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载波相位差分

/carrier phase differencing/
条目作者王梦丽

王梦丽

最后更新 2022-01-20
浏览 215
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实时处理两个测站载波相位观测量的差分定位方法。

英文名称
carrier phase differencing
所属学科
测绘学

基本原理是参考站上的接收机连续观测卫星,移动站接收自身卫星载波的同时,又接收来自参考站的载波观测量和参考站坐标,实时地处理数据,解算自身的坐标结果。由基准站通过数据链实时将其载波观测量及站坐标信息一同传送给流动站,流动站接收全球导航卫星系统(GNSS)卫星的载波相位与来自基准站的载波相位,并组成相位差分观测值进行实时处理,能实时给出厘米级的定位结果(如图所示)。实现载波相位差分的方法有两种:改正法和求差法。前者与伪距差分相同,基准站将载波相位修正量发送给流动站,以改正其载波相位,然后求解坐标。后者将基准站采集的载波相位发送给用户台进行求差解算坐标,利用参考站和移动站上载波相位观测值求差实现定位,具有单差、双差、三差求解模型。前者为准实时动态(real time kinematic,RTK)技术,后者为真正的RTK技术。

载波相位差分原理示意图载波相位差分原理示意图

RTK技术有着一定局限性,主要表现为:用户需要架设本地的参考站,使流动站和参考站距离受到限制。网络RTK技术解决了上述局限。网络RTK系统是集互联网技术、无线通信技术、计算机网络管理和GNSS定位技术于一身的系统,包括控制中心、固定站和用户3个部分。控制中心为整个系统的核心,它是通讯控制中心和数据处理中心。它通过通讯线与所有的固定参考站通讯,通过无线网络(GSM,CDMA,GPRS)与移动用户通讯。由计算机实时控制整个系统的运行。网络RTK的网络中,各固定参考站将所有的原始数据通过数据通讯线发给控制中心,移动用户在工作前,先通过GSM的短信息功能向控制中心发送一个概略坐标,控制中心根据用户位置,由计算机自动选择最佳的一组固定基准站,根据这些站发来的信息,整体地改正GNSS的轨道误差,电离层、对流层和大气折射引起的误差,将高精度的差分信号发给移动站。这个差分信号的效果相当于在移动站旁边,生成一个虚拟的参考基站,从而解决了RTK作业距离上的限制问题,并保证了用户获取数据的精度。

  • 隋海燕.GPS RTK的测量原理及应用.北方交通,2009,(4):16-18.
  • 杨杰,张凡.高精度GPS差分定位技术比较研究.移动通信,2014,(2):54-64.

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