common-GPS是如何工作的

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参考手册目录

GPS导航基本信息


GPS系统即GNSS: GPS导航基本信息。

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绝大多数的民用GPS接收机使用的是在GPS L1频段(1575.42Mhz)的伪距数据(C/A code),同时也可以选择接收SBAS DGPS修正信号以达到米量级的精度。

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更加昂贵和先进的民用GPS接收机可以在现有基础上采用载波相位平滑与载波相位修正(RTK)技术,并且使用L2 频段(1227.60Mhz)的semi-codeless tracking进行实时当地电离层修正,这样可以达到厘米甚至毫米级精度。

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一些更加先进的GNSS接收机可以综合DGPS与RTK修正信号,并且同时可以接收其他的GNSS系统(GLONASS和GALILEO)的信号与其他的频段(L2C,L5…),以增加精度和可靠性。

军用GPS接收机可以解码L1和L2频段的P(Y)代码,可以达到基本伪距数据方法十倍以上的实时精确度。


GPS的多重路径:

多重路径会造成GPS定位的错误,并且难以检测与补偿。 利用尽可能多的导航卫星,同时使用多个GPS接收机工作可以过滤掉多重路径的影响。

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GPS干扰信号的传输:

电离层干扰和磁场风暴(太阳活动)会导致信号延时。 使用SBAS与L1/L2 解码可以部分补偿信号延时带来的影响。

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同时进行L1/L2 频段解码可以使用差分实时电离层修正。 不同于SBAS广播电离层修正,这个方法更符合当地电离层情况。

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民用新频段(L2C,L5)将会带来的信号强度与定位精度的增强,这将会在新导航卫星投入使用后实现(2015-2020)。


GPS在不同状况下的使用情况

以下数据可以被试做是了解GPS理论极限的基础。

最基本的一条,晴朗的天空视野是保证自动飞行任务安全的关键!

GPS 3D精度:

开阔的场地(晴朗的天空视野): 2.5 m

极端多重路径情况(后院或者在建筑物之间): 26 m

室内: 55 m

GPS信号的有效性:

开阔的场地(晴朗的天空视野): 99%

极端多重路径情况(后院或者在建筑物之间): 83 %

室内: 14 %


有关DGP修正:

DGPS修正只使用伪距数据。SBAS是DGPS修正的一种形式,可以从地球同步卫星获得信号。 SBAS是DGPS修正的一种形式,可以从一个或多个地球同步卫星获得信号。

地球上的不同区域有特定的SBA系统: 北美是WAAS,欧洲是EGNO,日本是MSAS。

DGPS修正可以达到米量级精度(免费)或者分米量级精度(付费)

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有关RTK修正:

RTK修正需要使用载波相位数据、付费的GPS和RTK基站或者RTK基站网络通过modem或者互联网发出的广播修正信号。
RTK适用于慢速移动或者静态的使用(例如搜索或者农业),可以达到厘米或者毫米量级精度。

RTK


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