卫星导航局域差分系统的载波平滑技术
时间：2020-12-10 04:00:20 来源：雅意学习网 本文已影响 人 
【摘 要】本文描述了局域差分系统的基本原理，分别给出并实现了差分系统中地面系统和用户系统的载波平滑码伪距方法，通过实验分析，无载波平滑算法时定位误差的方差为0.52m，而有载波平滑算法时定位误差的方差仅为0.13m，定位精度提高了75%。
【关键词】卫星导航；局域差分；载波平滑；码伪距
【Abstract】The paper described the basic principles of local differential system， then given and implemented carrier smoothed code pseudo in local differential system. From the method by experimental analysis， the positioning error variance of no carrier smoothing algorithm is 0.52m， while the positioning error variance of carrier smoothing algorithm is only 0.13m， the positioning accuracy is improved by 75%.
【Key words】Satellite navigation； Local Area Differential； Carrier smooth； Code pseudorange.
0 引言
卫星导航单点定位在水平与垂直方向上的定位精度在95%的时间里能分别达到约10m和20m，这远未达到航空导航等一些应用系统对米级内定位精度的要求。为提高定位精度，减小测量误差是有效的措施之一，而局域差分技术是一种应用广泛地降低卫星导航系统中各种测量误差的方法。
1 局域差分原理
局域差分的基本工作原理主要是依据卫星时钟误差、卫星星历误差、电离层延时与对流层延时所具有的空间相关性和时间相关性这一事实。对于处于同一地域内的不同接收机，它们对卫星的测量值中所包含的上述4种误差成分近似相等或者高度相关。一般的，地面站的接收机的位置是精确得知的，作为基准接收机。通过基准接收机可以得到能降低测量误差的差分修正量，地面站将差分修正量播发给机载接收机，机载接收机可以利用差分修正量来校正同一颗卫星的测量值，从而提高机载接收机的测量和定位精度。
为了在差分系统中得到更高的伪距测量精度，可以将测量精度跟高的载波相位测量值加入到伪距测量中，即载波平滑码伪距技术。在差分系统中，地面站接收机和机载接收机都可以使用这种技术，下面讨论载波平滑技术在地面站接收机和机载接收机的使用方法。
2 地面系统载波平滑技术
4 实验结果
本文将上述方法分别引用于地面系统卫导接收机和用户卫导接收机，通过试验对比了有载波平滑算法和无载波平滑算法的定位精度，定位误差曲线图如图1和图2所示。图1是无平滑算法定位误差曲线，图2是有平滑算法定位误差曲线。从图中可以看出，无载波平滑算法时，定位误差在1m范围内，且抖动较大，而应用载波平滑算法后，定位误差在0.3m范围内，相对无载波平滑算法抖动小，且较为平滑。通过对试验数据的统计，无载波平滑算法时定位误差的方差为0.52m，而有载波平滑算法时定位误差的方差仅为0.13m。有载波平滑算法的定位精度较无载波平滑算法提高了75%。
5 结论
通过对载波平滑码伪距方法和实验结果的分析可知，载波平滑码伪距能够有效的降低卫导接收机的定位误差。在局域差分系统中，地面系统和用户系统同时使用载波平滑技术能极大的提高用户系统的定位精度，通过实验的分析，用户系统的定位精度可提高75%。
【参考文献】
[1]谢钢. GPS 原理与接收机设计[M].电子工业出版社，2011.
[2]PRATAP MISHA，PER ENGE.Global Positioning System：Signals， Measurements， and Performance[M]. Lincolm， Massachusells： Ganga Jamuna Press，2001.
[3]刘瑞华，杨兆宁，詹先龙.北斗系统载波相位平滑伪距研究[J]. 中国民航大学学报，2012，30（3）：28-31.
[4]常志巧，郝金明，李军正.载波相位平滑伪距及其在差分定位中的应用[J].海洋测绘，2008，29（3）：21-23.
[5]Jay A， Farrell， Givargis TD. Barth M J. Real-time differential carrier phase GPS-aided INS[J]. IEEE Transactions on Control Systems Technology，2000，8（4）：709-721.
[6]范利涛，汤国建，吴杰.载波相位差分相对定位在航天器对接中的应用[J].中国惯性技术学报，2007，15（4）：435-437.
[责任编辑：曹明明]
