基于位置差分的卫星定位误差校正系统的研究与实现

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随着全球卫星导航技术的发展,越来越多的定位方式可供选择,为准确的位置服务和利用位置信息挖掘其他相关信息提供了基础。但由于多种误差对定位的影响,一般5-10(米)级定位精度难以满足用户对定位精度更高的要求。使用伪距差分、载波相位可以到到米级、厘米级的高定位精度,但是使用成本高,计算复杂,无法开展普及。从定位模块、数据传输、误差校证准确性、使用成本出发,系统分析位置误差的来源、误差与定位精度的相关性、校正误差的方法。最后通过位置差分校正卫星定位误差,达到利用差分定位提供(1-1.5)米级定位精度,为实现低成本、双模单频定位模块达到米级定位精度提供了一种新思路。研究的主要工作如下:1)对当前主要的GPS/BDS全球定位系统的组成进行阐述,GPS、BDS定位精度受到多种误差的影响,对上述误差来源进行分析总结,所有的误差主要由差分定位校正,以实验数据说明差分定位下的三种不同差分定位的定位精度。经综合比较后,选择位置差分作为研究基础相对其他两种的差分的实用性与准确性。2)通过单点定位、位置差分定位实验数据分析有无位置差分的定位精度,进一步证明位置差分在定位上的进步性。以位置差分为基础实现定位,对影响位置差分定位具体因子进行分析。主要影响位置差分校正误差的是两者之间的距离因子R和接收机本身的测量值,采用DOP加权的卡尔曼滤波提高接收机测量值、多基站选择算法为移动站选择就近基站误差进行校正,两种因子相结合,更准确地校正移动站的定位精度。3)设计系统的硬件和软件:硬件采用低成本双模单频接收机、单片机、GPRS模块搭建了基站和移动站。软件以远程服务器PHP编程的后台系统、C语言编程的移动站系统,组建了一个基站+移动站+服务器系统。实现了实时定位、实时校正误差的系统功能,并针对应用提供了应用接口供用户使用,最后集成为一个完整的卫星定位误差校正的解决方案。通过实验数据证明位置差分校正卫星定位误差的可靠性与准确性。
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