84 DITRF 6.在一般的GPS 短基线测量中，应尽量采用（C ） A 单差解 B 三差解 C 双差固定解 D 双差浮点解 7.载波相位测量值在历元间求差后可消去（D ） A 接收机钟差 B 卫星钟差 C 电离层延迟 D 整周未知数 8.某GPS 网采用某型号的GPS 接收机指标为：固定误差为3mm ，比例误差为2ppm ，对于一条2km 的基线，则该基线长度的中误差为（B ）院系：专业班级：姓名： 学号：装订线A4mmB5mmC2mmD3 mm9.美国GPS中的SA政策对GPS卫星钟影响所产生误差可以采用哪种方式减弱（A）A测站间求差 B卫星间求差 C历元间求差 DAS10.在高程应用方面GPS可以直接精确测定测站点的（A）A 大地高 B正常高 C水准高 D海拔高三、多选题（共5小题，每小题2分，共10分，错选、多选不能得分）1.GPS广播星历中包含哪些内容（ACD）AGPS卫星的六个轨道根数 BGPS观测的差分改正CGPS卫星钟的改正 DGPS卫星的健康状态2.GPS定位中，为了尽量减弱和消除电离层延迟可以采取以下那些方法（ABC）A采用差分方式观测 B控制基线长度C采用双频改正 D采用水汽辐射计3.对于导航电文的第三数据块，下列哪些说法正确？（ABCD）A 第三数据块包含在第四、五子帧中B 给出了其余GPS卫星的概略星历C 由25个页面组成D 可用于拟定观测计划4.产生整周跳变的原因包括（ACD）A接收机在高速动态下运行 B接收机电源故障C信号被干扰 D信号被遮挡5.GPS接收机天线平均相位中心偏差与（AB）有关A天线类型 B接收信号频率C卫星天线相位中心偏差DSA四、填空题（共12小题，36个空，每空0.5分，共18分）1.目前正在运行的全球卫星导航定位系统有美国的GPS系统和俄罗斯的GLONASS。
·３２· 导 航 ２００５年 我国广域差分ＧＰＳ参考站布站选址研究 易波，黄智刚，张军，．朱衍波 （北京航空航天大学电子信息工程学院１０００８３） 摘要：我国广域差分ＧＰＳ增强系统在服务区域能够为ＧＰＳ用户提供差分 修正值．广域差分参考站是系统的一个重要组成部分，它负责从ＧＰＳ卫星获得距 离测量．这些测量值用来计算差分修正数．因此，参考站站址及数量的选择决定 了ＧＰＳ增强系统的覆盖范围以及对用户的ＧＰＳ增强效果．为了满足所需导航性 能，本文分别从卫星完好性监测、ＵＤＲＥ、ＧＩＶＥ以及覆盖率几个方面分析了我国 广域差分ＧＰＳ参考站布站选址的限制条件，在最优化的条件选择参考站的间距， 并且分析了实际条件下布站的原则． 关键词： 广域差分ＧＰＳ；广域增强系统；参考站；选址 中图分类号：Ｐ２２８．４ 文献标识码：Ａ
为提高卫星导航完好性、精度、可用性和连续服务性，通过一些地面和卫星设施，选择使用 差分技术和伪卫星技术等，使卫星导航系统性能得以提高。由此形成了ＧＰＳ增强系统。 在我国广域增强系统（见图１）中，基准站（已经过精密位置测定）接收ＧＰＳ信号后， 解算基准站位置，将解算值与标定值进行比较，求出卫星定位误差．再利用数据链向附近 用户发播误差修正值（修正数）。在附近的用户站接收到误差修正信号后，精确解算用户站 的精密位置解。无论是理论计算，还是实地试验都证明了差分技术是解决卫星定位系统中 的精度问题的有效可用技术Ｉ，ｌ。
地面参考站 ∞
ＶＨＦ数据广播站 图ｉ 我国广域增强系统体系结构图
收稿日期：２００５．０８－２４。
广域差分修正数有两个基本类 型：卫星星历修正、卫星钟修正和电 离层延迟修正．这两种类型的修正数 和用于计算修正数的测量值的内在不 同也对参考站的布站密度有不同的要 求：而且，在服务区边界的附近其布 站也有特殊的要求；再者，在三重覆 盖的条件下得到的ＧＰＳ信息对该区 域的用户有较好的修正效果。 基本思想：由于我国广域增强系 统的作用就是在完好性、定位精度、 可用性、服务连续性来提高航路性能
维普资讯 http://www.cqvip.com 第４期 易波等：我国广域差分ＧＰＳ参考站布站选址研究 ·３３· ｌ１１所以我们分别通过对卫星的完好性监测、定位精度、可用性、服务连续性来考虑参考
站布站选址的限值条件。并分析最优化的参考站间隔距离和布站的原则。根据该原则和间 隔距离假定一个理想的参考站布站模型。然后在此基础上验证其各方面性能。在这里，最 优化是指用最少数量的参考站满足最苛刻的ＷＡＡＳ中所有卫星的ＵＤＲＥ、ＧＩＶＥ的要求， 并考虑到服务区内所有用户在绝大部分时间内都能满足系统可用性要求。因为用户不必总 是需要所有能见到的卫星来计算足够精确的位置。我们采用这么苛刻的方法是为了使得参 考站布站从一些其他因素：如所有卫星的精度因子（ＤＯＰ）和卫星选择算法中隔离出来。 本文分别通过对卫星完好性监测、卫星星历，钟差测量、电离层延迟修正数以及在布站时会 受到的其它现实因素的影响几个方面来阐明对参考站布站选址的理论限制条件。最后在限 制条件下通过计算覆盖率验证了前述布站原则具有一定的指导性．
１针对卫星完好性监测的参考站布站选址限制 如导航仅支持卫星的完好性监测，每一颗对用户可见的卫星需要对某些参考站也可见。
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图２用户与卫星的几何关系图 图３卫星与用户几何关系图 Ｒ。为地球半径。入为用户所在经度， 为卫星对用户方位角。历为卫星对用户的仰角。 如图２和图３。卫星投影到地面的投影点的纬度，经度用（ 。 ）表示。则由公式可以求得： 争ａｒｃ ｃ南ｃｏｓＥｔ） ㈩
＝ａｒｃｓｉｎ（ｓｉｎ￣．ｃｏｓ￣ｖ ＋ＣＯＳ￣ｕ ｓｉｎ￣／ ｃｏｓＡ：） （２） ａｒｃｓ （３） 由于在卫星仰角为５。或５。以上时。参考站对卫星会有较好的跟踪和测量效果，所以 在这里就考虑５。的卫星仰角，由式（１）、式（２）、式（３）可计算到卫星投影到地面的投 影点的经纬度。于是容易计算得到从站点到最远的可见ＧＰＳ卫星（位于２０１８３ｋｍ的轨道上）
维普资讯 http://www.cqvip.com ·３４· 导 航 ２ｏ０５年 星下点的距离是７９００ｋｍ，因此，参考站能监测到 任何一颗其地面轨迹落在以站点为圆心、以半径 尼＝７９００ｋｍ的圆内． 下面考虑一下达到无缝覆盖的最远参考站的 间距时的情形。（见图４）为了便于阐述，我们放 置４个站在正方形的４个端点上，该正方形的对角 线为２×凡＝１５８００ｋｉｎ，所以边长为１１１７２ｋｍ，如 果按照常规，也许会认为在整个正方形内部都能提 供对卫星的完好性监测，然而事实却不是这样。 假设用户仰角不低于参考站仰角（５。），这样 图４用户服务区 二者最大可见距离就是相等的，即忍＝凡，当用户正好在某一个参考站上时，用户能见到 的每一颗ＧＰＳ卫星，参考站也能看到．但是当用户在阴影部分的区域时，有卫星的星下点 处于 点，对用户来说该卫星是可见的，但该卫星对任意参考站则是不可见的，这时该卫 星的完好性就不能得到有效的监测。可以计算得到 找＝（１－－ｃｏｓ４５。）咫＝２３１４ｋｍ，我 们可以通过放置更多的参考站来解决这一问题，当参考站站间距咫越小，那么‰越小， 该影响也就越小。 当参考站的仰角大于用户仰角，服务区则更小，如当用户仰角为５。，参考站为１Ｏ。 时，那么将有７９００－－７３６２＝５３８ｋｍ从现有服务区的每个边除去． 结论：为了提供简单航路每一颗可见卫星的卫星完好性监测，参考站之间的距离为 １ １ １７２ｋｍ，但必须放置在所希望服务区域的外部，参考站必须在服务区外的距离是实际参 考站仰角和用户接收机仰角以及站间实际距离的函数．
２针对卫星星历／钟差测量修正数的参考站布站选址限制 ＷＡＡＳ对于卫星星历／钟差测量修正数应用于用户的非精密进近和精密进近，ＧＰＳ广域 增强系统在发播广域差分修正数的同时，应该能同时广播这些修正数的误差信息，与卫星 星历／钟差测量修正数相应的误差为用户差分伪距误差（ＵＤＲＥ）。ＵＤＲＥ对导航系统的性能 有重要影响，它直接与系统的完好性、连续性、可用性相关。不同的导航阶段，定位误差 都有相应的最大限定规定，而定位误差基于ＵＤＲＥ计算得到，因此ＵＤＲＥ也必须在某－Ｉ￣ｌｔ 值以下。 ＵＤＲＥ的计算ｌｏ】由观测伪距和计算伪距的比较值进行统计计算。观测伪距经电离层修 正、对流层修正、接收机钟差修正，并由载波平滑以减弱多路径及观测噪声的影响，观测 伪距以 ，表示。计算伪距是参考站已知坐标和经修正 的卫星坐标计算得到，并用接收的钟 差快变和慢变修正数进行修正，以Ｒ 表示。对Ｒ，，，和Ｒ。取差，其差值为和为：ｄｐ＝Ｒ 一Ｒ ， 对相同卫星不同参考站的所有差值 进行统计，则可得到相应卫星的ＵＤＲＥ值， ＵＤＲＥ＝ ＋ （ ） 嘏，其中， 为平均值， 棵为标准差， （ ）为置信度９９．９ 的 分位数。 陈金平在其博士论文“ＧＰＳ完善性增强研究”中，通过模拟利用当前所能观测到的２７
维普资讯 http://www.cqvip.com 第４期 易波等：我国广域差分ＧＰＳ参考站布站选址研究 ·３５· 颗ＧＰＳ卫星，对２４号卫星取一段时间的ＵＤＲＥ值与某一参考站（乌鲁木齐）对应的实际 误差比较得到如图５所示的结果。
时阔‘Ｉ， 图５—巳星的ＵＤＲＥ值与实际误差对照 在图５的最后部分，ＵＤＲＥ值明显增大，这是由于卫星高度角较低，因而参与计算的 参考站数量减少而引起的。 结论：ＵＤＲＥ的计算与参考站的数量有关，较少数量的参考站会使得ＵＤＲＥ值增大。 参考站应该放置在离服务区更远的地方，以补偿卫星轨道误差对ＵＤＲＥ的影响、卫星刚进 入或消失某一参考站视野、用户接收机对卫星不同观测角度的综合影响。
３针对电离层延迟修正数的参考站布站选址限制 Ｊｏｈｎｂ Ｃ．Ｊｕｂｉｎ和Ｄｅｎｎｉｓ Ｌ．Ｓｈａｖｅｒ 在“、Ⅳｉｄｅ．Ａｒｅａ Ｄｉｆｅｒｅｎｔｉａｌ ＧＰＳ Ｒｅｆｅｒｅｎｃｅ．Ｓｔａｔｉｏｎ Ｐｌａｃｅｍｅｎｔ，ＩＥＥＥ，０．７８０３．３０８５－４，１９９６”用ＳＡＰＭ软件对电离层延迟修正数对参考站布站选 址的影响做了充分的论证，他们从以下几个因素进行分析： 在测量电离层修正数时，参考站的最低仰角应为ｌ０。，且电离层高度为３５０ｋｍ，由此 得出从参考站正上方的电离层穿刺点（ＩＰＰ）到最远可见的穿刺点的距离为ｌ１９６ｋｍ，考虑 用户在服务区的边界这一极限情况，由于用户仰角为５。，所以参考站必须放置在服务区 边界穿刺点外的１５４９ｋｍ，考虑到ｓｕｎ－－ｆｉｘｅｄ特性的边界效应，并且，通过以南北间距 ８００ｋｍ，东西间距１２００ｋｍ放置７Ｘ７＝４９个参考站，在对２０颗ＧＰＳ卫星进行监测，并用 ＳＡＰＭ软件进行分析，最后得到以下结论。 为了提供ＷＡＡＳ针对精密进近服务，电离层栅格点垂直误差（ＧＩＶＥ）小于１．５ｍ，参 考站站间距应小于８００ｋｍ，并且最大站间距在东西方向要比南北方向上大，最大可以达到 １２００ｋｍ，参考站必须放置在所希望服务区的外部，且其数量是实际站间距、参考站仰角、 用户仰角和离服务区的方向的函数。在参考站仰角ｌ０。、用户仰角５。、最大东西站间距 １２００ｋｍ，南北８００ｋｍ的情况下，参考站必须放置在服务区外往南北方向为１０９５ｋｍ，往东 为ｌ２００ｋｍ，往西为０ｋｍ。
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