北斗导航定位系统中的差分技术应用

北斗导航定位系统中的差分技术应用

北斗导航系统研究背景

2000年北斗导航卫星的发射成功标志着我国北斗导航卫星系统的初步建成，经过十几年的发展我国北斗导航定位系统卫星数量逐渐增多，系统逐渐完善，极大地促进了我国国民经济事业和国防建设事业的发展需求，进一步提高了我国卫星导航定位技术。北斗导航卫星的发射成功标志着我国拥有了自主的卫星导航系统，也打破了美国、俄国在卫星导航领域中的垄断局面。

导航定位差分技术

当前GPS差分定位技术的应用已经较为成熟，其对应的原理：在固定的（站台）地点，通过测地获得其“精确位置数据”，再将该站台的“所测位置数据”进行传输，利用一个c/A码用户接收器来接收该数据信息，通过“所测位置数据”和“精确位置数据”的差异分析，就能得知“GPS定位误差修正量”。其次通过无线电发射机传播这些“定位误差修正量”，而区域内的其他c/A码用户的接收器正好接受，并将接收器的定位数据进行修正。“差分式GPs系统”的应用，使得c，A码用户接收器有了更精确的定位，是之前定位精度的10倍多。

GPS定位时有3部分误差，分别是：第一是用户接收机都存在的如卫星钟、星历、电离层、对流层等方面的误差；第二是传播延迟误差，这类误差是用户测量不成或者是校正模型计算不出的；第三是用户接收机自身存在的固有误差，表现在内部噪音、通道延迟、多径效应方面。差分技术的应用，完全消除了第一种误差，并将第二种误差消除掉大多数，这要由基准接收机与用户接收机之间的距离来决定，而对于第三种误差，差分技术则不起作用。由此可以看出差分技术的应用，能够很大的改善GPS中的定位功能。通过各用一台GPS基准接收机和用户接收机，以实时处理技术或者是事后处理技术，就能消除用户测量中的误差源，即电离层效应与对流层效应。

事实上，差分技术就是对1个测站进行2个目标的观测量和2个测站进行1个目标的观测量的差的求值，或者说是和1个测站进行一个目标的2次观测量的差的求值。最终的目的是将包括公共误差与公共参数在内的公共项进行消除。这早在无线电定位系统中就有了普遍的应用。

北斗导航定位系统中的差分定位技术

通过差分定位技术可以提高定位精度，实现差分定位技术主要有伪距单点定位算法与载波相位测量算法。在北斗导航定位系统中的伪卫星技术借鉴了传统的全球定位系统中的导航算法。通过地面上的卫星接收站来提高系统的定位精度。用户可以同时接收北斗信号以及卫星信号，能够实现快速定位。如果卫星的数量多于两颗，那么可以连同北斗系统形成四星的卫星定位系统。

接收站通过测量距离4颗星的距离，一般是通过测定信号传输的时间来乘以光速来计算相应的距离。伪卫星导航定位技术是模拟的GPS导航定位系统，其中伪卫星是用于模拟卫星发出GPS信号，伪卫星基站模拟卫星信号接收的地面基站，也就是接收站。

卫星基站的设置中通过将其中一个基站设置为差分基站，可以实现差分定位。由于已经知道差分卫星的精确坐标可以计算出其距离卫星的实际距离，然后将其与观测伪距进行比较并进行修正，最终将上述实时数据发送出去。利用修正过的伪距进行定位计算，最终求得用户接收机的精确位置。由于通过修正能够导致其中的公共误差消失，比如卫星时钟偏差、星历误差、电离层误差、对流层误差，因而可以较好地提高系统定位精度。

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