基于GPS25LP和GPSl5L的简易伪距差分系统设计与试验

O 引言
GPS系统的精密定位服务(PPS)不对外开放，普通用户只能使用C／A码的标准定位服务(SPS)，虽然美国政府已经取消实施选择可用性(SA)政策，采用C／A码的GPS接收机定位精度可以达到25 m(95％置信度，二维水平平面误差)，但仍然满足不了某些系统的需要。差分GPS技术可以提高实时定位精度，得到米级，甚至亚米级的定位精度。国际海事无线电技术委员会(RTCM)于1983年为差分GPS业务设立了SC-104专委会，以论述用于提供差分GPS业务的各种方法，并制定数据格式标准。目前各GPS厂家生产的GPS接收机，除了编制自己的专用格式外，基本上都具有接收符合RTCM SC-104标准格式的差分数据接口，且接收机价格在GPS竞争激烈的今天已日趋合理。又由于目前能发送RTCM SC-104电文的差分GPS基准站都是国外厂家生产的，价格昂贵，高达几万至十几万元，而GPS-OEM(原始设备制造商)板的价格便宜，不足千元就能买到，使用起来也比较灵活，利用GPS-OEM板设计的DGPS基准站同样可以达到较高的定位精度，所以具有很大的实用价值。

1 伪距差分GPS原理
伪距差分GPS具有精度高等诸多优点，是目前用途最广的一种差分GPS技术，RTCM SC-104标准和几乎所有GPS接收机的差分定位均采用这种技术。在伪距差分GPS系统中，基准GPS接收机可精确地求出基准站的地心坐标，并收集全部卫星的星历文件，计算出每一时刻所有可见，星的地心坐标，从而得到各个卫星到基准站的真实距离Rj，同时基准GPS接收机测量出全部可见卫星的伪距为：

式中：△tb为基准站接收机钟差；为卫星星历误差和卫星钟差；为电离层延迟；为对流层延迟；为多径效应延迟；vb为接收机测量误差。测量出的伪距包含各种误差，与真距不同，此误差就是伪距修正数：

从式(6)可以看出，修正后的伪距基本消除了卫星星历误差、卫星钟误差、电离层延迟和对流层延迟、移动站接收机利用该修正后的伪距进行定位解算，可以得到更精确的定位结果。
差分GPS基准站就是完成所有可视卫星差分修正数和修正数变化率的解算，并按照RTCM SC-104标准格式广播给一定范围内的用户，使其得到更高的定位精度。