基于星站差分的DGPS移动基准站定位方法研究

摘要

论述了基于星站差分的DGPS移动基准站建设方法,解决了海面小目标(如浮标)高精度定位的难题.阐述了DGPS移动基准站的组成原理、伪距差分改正数的形成算法等.对采用该差分改正数的GPS浮标定位精度进行了理论分析.由于伪距差分定位依赖于两站公共误差的抵消来提高定位精度，误差抵消的程度决定了精度的高低。而误差的公共性在很大程度依赖于两站距离，随着两站距离的增加，卫星的高度角、天线的指向性及高程差异，增大其误差公共性逐渐减弱，特别是潜艇、浮标天线高程较低，这种差异性随目标离基准站的距离增大而更加明显，伪距差分后的剩余误差将更大。选取和潜艇、浮标接收机一致的卫星进行伪距修正定位，因测量船和浮标距离在10Km以内，定位公共误差部分有高度的相似性，从而可得到精确位置。因测量船和浮标距离在10Km以内，伪距差分定位有高度的相似性。但是伪距差分定位只是消除了公共部分的误差（包括星历误差和对流层/电离层时延误差），对于其他误差如接收机测量误差、多路径传播误差、基准站点位误差则是无法克服的。在本方案中，误差还包括姿态测量设备引起的基准点位误差，总测量误差为动态基准位置误差和伪距测距码误差的叠加。按实际测量情况，假设航向、姿态误差0.01度，两天线间距L为0.3米，此部分引起误差为0.05米。由于各误差源都不相关，为互相叠加，而GPS测量部分总误差为75厘米，则总误差不大于80厘米。以上的误差分析是纯理论分析、在理想的情况下得到的，条件是浮标的接收机必须采用高质量的双频机，并处理好多路径问题，至于具体情况还需在试验中加以验证。