差分全球定位系統

差分全球定位系統

差分全球定位系統(DGPS)

DGPS即差分全球定位系統(Differential Global Position System,簡稱DGPS),是在GPS的基礎上利用差分技術使用戶能夠從GPS系統中獲得更高的精度。

差分全球定位系統(Differential Global Positioning System,簡稱 DGPS 或差分GPS),是一種套用於全球定位系統中用以提高民用定位精度的一種技術。美國出於自身利益方面的考慮,在未經美國政府授權的廣大用戶所使用的標準定位服務(SPS)中人為地引入誤差,即在所有的GPS工作衛星上實施選擇可用性(SA)政策,使水平定位精度降低至100m(2dRMS),垂直定位精度為156m(2a),時間精度為175ns。儘管 SA 政策已於2000年5月1日停止使用,但是單點定位的精度也只有20-40m,這樣的精度難以滿足飛機導航、工程測量等方面的定位需求。差分全球定位系統技術解決了這種問題,提高了單點定位的精度。

  • 中文名稱
    差分全球定位系統
  • 簡稱
    DGPS
  • 英文名稱
    Differential Global Position System
  • 基準站
    精確的已知位置
  • 相關設備
    GPS監測接收機
  • 差值通稱
    PRC(偽距離修正值)

差分全球定位系統

DGPS實際上是把一台GPS接收機放在位置已精確測定的點上,組成基準台。基準台接收機通過接收GPS衛星信號,測得並計算出到衛星的偽距,將偽距和已知的精確距離相比較,求得該點在GPS系統中的偽距測量誤差,再將這些誤差作為修正值以標準數據格式通過播發台向周圍空間播發。附近的DGPS用戶接收到來自基準台的誤差修正信息,以此來修正自身的GPS測量值,從而大大提高其定位精度。

差分技術的基礎是: 在同一地區內,GPS緩慢變化的系統誤差,包括選擇可用性(SA)誤差,對基準台及其鄰近用戶的影響是相同或相近的。套用差分技術可有效地削弱SA、電離層延遲、大氣層延遲、星曆誤差、衛星鐘誤差,達到米級定位精度。

原理

在位置已精確測定的已知點上配備一台 GPS 接收機作為基準站並和用戶同時進行 GPS 觀測,將得到的單點定位的結果與基準站坐標比較,求解出實時差分修正值,以廣播或數據鏈傳輸方式,將差分修正值傳送至附近 GPS用戶,以修正其GPS定位解,提高其局部範圍內用戶的定位精度。利用這一方法可以將用戶的實時單點定位精度提高到米級。 能夠套用這種方法的基礎是: 在同一地區內,影響 GPS 實時單點定位精度的因素,如大氣層延遲誤差、衛星星曆誤差、衛星鐘誤差等,對基準站及其鄰近用戶的影響是相同或相近的。

操作

一個參考站計算自己的位置和時間差分改正。從這個參考站用戶可以達到200海里(370公里)遠,然而,一些補償誤差隨空間變化:特別是,衛星星曆誤差、電離層和對流層的扭曲。為此,DGPS與從基準站距離的精度降低。當他們無法看到同一顆衛星的時候,這個問題可以加重如果用戶和站缺乏"通視"。

精度

美國聯邦無線電導航計畫和DGNSS服務的樂隊283.5-325 kHz的性能和監控的IALA建議舉0.67米每百公里運輸的1993年估計誤差增長的美系從廣播網站,但精度測量橫跨大西洋,在葡萄牙,表明了每百公里只需0.22米降低。

變化

DGPS可以指任何類型的陸基增強系統(GBAS)。有許多作業系統使用遍布世界各地,據美國海岸警衛隊,47個國家的作業系統類似於美國的NDGPS(全國差分全球定位系統)。

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