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        搞銷售!帶團(tuán)隊(duì)!得有一套

        2016-02-05 09:23:26
        衛(wèi)星與網(wǎng)絡(luò) 2016年12期
        關(guān)鍵詞:原子鐘全球衛(wèi)星單點(diǎn)

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        將接收機(jī)對(duì)多顆導(dǎo)航衛(wèi)星的偽距觀測量代入定位方程,即可以求解用戶坐標(biāo)、接收機(jī)時(shí)間、天頂對(duì)流層延遲以及載波相位模糊度。

        精密單點(diǎn)定位算法在濾除測量噪聲過程中需要使用序貫濾波器,根據(jù)接收機(jī)的動(dòng)態(tài)特性、星載原子鐘漂移率以及對(duì)流層的延遲實(shí)時(shí)特性,可以調(diào)整序貫濾波器參數(shù)。對(duì)于星載原子鐘與系統(tǒng)參考時(shí)間(例如GPS時(shí))的偏差,需要估計(jì)每個(gè)時(shí)間歷元的偏差;載波相位模糊度也需要在算法迭代求解過程中每次都進(jìn)行預(yù)估;對(duì)流層的延遲是天頂延遲的映射函數(shù),需要在一定的時(shí)間間隔內(nèi)估對(duì)流層偏差。另外,需要對(duì)地球動(dòng)力學(xué)特性精確建模,否則將造成靜態(tài)接收機(jī)定位的坐標(biāo)與大地參考坐標(biāo)之間出現(xiàn)偏差,目前一般采用國際地球旋轉(zhuǎn)和參考服務(wù)系統(tǒng)IERS(International Earth Rotation and Reference Systems Service)推薦的模型,模型包括地球固體潮汐、海洋負(fù)載、地球旋轉(zhuǎn)等參數(shù)。此外,利用精密單點(diǎn)定位算法建立偽距觀測量模型的過程中,還要考慮導(dǎo)航衛(wèi)星的質(zhì)心和其天線相位中心的偏差,即所謂的相位纏繞問題(精密單點(diǎn)定位PPP利用軌道動(dòng)力學(xué)模型確定衛(wèi)星軌道參數(shù),精密定軌過程中以衛(wèi)星質(zhì)心為觀測量,而偽碼測距和載波相位測距過程中觀測的是衛(wèi)星載荷天線相位中心和接收機(jī)接收天線相位中心之間的距離,衛(wèi)星載荷天線相位中心隨衛(wèi)星姿態(tài)變化而變化,由此造成相位纏繞問題)。

        星載原子鐘和衛(wèi)星軌道參數(shù)的精度是影響精密單點(diǎn)定位PPP解算精度的主要因素之一,通常,國際全球衛(wèi)星導(dǎo)航服務(wù)IGS組織也會(huì)提供高精度的定位和授時(shí)服務(wù),但是,目前國際全球衛(wèi)星導(dǎo)航服務(wù)IGS組織沒有俄羅斯GLONASS衛(wèi)星導(dǎo)航系統(tǒng)的星載原子鐘相關(guān)數(shù)據(jù),此外,國際全球衛(wèi)星導(dǎo)航服務(wù)IGS組織不能提供實(shí)時(shí)的精密單點(diǎn)定位PPP服務(wù)。影響精密單點(diǎn)定位PPP解算精度的另一個(gè)因素是某一歷元,用戶接收機(jī)可見導(dǎo)航衛(wèi)星的數(shù)量以及導(dǎo)航信號(hào)的質(zhì)量(噪聲、多徑等干擾)。例如,可見導(dǎo)航衛(wèi)星數(shù)量越多,也就越能提高天頂對(duì)流層延遲的可觀測性。因此,聯(lián)合處理美國GPS和俄羅斯GLONASS衛(wèi)星導(dǎo)航系統(tǒng)的觀測數(shù)據(jù),是提高解算可靠性的可行措施,如圖60所示。

        綜上所述,影響精密單點(diǎn)定位PPP解算精度的主要因素是參考站給出的衛(wèi)星導(dǎo)航系統(tǒng)星載原子鐘和衛(wèi)星軌道參數(shù)的精度,精密單點(diǎn)定位PPP的離線解算精度與國際全球衛(wèi)星導(dǎo)航服務(wù)IGS組織發(fā)布的結(jié)果相差一般為一厘米左右。提供實(shí)時(shí)定位服務(wù)的主要困難是生成精密的衛(wèi)星軌道參數(shù)和星載原子鐘偏差估計(jì),目前國際全球衛(wèi)星導(dǎo)航服務(wù)實(shí)時(shí)導(dǎo)航項(xiàng)目正在推進(jìn)實(shí)時(shí)在線定位服務(wù)。

        圖6 0 靜態(tài)精密單點(diǎn)定位P P P性能/ G S L V I G S s t a t i o n

        6.4.3 實(shí)時(shí)動(dòng)態(tài)定位

        實(shí)時(shí)動(dòng)態(tài)定位RTK(Real Time Kinematics)是一種在參考站附近基于實(shí)時(shí)處理載波相位測距值和通信技術(shù)的高精度移動(dòng)衛(wèi)星導(dǎo)航差分技術(shù)。實(shí)時(shí)動(dòng)態(tài)定位RTK技術(shù)的實(shí)現(xiàn)方式是,通過在一個(gè)空間位置坐標(biāo)精確已知的地點(diǎn)安裝衛(wèi)星導(dǎo)航接收機(jī)并作為基準(zhǔn)參考站,另外有待測位置坐標(biāo)的移動(dòng)站接收機(jī),兩地接收機(jī)同步觀測所有可見衛(wèi)星,基準(zhǔn)參考站將預(yù)先測繪的位置坐標(biāo)、可見范圍內(nèi)所有導(dǎo)航衛(wèi)星的雙頻載波和偽碼測距值等差分改正數(shù)據(jù)通過通信鏈路實(shí)時(shí)發(fā)送給移動(dòng)站接收機(jī),移動(dòng)站利用兩部雙頻接收機(jī)開展差分測量解決解決載波相位模糊問題后,可以高精度地確定相對(duì)于參考站的位置坐標(biāo),通過基線解算的方法就可以解算出待測位置的地理坐標(biāo)。

        實(shí)時(shí)動(dòng)態(tài)定位RTK技術(shù)的基本原則是:

        ·如果用戶機(jī)附近沒有信號(hào)遮擋,那么接收機(jī)處理導(dǎo)航信號(hào)過程中存在的誤差基本上是一個(gè)常數(shù)項(xiàng),如果采用差分技術(shù),那么就可以去掉這個(gè)常數(shù)項(xiàng),該常數(shù)誤差項(xiàng)包括星載原子鐘誤差、衛(wèi)星軌道參數(shù)誤差、導(dǎo)航信號(hào)電離層和對(duì)流層延遲;

        ·載波相位觀測噪聲遠(yuǎn)遠(yuǎn)小于偽碼測距噪聲,但載波相位測距過程存在載波相位模糊問題;

        ·利用兩部接收機(jī)開展雙頻差分測量,可以解決載波相位模糊問題。

        實(shí)時(shí)動(dòng)態(tài)定位RTK技術(shù)的主要缺點(diǎn)是:

        ·服務(wù)范圍較?。ň嚯x參考站的范圍有限,一般不到20km);

        ·需要通信鏈路提供實(shí)時(shí)通信服務(wù)能力;

        ·定位過程中,需要花幾秒到幾分鐘的時(shí)間解決相位模糊問題,時(shí)間長短取決于具體算法和接收機(jī)到參考站之間的距離;

        ·為了避免導(dǎo)航信號(hào)處理過程中的再次初始化問題,用戶接收機(jī)需要連續(xù)跟蹤衛(wèi)星導(dǎo)航信號(hào),因此,實(shí)時(shí)動(dòng)態(tài)定位RTK不適合在城市應(yīng)用。

        實(shí)時(shí)動(dòng)態(tài)定位RTK參考站的服務(wù)范圍是10~20km,因此,必須在在參考站和用戶之間建立通信鏈路。實(shí)時(shí)動(dòng)態(tài)定位RTK的位置解算精度通常為幾厘米,廣泛應(yīng)用在測繪領(lǐng)域。近年來,業(yè)內(nèi)提出了改善實(shí)時(shí)動(dòng)態(tài)定位RTK技術(shù)局限性的方法,典型的方法有網(wǎng)絡(luò)RTK技術(shù)(Network RTK)和廣域?qū)崟r(shí)動(dòng)態(tài)定位技術(shù)WARTK(Wide Area Real Time Kinematics)。網(wǎng)絡(luò)RTK技術(shù)利用網(wǎng)絡(luò)參考站提供差分修正參數(shù),最大亮點(diǎn)是在載波相位測距過程中載波模糊度保持不變,這樣移動(dòng)用戶在從一個(gè)參考站切換到另一個(gè)參考站過程中,不需要再次初始化以解決載波相位模糊問題。

        6.5 輔助衛(wèi)星導(dǎo)航接收機(jī)

        信息輔助衛(wèi)星導(dǎo)航接收機(jī)(assisted-GNSS),簡稱A-GNSS接收機(jī),輔助信息主要分成兩類:

        ·輔助信息用于提高捕獲速度:由服務(wù)器和信息中繼組成的輔助網(wǎng)絡(luò),給導(dǎo)航接收機(jī)播發(fā)歷書和星歷數(shù)據(jù),由此可以幫助接收機(jī)迅速捕獲可視衛(wèi)星(信號(hào)),進(jìn)而減少定位解算時(shí)間;

        ·后臺(tái)服務(wù)器完成數(shù)據(jù)處理和位置解算:導(dǎo)航接收機(jī)將可視衛(wèi)星號(hào)、偽距或載波相位等觀測量傳輸給后臺(tái)服務(wù)器,服務(wù)器完成數(shù)據(jù)處理和位置解算并將結(jié)果反饋給接收機(jī)。

        在開展位置解算前,導(dǎo)航接收機(jī)可以通過地面互聯(lián)網(wǎng)(Internet)評(píng)估服務(wù)器給導(dǎo)航接收機(jī)播發(fā)歷書和星歷數(shù)據(jù),也可以通過無線通信網(wǎng)絡(luò)(Wi-Fi, GPRS/UMTS, or the internet)提出輔助信息申請(qǐng)。應(yīng)用輔助信息對(duì)位置解算的可用性、連續(xù)性以及接收機(jī)功耗均有較大影響,例如國際全球衛(wèi)星導(dǎo)航系統(tǒng)服務(wù)組織(International GNSS Service)提供GPS系統(tǒng)導(dǎo)航衛(wèi)星在運(yùn)行軌道上的位置、速度和星載原子鐘時(shí)鐘信息,顯然GPS接收機(jī)收到上述信息后能夠有效提高定位精度,詳見http://en.wikipedia.org/ wiki/Software_GNSS_Receiver相關(guān)內(nèi)容。

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