GPS定位模式分析

GPS定位模式分析（共10篇）

GPS定位模式分析 篇1

导航技术应用价值在于定位位置、指导人们行进线路,GPS定位技术是美国研发的在全世界第一个投入应用的卫星导航系统,其各项技术相对成熟,系统性能稳定。我国自主研发的北斗导航系统是一种能够全天候提供卫星导航信息的导航系统,它的出现打破了GPS定位技术的市场垄断,对于促进我国导航事业的发展有着重要的作用。基于以上,本文对北斗导航与GPS定位技术在航海定位中的应用进行了对比分析,旨在进一步促进我国航海技术的发展。

1 北斗导航与GPS定位技术概述

北斗导航和GPS定位技术都属于卫星定位技术的范畴,由地球监控设备、用户终端以及卫星网络组成,地球监控设备的主要功能是将采集到的指令传输给卫星系统,同时能够对卫星状态进行监测,并对采集到的数据进行分组处理,卫星网络系统的主要功能是传输并转发信号,用户终端的主要功能是接收卫星系统发来的信号,并对定位报文进行解析,从而计算并确定自身地理位置。下面来简要分析北斗导航系统与GPS导航系统的原理。

1.1 北斗导航系统原理

北斗导航位置定位有着主动性、精准性和有源性的特点,能够全双工传输数据,但其到达区域有限,这就使得其服务范围有着一定的局限性。北斗导航系统架构由3部分组成:1)空间部分:空间部分主要由两颗工作卫星和一颗备用卫星组成,卫星与地球同步运动,轨道高度为36 000km,两颗工作卫星的坐标分别为(80°E,0°)和(140°E,0°),备用卫星的坐标为(110.5°E,0°),空间部分卫星不具备导航电文发射功能,且没有原子钟,其主要功能是进行地面中心站和用户站的双向信号中继传输,覆盖面积为地球面积的42%[1];2)地面中心控制系统:主要由地面中心站、测轨站及数十个地面参考标校站等组成,其中地面中心站配置了电子高程图,主要功能包括卫星定位、测轨以及调控卫星等,对导航定位参量数据进行搜集和校正,能够实现用户位置的精确测定;3)用户终端:用户终端指的是收发器,其带有定向天线,能够接收卫星传来的信号,并发射相关通信请求。

北斗导航系统定位工作过程如下:1)地面控制中心将询问信号发送给空间部分的两颗工作卫星;2)空间部分工作卫星接收到询问信号之后,利用卫星转发器将询问信号转发给服务区用户;3)服务区用户对其中一颗工作卫星的询问信号进行响应,同时将回应信号发送给另一颗工作卫星[2];4)工作卫星接收到响应信号之后,利用卫星转发器将响应信号转发给地面控制中心;5)地面控制中心对接收到的用户响应信号进行解读,明确用户申请服务内容,以数值地图计算为基础,对用户所在地的三维坐标进行计算,之后将相关信息发送给空间部分工作卫星;6)空间部分工作卫星接收到坐标资料或通信内容等信息之后,利用卫星转发器转发给用户,从而实现定位。可以看出,在整个北斗导航系统定位工作过程中,空间部分工作卫星相当于地面控制中心和用户之间通信的中转站。

1.2 GPS导航系统原理

GPS导航系统主要由1个MCS主要控制台、4个地表天线站以及6个监控系统等3部分组成,用户设备是GPS导航系统数据的最终目的地,通过接收机来接受GPS卫星发送的信息,以GPS卫星固定角度获取测量卫星,并跟踪捕获卫星数据,获取导航报文,最后计算出用户设备的定位数据,例如经纬度数据、速率数据等。

当前GPS定位技术方法种类繁多,但原理基本一致,都是以GPS卫星为测量中心点,至少需要4颗卫星,确定为卫星坐标,进行空间距离的后方交会,通过数学建模方法来进行定位[3]。根据GPS卫星的运动状态可以将GPS定位算法分为动态定位算法和静态定位算法两种,根据参考物选取可以分为相对定位算法和单点定位算法两种,一般采用伪距法进行定位计算,此外,载波相位测量以及多普勒定位等方法也可以在GPS定位中应用。

2 北斗导航与GPS定位技术在航海定位中的实验对比

对北斗导航和GPS导航在航海定位中的应用进行对比实验,以AIS船载自动识别系统为基础,获取船舶航行过程中的相关信息或信号,例如海岸基站信息、周围船舶信息等,并将这些信息转发给岸上终端系统[4]。在此过程中,AIS船载自动识别系统会将搜集到的信息传输到北斗导航卫星或GPS导航卫星上,经过卫星的转发到达控制中心。控制中心利用AIS解码、多基站信息融合等技术来处理船舶航行信息,并将其存储到数据库中,监控系统会读取数据库中的船舶信息并将其显示在电子屏幕上,这就能够实现对船舶的定位,并实现对船舶航行的实时、动态监控。

北斗导航系统船舶定位和GPS导航系统船舶定位的精准度对比如表1所示,每隔2s获取以此船舶航行相关数据信息,每隔482m长度设置一条极限,需要注意的是,北斗导航系统船舶定位测试的数据类型与GPS导航系统船舶定位测试的数据类型有着一定的差别,前者测试数据类型为检测相位大小以及B1速率和B2速率伪距,后者测试的数据类型为L1、L2以及C1、P2,截至高度角控制在15°。

由表1可知,北斗导航系统船舶定位的相位精度在4.1mm~5.1mm之间,而观察准确度在0.32m~0.43m之间,这两个精度指标与GPS导航系统船舶定位基本相等。

测试卫星高度角对船舶定位精准度的影响,采集不间断的十组历元分组数据,计算北斗导航系统船舶定位和GPS导航系统船舶定位的准确度结果进行计算,去除不精确结果,得出高度角匹配精度预估值,之后进行平均值的计算。

测试结果表明,对于北斗导航系统船舶定位来说,随着卫星高度角的增加,船舶定位精准度也随之增加,随着卫星高度角的降低,船舶定位精准度也降低,而在GPS导航系统船舶定位中,这种关系依然存在,相较于北斗导航系统来说,GPS导航系统的这种相关度更加稳定,历元有着较好的信号接受能力,能够接收卫星的数量也更多。北斗导航系统船舶定位中的历元MEO卫星数量波动较大,GEO卫星相对稳定,但从准确性方面来看,北斗导航系统船舶定位要更优良一些。

综上所述,在卫星高度角较小的基础上,相较于GPS导航系统船舶定位来说,北斗导航系统船舶定位的精确性更优良。

3结论

综上所述,北斗导航系统能够实现全球范围内的导航和定位,其在航海领域中的应用至关重要,通过对比分析可知,北斗导航系统航海定位精度和准确度更加优良,能够实现定位导航、精密授时以及报文通信等众多功能。北斗导航系统在航海定位中的应用能够有效促进我国航海技术的进一步发展。

摘要：本文从北斗导航与GPS定位技术概述入手,分析了二者的原理,通过对比实验来对比了北斗导航系统船舶定位和GPS导航船舶定位的精度,对比分析可知,作为我国自主研发的导航和定位技术,北斗导航航海定位有着一定的优势,其对于促进航海技术的发展有着积极的意义。

关键词：北斗导航,GPS导航,航海定位,对比

参考文献

[1]王阅兵,游新兆,金红林,等.北斗导航系统与GPS精密单点定位精度的对比分析[J].大地测量与地球动力学,2014(4):110-116.

[2]杨琰.北斗卫星导航系统与GPS全球定位系统简要对比分析[J].无线互联科技,2013(4):114,131.

[3]武英洁.船用北斗/GPS联合导航终端的研究[D].大连:大连海事大学,2010.

[4]郭晋.北斗与GPS导航定位系统对比分析研究[J].科技资讯,2011(28):60.

GPS定位模式分析 篇2

单基站差分GPS定位精度的分析与检验

分析了影响单基站差分GPS测量的主要误差因素,研究了不同基线长情况下广播星历、电离层和对流层延迟等误差对单基站差分GPS数据精度的影响程度及规律,通过设立双基站测量、与精密单点定位软件处理比较等方法检验了单基站差分GPS数据精度,得出了在用单基站差分GPS测量系统满足一定精度要求的.结论.

作 者：焦海松 李锋 张松 李颖 JIAO Hai-song LI Feng ZHANG Song LI Ying 作者单位：63880部队,河南洛阳,471003刊 名：全球定位系统英文刊名：GNSS WORLD OF CHINA年，卷(期)：200934(1)分类号：P207关键词：单基站 差分GPS 精度分析

GPS定位模式分析 篇3

关键词：工程测绘；GPS定位测量技术；GPS-rtk技术

开展地质工程测绘工作，是地质勘探事业的重要组成部分，对国家经济发展具有重要推动作用。传统工程测绘方法比较落后，且效率低下，无法满足对测绘工作的精确度要求。目前，GPS定位测量技术不断发展，被广泛应用在工程测绘中，并发挥良好的测量效果。

1.GPS定位测量技术优势

GPS定位测量技术主要以卫星导航作为载体，并在此基础上形成的定位系统（如图1所示）。该技术定位功能强大，主要体现在定位功能具有实时性上，且定位功能兼具连续性，进而能够满足工程测绘需要。

通常情况下，GPS定位测量技术主要是指GPS静态测量定位及实时定位（GPS-rtk）技术，要想实现GPS定位测量技术，要构建以下三部分内容，即空间部分、地面控制部分、用户设备部分。本文主要是探讨GPS-rtk测量技术在工程测量中的应用。与传统工程测绘测量方式相比，GPS-rtk测量技术具有以下几点使用优势：

（1）操作方便：在进行常规测量工作时，各个观测之间无需达到透视效果，即可实现工程测绘工作的主要目标。

（2）节省成本：GPS-rtk接收机操作方便，且能够实现自动观察、测量目标，无需大量人力物力即可达到满意的测量效果。

（3）定位精确：采用GPS-rtk接收机完成工程测绘，可对各测点三维坐标进行准确定位和测量，测量值的准确性显著优于传统工程测量方式。

（4）实时监控：GPS-rtk接收机成本低，可满足多数工程测绘需要。同时，GPS卫星的分布比较均匀，且卫星数量较多，因此可对测区实施连续监控、观测，在这个过程中，测量工作基本不会受到自然环境和天气变化的制约、影响。

（5）等精度：采用GPS-rt技术所测设的所有点具有相同的精度。

2.GPS定位测量技术在工程测绘中的实际应用

2.1工程测绘实例探究

以某测绘工程实例作为探究对象，进一步说明GPS定位测量技术在工程测绘中的实际应用效果、适用范围及使用前景。本测绘工程为某市开发区工程测量工作，测量范围为37km2。由于所测位置在城市的边缘部位，因此地势比较平坦。但是，所测范围内既有需要重点保护的建筑物，也有很多在建工程，因此权属关系比较复杂。

2.2实测准备

考虑到常规测量方法的局限性，结合本次工程测绘工作的实际需要，决定采用GPS-rtk测量技术完成本次测量工作。采用双频 GPS-rtk接收机（Trimble 5700）。rtk垂直精度为：±（20 mm+1ppm*基线长度）：水平精度为：±（10 mm+1ppm*基线长度）。同时，在所测区域找到四个或四个以上GPS点，将其作为测量工作的公共点，坐标转化采用“WGS-84”坐标系实施。

2.3实际操作

布置基准站，可将其布设在所测区域内的最高点位中，充分采用相应控制点位的坐标，并对其转换参数进行求解。与此同时，要充分利用其他控制点，测出其坐标进行检核，进而对所解参数的真实性和准确性进行有效检验。另外，确定参数正确后，要将所解参数及时输入至其他流动站中，实现GPS定位测量技术的数据收集功能。针对建筑物比较集中的区域，因受接收卫星高度角的影响，GPS-rt无法施测的情况下可采用GPS-rtk技术在密集建筑物的外围进行加密图根点，配合全站仪测绘，从而进一步满足工程测绘需要。另外，按照此次工程测绘需要，要将相关点位布置为网状结构，同时按照测量需要及GPS-rtk相关测量规范对图根控制点进行加密，进一步提高控制网体系自身的安全性。

2.4基线布设

利用GPS-rtk技术对工程测绘中相关基线进行布设，通常要考虑到季节因素对其的影响。因此，基线布设作业往往在春季进行，不仅能够为操作人员实地测量工作提供便利条件，也能够实现对你所测范围的实时监控。若工程测绘基线布设任务量大且工期又比较紧，需要立刻施测，则要按照实际情况，選择正确的时间段来利用GPS-rtk技术来完成基线的布设，这样才能有效提升GPS-rtk的作业效率。

2.5定位测量

在传统测量方法下，通常采用交会法求出各工程控制点的坐标，并在此基础上开展一般性的测绘工作。这种方法不仅浪费人力、物力，同时也对测量过程中各工程控制点相互之间的通视条件具有较高的要求。与此相较，采用GPS-rtk技术测量定位首级控制点位时，则不需要考虑控制点之间的通视条件，点位的选择比较自由，也不受控制点之间的距离限制，且求出的各控制点精度相同。值得工作人员注意的问题是，在进行定位测量工作时，针对任务区比较复杂的区域，要做好事先踏勘踩点，可以充分利用GPS-rtk测设点具有等精度的优势可以适当的多做一些控制点以便不测之需，进而为测量工作的顺利实施奠定基础，并在此基础上对测量成果的精度提供有效保障。

2.6实测结果

GPS-rtk技术能够克服通视条件及自然因素的影响，不仅能够快速完成测量任务，还能保证测量值的准确性。本次测量任务实测结果见表1。

通过表1可以看出，本次工程测绘任务采用GPS-rtk技术，其测量值误差非常小，可满足工程测绘的实际需要，且测量值误差较小，未出现粗差，完全符合GPS-rtk技术规范要求。

3.实际工作中要注意的问题

根据多年实际工作经验，认为GPS-rtk技术具有良好的使用优势，但是在实践工作中往往也会出现一定问题。例如，测量数据解算（形成固定解）时间较长或无法获得固定解。针对这种状况，首先要考虑所测区域范围内是否存在具有反射性质的物体（如大面积水域等）所产生的多路径效应，对接收机接收的信号产生不良影响。同时，也要实时查看任务区的星历预报，考虑是否是卫星分布状况不佳所造成的，进而采取相应的措施进行处理，如提高接收信号的截止高度角、远离易产生多路径效应的场所及错开星历状况不好的时间段进行测量等方式进行改善。再如，测量工作中经常出现各类外界无线电干扰的情况。针对于这种问题，可以在数据不稳定的时候，观察流动站信号和邻近电台的频率是否一致，这种问题会直接影响数据的采集，可以通过更新电台频率的方式加以解决。

结束语

综上所述，将GPS定位测量技术应用到工程测绘工作中，不仅可以满足测量对精确度的要求，也可以提高测量工作的实际效率，进而为相关部门规划、设计提供详实的基础资料，可发挥良好的经济效益和社会效益。同时，利用GPS定位测量技术，不仅能够准确测量所测位置的地理坐标，还能有效结合数据处理功能，进而计算出准确的工程测绘数据。同时，GPS定位测量技术使用灵活，且简单易行，能够有效提高测绘质量和测绘效率，在工程测绘中具有广阔的应用前景。

参考文献：

[1]付骏.工程测绘中GPS定位测量技术的优势与应用[J].江西建材，2013，06：312-313.

[2]郭倩倩，李辉.工程测绘中GPS定位测量技术的重要作用分析[J].中国高新技术企业，2014，16：116-117.

[3]柏在锐.工程测绘中GPS定位测量技术的优势与应用[J].低碳世界，2014，09：140-141.

GPS定位模式分析 篇4

精密单点定位(Precise Point Positioning,PPP)技术采用单站GNSS观测数据,利用精确已知的卫星星历和钟差,基于载波相位观测值可以实现毫米至分米级高精度定位[1],目前,随着GPS在高精度测量、低轨卫星精密定轨、航空测量和地表形变监测等领域的广泛应用[2],针对GPS PPP的定位技术基本理论得到了巨大的发展,在工程应用中占据了重要地位[3]。

随着BDS系统全球化实施和系统服务能力的逐渐提升,基于BDS的PPP技术及其工程应用得到了国内外许多学者的关注[4,5]。目前,基于实测数据已经对BDS的PPP精度进行了初步验证[6,7],分析表明BDS精密单点定位单天静态解可达1~2 cm[8,9],动态单天解可达4~6 cm[10],略差于GPS PPP定位结果,推测导致定位精度差的原因在于BDS的轨道和钟差精度较低[7,8]。另外,有些学者对BDS/GPS双频非组合PPP的定位性能也进行了初步的评估[11]。

在GNSS精密单点定位工程应用实践中,除了定位结果的精度之外,实时性也是阻碍PPP技术推广应用的重要因素之一[2,7],PPP的实时性主要体现在2个方面:一方面体现在轨道和钟差产品的时效性;另一方面体现在PPP定位技术本身的收敛速度。针对轨道和钟差产品的时效性,IGS成立实时产品组并开展相应的实时产品试验;针对PPP定位技术本身的收敛速度[10],提出了基于宽巷Fractional Cycle Biases(FCBs)方法,用以提升GPS PPP的收敛速度,但是这种方法除了需要产品分析中心提供轨道和钟差产品外,还要求必须提供宽巷FCBs[8,9],同样不适于实时的工程应用实践。

与GPS系统以Medium Earth Orbit(MEO)组网不同,当前BDS采用了特殊的卫星星座布局(5颗GEO、5颗IGSO和4颗MEO),导致不同地域用户观测的卫星数目和卫星结构存在差异,这些对BDS PPP精度和收敛速度产生的不利影响,需要进行定量分析。此外,BDS作为全球卫星导航系统的重要组成部分,对于GNSS精密单点定位的性能提升,同样需要重点分析,这些对于开展BDS PPP及GPS/BDS联合PPP工程应用实践具有重要的作用。

1 PPP测量模型

GPS/BDS PPP基于非差载波和伪距双频无电离层组合作为基本观测量,若以Øsr,LC和Psr,LC分别代表载波相位和伪距的电离层无关组合观测量,则其表达式为[12,13]:

式中,Prs,LC和Ørs,LC的表达式为[14,15]:

式中,Ci和Cj为电离层无关组合的比例系数,其值可用公式计算。

式中,fi和fj分别为载波Li和Lj观测量的频率;Bsr,LC为载波相位偏差;dØsr,LC为载波相位误差改正数,其表达式为:

式中,λi和λj分别代表载波Li和Lj的波长;dr,pco,i和dr,pco,j分别代表不同频率接收机相位中心偏差改正量;dspcv,i(θ)和dspcv,j(θ)为卫星不同频率上的相位中心变化改正量;dspco,i和dspco,j为卫星不同频率对应的相位中心偏差;dspcv,i(θ)和dspcv,j(θ)代表不同频率接收机相位中心变化改正量;drT,disp为站的潮汐负荷改正;Øpw为相位绕缠改正。

2 精密单点定位测量模型

在动态卡尔曼滤波PPP技术中,由于采用非差载波和伪距双频消电离层组合观测量,电离层一阶延迟被消除(高阶电离层延迟量值小,可以忽略),然而,对流层延迟无法通过消电离层组合进行消除,主要基于高斯马尔科夫过程进行估计,即在卡尔曼滤波方程中,除了需要估计用户站位置和模糊度相位偏差参数外,还需要同步估计对流层天顶延迟和梯度参数,下面将对PPP的滤波方程进行详细介绍。

以GNSS非差载波和伪距消电离层组合观测量为例,在滤波方程中,需要估计的状态矢量主要为:

伪距和载波双频消电离层组合观测向量y为:

测量模型矢量和设计矩阵采用如下公式计算:

式中,ri为卫星i的质心位置;rr为接收机r的天线位置;δar为卫星i的相位中心偏差;δpi为卫星i的相位中心变化偏差;δai为接收机r的天线相位中心偏差;δrr,tide为接收机r位置处的地球潮汐;δpr为接收机r的天线相位中心变化偏差;eri为接收机r和卫星i间的单位方向矢量;Azri和Elri分别为接收机r到卫星i的方位角和高度角;ZT,r和ZH,r分别为对流层天顶总延迟和干延迟;GN,r和GE,r分别为对流层北向和东向梯度;DMT,r为对流层延迟的偏导数[13,14,15],I为单位矩阵。

伪距和载波相位消电离层组合测量误差的协方差阵如下所示:

式中,δiØ,LC和δiP,LC分别代表双频消电离层载波和伪距测量噪声,EKF时间更新过程的状态转换阵和系统噪声如下:

τr=tk+1-tk代表接收机采样间隔;QT和QLC代表对流层和消电离层相位偏差系统噪声协方差阵。通过求解EKF滤波方程,可以获得用户站坐标位置和消电离层载波相位偏差。

值得说明的是,在本文对流层延迟估计中,采用的对流层干延迟和湿延迟投影函数虽然均基于NMF,但其投影函数实现有所差异。

3 试验结果与分析

本文基于IGS Multi-GNSS Experiment(MGEX)提供的数据进行试验分析,选择3个站(站的基本信息如表1所示),时间段为2015年5月10日~2015年5月16日共7天的数据(年积日为130~136),值得说明的是:为了分析和比较北斗星座结构对北斗精密单点定位性能影响,特别选择了北斗星座结构分布较差的POHN和MAYG站,2站在该时间段的BDS Geometric Dilution of Precision(GDOP)均值约为5.3和8.7。

为了分析BDS卫星星座结构对BDS PPP定位精度的影响,首先基于XMIS、POHN和MAYG三个站的数据,采用BDS动态PPP计算其位置坐标(BDS PPP处理策略如表2所示),并与已知精确坐标进行比较,统计其NEUP(北/东/高程/位置)分量的差异(如表3所示),同时给出了3个站单日BDS动态PPP定位结果时间序列图,如图1、图2和图3所示。

(单位:m)

基于表3可以得到,XMIS、POHN和MAYG三个站虽然基于同一组精密星历,采用了相同的处理策略,但是定位结果却存在巨大的差异,3个站BDS动态PPP三维定位精度分别为0.20 m、1.26 m和2.65 m。图1、图2和图3直观地反映出3个站在定位精度、收敛时间和定位结果的稳定性方面存在着巨大的差异(图3的MAYG站在GPS时间16~24时)无定位结果,主要由于有效观测卫星数目小于3,无法实现PPP)。

XMIS、POHN和MAYG三个站定位结果存在巨大差异的原因主要在于卫星观测结构存在巨大的差异(表1的GDOP存在差异),为了进一步分析这种影响,图4和图5分别给出了3个站的单天卫星观测数目和GDOP时间变化。

图4和图5反映出XMIS、POHN和MAYG三个站GDOP存在明显差异,导致GDOP存在差异的主要原因为卫星数量变化,这是导致3个站定位结果存在明显差异的主要原因。理论分析如下:目前BDS事后精密轨道位置精度略差(GEO约为1~2 m,IGSO/MEO精度较高,优于10 cm),根据误差传播定律:当GDOP为3时,收敛条件下,假定BDS轨道整体精度为3~10 cm,则定位精度约为6~30 cm;当GDOP为20时,如果不依赖历史数据平滑,在BDS GEO精密星历1~2 m的条件下,采用单历元数据进行北斗动态定位时,定位精度会恶化到5~8 m,如MAYG站的初始时刻。因此,卫星数量变化引起GDOP变化是引起精密BDS PPP定位差异的直接原因,同时BDS精密星历的精度(尤其是GEO卫星)也是引起BDS PPP定位结果差的重要因素。

此外,图1结合图4和图5反映出,XMIS在20时后,虽然GDOP并无明显变化,但是卫星数目呈现增加,同时后续的定位结果呈现较大的波动。原因分析为:新增卫星的模糊度参数方差进行了重新初始化,需要较长观测累计才能趋于稳定,导致后续定位结果的稳定性较差,同样的情况还反映在图2和图4的POHN站的1时(GPST),在增加卫星后,GDOP值减小,但是定位结果却呈现出增大的波动性。

上述分析表明,对于类似POHN和MAYG的站,其卫星观测结构较差,在工程实践中,是无法单独基于BDS PPP来实现高精度的动态定位,考虑到目前GPS PPP已经在工程实践中得到了广泛应用,能否将BDS数据作为有效的补充,开展BDS/GPS联合PPP,提升PPP的定位性能呢?下述设计了2种处理策略进行论证分析:策略1基于单GPS系统进行PPP定位;策略2基于BDS/GPS联合PPP,分别计算XMIS、POHN和MAYG三个站的位置坐标,并与已知值进行比较,统计NEUP分量差异及收敛速度,如图6和图7所示。

图6表明,当纳入BDS观测数据后,BDS/GPS联合PPP定位性能略微改善(位置精度提高1~2 cm),但是这种精度改善并不明显,推测主要是BDS精密星历、Difference CODE Bias(DCB)和BDS卫星天线相位中心模型的精度和GPS存在一定差异,通过等权联合处理,其改善极其有限。图7反映出纳入BDS系统后,可以显著地提高PPP的收敛时间,提高约20%~45%左右,尤其是针对MAYG站,虽然单独的BDS观测数目和观测结构并不理想,但是对于BDS/GPS联合PPP的收敛速度有了显著提高,提高近20 min。

4 结束语

BDS采用了特殊的卫星星座布局,导致不同地域用户观测的卫星数目和卫星结构存在差异,本文基于XMIS、POHN和MAYG站的数据讨论了BDS星座结构对BDS PPP定位性能影响,同时分析了BDS观测数据对BDS/GPS联合定位性能的影响。

本文分析表明,卫星数量变化引起的星座结构变化是导致BDS动态PPP定位精度差的主要因素,同时BDS精密星历精度和卫星频繁升降变化同样制约BDS动态PPP定位性能。目前,对于BDS星座结构较差的用户站而言,无法实现高精度BDS动态PPP定位,但是联合GPS进行联合PPP动态定位会极大提高PPP的收敛速度,同时对定位精度略有改善,本文的结论可为BDS动态PPP的动态实践应用提供良好的理论支撑。

摘要：北斗特殊的卫星星座布局导致不同地域用户的卫星观测结构存在差异,基于XMIS、POHN和MAYG站的数据讨论了北斗星座结构对精密单点定位(PPP)技术定位性能的影响,分析了BDS观测数据对BDS/GPS联合PPP定位的改善。分析表明,北斗卫星几何结构和卫星频繁升降是导致北斗动态PPP定位精度差的重要原因,因此,对于北斗系统地面观测条件较差的用户站而言,无法基于单北斗动态PPP实现高精度定位,但是可将北斗系统作为有效补充,采用BDS/GPS联合PPP动态定位方式进行高精度定位,虽然该方式对定位精度改善不明显,但是可有效改善收敛速度(约为20%~45%)。

GPS定位模式分析 篇5

GPS RTK 定位技术在地籍测量中的应用及分析

基于全国第二次土地调查,介绍了基于全球定位系统(GPS)的实时动态(RTK)定位技术,提出了运用RTK定位技术在地籍测量中应用的新方法,利用实例证明了其可靠性.

作 者：牛志国 余正昊  作者单位：牛志国(大连市征地事务服务处,辽宁,大连,116011)

余正昊(山东交通学院土木工程系,山东,济南,250002)

刊 名：黑龙江科技信息 英文刊名：HEILONGJIANG SCIENCE AND TECHNOLOGY INFORMATION 年，卷(期)： “”(15) 分类号：P2 关键词：RTK定位技术   地籍测量  

GPS定位模式分析 篇6

为了实现GPS单点定位达到厘米级精度, 必须解决如下关键问题: (1) 在定位过程中需要同时采用相位和伪距观测值; (2) 卫星轨道精度需达到厘米水平; (3) 卫星钟差改正精度需达到纳秒量级; (4) 需要考虑更精确的误差改正模型。实质上, 卫星位置和卫星钟差是影响精密单点定位精度的重要因素。本文主要从IGS提供的各种精密星历和钟差改正相关产品着手, 利用国际著名导航定位软件BERNESE 5.0进行计算, 分析快速星历和最终星历以及不同采样间隔星历钟差产品对静态单点定位精度的影响, 进而讨论GPS单点定位技术在城市工程测量中的应用。

1 BERNESE 5.0软件数据处理

到目前为止, 国际上GPS高精度单点定位软件主要有美国喷气推进实验室的GIPSY软件、瑞士伯尔尼大学的BERNESE软件、德国地学研究中心的EPOS软件。

GIPSY软件只供科研使用, 不供商用, 且不提供源代码, EPOS软件应用范围较为局限, 主要在欧洲国家使用, 也是以科研为主, 而BERNESE软件可以商用, 且提供源代码, 使用较为广泛。图1中给出了BERNESE5.0单点定位数据处理的简要流程, 主要包括数据格式转换、钟差改正、误差模型改正、预处理和参数估计, 除了得到测站坐标之外, 还可以选择输出对流层、电离层、接收机钟差等参数的估计结果。

2 IGS精密星历

随着GPS定轨理论和技术的提高, 轨道计算数学模型的完善, 以及全球跟踪站数目的增多和跟踪站分布的改善, IGS确定GPS卫星轨道的精度有了明显的提高。目前, 国际IGS服务局提供的事后精密卫星星历的精度已优于5 cm, 精密卫星钟差的精度已达0.1 ns。其提供的精密卫星星历和卫星钟差产品包括:超快速产品 (U l t r a Rapid) 、快速产品 (Rapid) 和最终产品 (Final) 3种, 它们在精度、时延、更新率和采样率方面是不同的。如表1所示。

由表1知IGS给出的快速星历和最终星历在采样率和精度指标上均相同, 那么快速星历和最终星历对静态精密单点定位精度的影响是否相同, 在实际应用中是否需要等待最终产品解算精密单点定位, 下面将用实例进行比较分析。

3实例数据分析

本文选用北京CORS系统基准站的观测数据, 分别选取超快速星历 (实测部分) 和最终星历, 以及相对应的钟差改正文件, 利用BERNESE 5.0软件进行精密单点定位计算, 假设该站已知的精确坐标为真值, 将两种单点定位结果分别与之求差, 求得点位中误差, 进而比较分析。

为了分析数据处理结果的统计特性, 且避免误差偶然性, 本文将全观测数据分为24个时段, 分别使用两种精密星历进行单点定位计算。图2中给出了使用两种精密星历单点定位的点位误差, 可以看出采用超快星历和最终星历的精度均在±0.06 m之内, 大部分时段是在±0.03 m范围之内, 14:00~20:00之间的误差相对较大, 与广州地区活跃的电离层活动有关, 两种结果相比较, 使用最终星历的单点定位精度相对较高, 但并不明显。

为了更加详细地比较两种精密星历对单点定位结果的影响, 对两种精密星历定位结果的坐标分量分别求差, 图3给出了X、Y、Z分量较差, 可以看出坐标分量较差均在±0.02 m范围之内, 这种差异对于城市工程测量来说影响并不算大, 因此不必等到最终星历的发布, 可以直接使用超快速星历进行单点定位, 从而保证了精密单点定位技术在城市工程测量当中的可用性。

4结语

目前精密单点定位在静态定位方面理论已经比较成熟, 采用高精度GPS计算软件以后处理方式得到的定位结果已完全可以达到厘米级精度。本文分别选取超快速星历和最终星历两种精密星历文件, 利用BERNESE 5.0软件进行计算, 对全天24个时段的结果进行分析, 可以看出, 无论采用何种精密星历以及提供的钟差改正参数, 解算结果均处于厘米级精度水平, 两种测量结果相差甚微, 完全可以满足城市工程测量的日常需要。随着美国GPS现代化的逐步完成, 以及Galileo系统的正式运行, 伪距码和多频观测值的增加, 可以大大提高精密单点定位的精确性和可靠性, 相信精密单点定位技术在城市测量中将会发挥更大的作用。

摘要：本文基于笔者多年从事城市工程测量的相关工作经验, 以GPS单点定位在城市工程测量中的应用为研究对象, 论文探讨了BERNESE5.0软件数据处理流程、IGS精密星历等关键技术, 在此基础上, 笔者结合案例进行了分析, 结果表明精密单点定位完全满足城市工程测量的日常需要, 全文是笔者长期工作实践基础上的理论升华, 相信对从事相关工作的同行能有所裨益。

关键词：GPS单点定位,城市工程测量,BERNESE 5.0,精密星历

参考文献

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[3]张民伟, 郭际明, 黄全义.基于GPS双频P码伪距进行单点定位研究[J].地理空间信息, 2005 (3) .

GPS定位模式分析 篇7

北斗卫星导航系统是中国自行研制的全球卫星定位与通信系统, 是继美国GPS全球定位系统和俄国GLONASS之后第三个成熟的卫星导航系统。系统由空间端、地面端和用户端组成, 可在全球范围内全天候、全天时为各类用户提供高精度、高可靠定位、导航、授时服务, 并具有短报文通信能力, 已经初步具备区域导航、定位和授时能力, 定位精度优于20m, 授时精度优于100ns。

1.1 系统介绍

北斗导航系统是全天候、全天时提供卫星导航定位信息的区域导航系统, 该系统是由空间的导航通信卫星、地面控制中心和用户终端3部分组成:空间部分有2颗地球同步卫星, 执行地面控制中心与用户终端的双向无线电信号的中继任务;地面控制中心 (包括民用网管中心) 主要负责无线电信号的发送接收, 及整个工作系统的监控管理。其中, 民用网管中心负责系统内民用用户的登记、识别和运行管理;用户终端是直接由用户使用的设备, 用于接收地面控制中心经卫星转发的测距信号。

北斗卫星导航系统的建设与发展, 以应用推广和产业发展为根本目标, 建设过程中主要遵循以下原则:

1.1.1 开放性

北斗卫星导航系统的建设、发展和应用将对全世界开放, 为全球用户提供高质量的免费服务, 积极与世界各国开展广泛而深入的交流与合作, 促进各卫星导航系统间的兼容与互操作, 推动卫星导航技术与产业的发展。

1.1.2 自主性

中国将自主建设和运行北斗卫星导航系统, 北斗卫星导航系统可独立为全球用户提供服务。

1.1.3 兼容性

在全球卫星导航系统国际委员会和国际电联框架下, 使北斗卫星导航系统与世界各卫星导航系统实现兼容与互操作, 使所有用户都能享受到卫星导航发展的成果。

1.1.4 渐进性

中国将积极稳妥地推进北斗卫星导航系统的建设与发展, 不断完善服务质量, 并实现各阶段的无缝衔接。

1.2 主要功能

北斗导航系统具有快速定位、简短通信和精密授时的三大主要功能。

1.2.1 快速定位

确定用户地理位置, 为用户及主管部门提供导航。水平定位精度100m, 差分定位精度小于20m。定位响应时间:1类用户5s:2类用户2s:3类用户1s。最短定位更新时间小于1s。一次性定位成功率95%。

1.2.2 简短通信

北斗导航系统具有用户与用户、用户与地面控制中心之间双向数字报文通信能力, 一般1次可传输36个汉字, 经核准的用户利用连续传送方式还可以传送120个汉字。

1.2.3 精密授时

北斗导航系统具有单向和双向2种授时功能, 根据不同的精度要求, 利用定时用户终端, 完成与北斗导航系统之间的时间和频率同步, 提供单向授时100 ns和双向授时20 ns的时间同步精度。

2 GPS全球定位系统

GPS是英文Global Positioning System (全球定位系统) 的简称。GPS起始于1958年美国军方的一个项目, 1964年投入使用。20世纪70年代, 美国陆海空三军联合研制了新一代卫星定位系统GPS。主要目的是为陆海空三大领域提供实时、全天候和全球性的导航服务, 并用于情报收集、核爆监测和应急通讯等一些军事目的, 经过20余年的研究实验, 耗资300亿美元, 到1994年, 全球覆盖率高达98%的24颗GPS卫星星座己布设完成。

2.1 系统与功能介绍

GPS卫星导航系统主要由三部分组成:空间部分、地面控制系统和用户设备部分。

2.1.1 空间部分

GPS的空间部分是由24颗卫星组成其中21颗工作卫星, 3颗备用卫星。它位于距地表20200km的上空, 运行周期为12h。卫星均匀分布在6个轨道面上, 轨道倾角为55°。卫星的分布使得在全球任何地方、任何时间都可观测到4颗以上的卫星, 并能在卫星中预存导航信息, GPS的卫星因为大气摩擦等问题, 随着时间的推移, 导航精度会逐渐降低。

2.1.2 地面控制系统

地面控制系统由监测站、主控制站、地面天线所组成, 主控制站位于美国科罗拉多州春田市。地面控制站负责收集由卫星传回的讯息, 并计算卫星星历、相对距离, 大气校正等数据。

2.1.3 用户设备部分

用户设备部分即GPS信号接收机, 其主要功能是能够捕获到按一定卫星截止角所选择的待测卫星, 并跟踪这些卫星的运行。当接收机捕获到跟踪的卫星信号后, 就可测量出接收天线至卫星的伪距离和距离的变化率, 解调出卫星轨道参数等数据。根据这些数据, 接收机中的微处理计算机就可按定位解算方法进行定位计算, 计算出用户所在地理位置的经纬度、高度、速度、时间等信息。接收机硬件和机内软件以及GPS数据的后处理软件包构成完整的GPS用户设备。GPS接收机的结构分为天线单元和接收单元两部分。接收机一般采用机内和机外两种直流电源。设置机内电源的目的在于更换外电源时不中断连续观测。在用机外电源时机内电池自动充电。关机后机内电池为RAM存储器供电, 以防止数据丢失。各种类型的接收机体积越来越小, 重量越来越轻, 便于野外观测使用。

与北斗卫星导航系统类似, GPS的主要功能有三点:导航、测量和授时。

3 应用优势分析

现阶段在个人消费领域的商业应用方面, GPS一直处于垄断地位, 全球汽车导航中使用的基本都是GPS设备。随着北斗卫星导航系统的逐步建设, 北斗系统将有希望打破美国独霸全球卫星导航系统的格局。相比较而言, 北斗应用具有以下五大优势:

·同时具有定位与通信功能, 不需要其他通信系统的支持, 而GPS则没有通信功能。

·覆盖范围大, 24小时全天候服务, 没有通讯盲区。北斗系统覆盖了中国及周边国家和地区, 不仅可为中国也可为周边国家服务。

·特别适合集团用户大范围监控与管理, 以及无依托地区数据采集用户数据传输应用。

·融合北斗导航定位系统和卫星增强系统两大资源, 因此也可利用GPS使之应用更加丰富。

·自主系统, 安全、可靠、稳定, 保密性强, 适合关键部门应用。

4 结论

通过主要了解北斗卫星导航系统与GPS全球定位系统的系统组成与功能, 结合现今全球导航系统的发展需求, 从市场发展来看, 世界上多套全球导航定位系统并存, 相互之间的制约和互补将是各国大力发展全球导航定位产业的根本保证。我国建设北斗卫星导航系统的长远目标是建设覆盖全球、规模庞大、整体性强的卫星导航系统。

参考文献

[1]海研.我国的北斗导航系统.航海科技动态, 2001, 12:22-23.

[2]李大光.北斗卫星导航系统:中国版的GPS.生命与灾害, 2010, 3:28-31.

GPS定位模式分析 篇8

GPS(全球定位系统)卫星导航定位技术以其精度高、速度快、费用低、操作方便等优点在定位和测绘领域得到了广泛应用。雷达站分布距离远,为了精确测量站间距离,采用GPS离线差分方案。测试时在每个站的装备上安装一台GPS接收机,多站GPS接收机在同一时段采集卫星导航数据,并经微波数据链发往基准站,在基准站数据汇总后进行离线差分解算,计算各站相对基准站的站间距离,见图1。

为了确保导航卫星数据的安全可靠,在设计系统时选用具有双星接收功能(即可同时接收GPS和GLONASS(全球卫星导航系统)导航卫星数据)的组合接收机。组合接收机的优点是二种星系中若有一星系瘫痪,接收机仍能输出导航数据。在近期测试工作中,发现组合接收机状态正常,但在进行卫星数据网平差计算时软件出现报错,定位解算无法实现,影响装备的正常工作。起初怀疑数据传输有问题或计算机病毒干扰,经大量数据传输比对,证实微波链路没有故障,计算机检查一切正常,卫星接收机检测也正常。为了查出故障源,本文分析了GPS/GLONASS双星接收机的设计原理,探讨出错的原因,找到解决问题的有效方法。

1 GPS和GLONASS组合接收机设计原理

美国的GPS和俄罗斯的GLONASS卫星是各自独立的天基卫星定位系统,GPS采用CDMA(码分多址)方式,根据调制码区别卫星,所有GPS卫星的载波频率相同,均为fL1=1 575.42 MHz和fL2=1 227.6 MHz。GLONASS卫星采用FDMA(频分多址)方式,根据载波频率来区分不同卫星,每颗卫星发播的两种频率分别为1 602+0.562K(MHz)和1 246+0.4375K(MHz),其中K为1～24颗卫星的频率编号。由于这两种星基导航系统在系统配置、导航定位机理、工作频段、调制方式、信号和星历数据结构等方面基本相同,为用一部用户终端同时接收两种卫星信号成为可能[2]。组合导航卫星接收机不是简单地在GPS、GLONASS间切换接收卫星数据,而是开通有12个跟踪GPS卫星的并行口和12个跟踪GLONASS卫星的并行口,同时观测10颗以上导航卫星,把GPS和GLONASS卫星数据在主时间同步后,进行坐标变换,按某种优化算法实时融合,在两个导航卫星系统中选择PDOP(最小几何精度)值的一组卫星,获得最佳星座,提供最精确的定位。设计原理见图2。

GPS和GLONASS的导航数据融合,首先要解决时间同步及坐标统一。卫星导航电文参数给出了每个卫星系统的卫星时和系统时、系统时与UTC(协调世界时)的偏差,GPS系统时与GLONASS系统时的差值是固定量,已编入GLONASS的广播电文。GLONASS采用PE-90基准坐标系,GPS采用WGS-84坐标系,两者之间的转换公式为:

式中:X、Y、Z为WGS-84坐标系中的位置值;X1、Y1、Z1为PE-90坐标系中的位置值;θx、θy、θz为两坐标系夹角;m为比例因子;ΔX、ΔY、 ΔZ为地球中心偏移量。

双星接收机可以通过软件设置成单一的GPS接收或单一的GLONASS卫星接收,由于GLONASS卫星不受SA的选择影响,双星定位比单一GPS导航定位更安全可靠。如果一个卫星系统出现故障或某颗卫星被关闭、发生故障,卫星接收机能自动识别并剔除不合理的数据。

2 差分处理失效原因分析

从上述原理可知,单一星系变动或个别卫星调整不会导致GPS/GLONASS双星接收机单机工作异常,但是单机定位精度很低,一般约10 m,对于精度要求在1 m内的多站定位必须采用后处理差分解算。后处理差分是指把几个站编成一个子网,指定其中一个站为基准站,进行基线向量解算及评定、网平差计算站间距离及站点坐标。差分计算能提高相对定位精度主要是消除电离层折射和对流层折射等因素。多站差分计算采用Pinnacle软件,将图1中的4个站的接收机的导航数据输入Pinnacle,出现图3过滤时段错误、图4增加虚拟站点b_wouh_s1(4个站变成5个站)的错误,这些错误导致后续网平差计算无法进行。

Pinnacle软件处理早期的组合接收机导航数据未出现问题,现在单站接收机工作正常,多站定位计算突然失效,需从数据传输通道及卫星导航数据文件方面找原因,引言中提到硬件无问题,分析卫星导航数据文件时发现俄罗斯GLONASS卫星报文与出现问题前的报文格式有异常。双星接收机是按某种优化算法实时融合GPS和GLONASSS信息成 .jps数据文件,调整报文格式后Pinnacle识别出现混乱,数据处理失效。

3 解决措施和试验验证

Pinnacle处理多站双星接收机导航数据进行定位和测距解算失效的真正原因是GLONASS报文格式调整。为此,探讨了多项数据处理方法,以找到能利用现有系统配置且满足系统设计指标的新途径。寻找的基点还是组合接收机的原理,目前较有效的改进方法有两种:一种是把接收机设置为单GPS工作模式,用单星系模式下的观察数据进行Pinnacle处理;另一种是把双星组合接收的 .jps数据文件用GPS2RIN转换成尾字母为O、N、G的3个Rinex格式数据文件,再把尾字母为O、N的2个数据文件载入Pinnacle处理,相当于滤去GLONASS导航卫星信息。这两种方法在Pinnacle软件上都能正常运行,问题是两种方法的计算精度与多站定位系统的设计指标有多大误差。

选用双星定位接收机是要确保系统的高可靠性,采用差分解算是要获得高精度定位。为了证实上述两种补救办法给解算精度带来的影响,进行了实测数据比对试验。取时长20 min,选定2个标定试验站为观测点,把失效前录取的一段数据作为Ⅰ组,把单一GPS工作模式录取的一段数据作为Ⅱ组,把双星工作模式录取的一段数据用GPS2RIN转换为Rinex格式作为Ⅲ组,用Pinnacle差分计算,相对标定值误差见表1。可看出,GLONASS卫星的微调给高精度定位带来一定的影响,采用补救措施后可进行差分处理,但定位误差变大,系统指标要求定位误差小于1 m,故补救方法有效,但对厘米级定位精度的系统补救方法不可使用。

注:35km和10km为测距距离。

4 结束语

双星系接收机比单星系接收机在同等级产品中具有更高的定位精度和稳定性,出现差分处理失效的情况还是首次,有必要从接收机设计机理及后处理软件方面分析失效的原因,为以后机动装备定位产品的选型提供借鉴,有很强的指导意义。

参考文献

[1]刘基余.GPS卫星导航定位原理与方法[M].北京:科学出版社,2003.

[2]张雷,王建宇,戴宁.基于信息融合的GPS与GLONASS组合接收技术研究[J].全球定位系统,2007,32(4):1-3.

GPS定位模式分析 篇9

随着国家电网公司“三集五大”改革的进一步深化, “大营销”管理体系为营销管理提供了扁平化的管理组织体系, 从而极大地减少了管理的组织层次, 使各类管理工作的协调和控制进入了一个新的时期, 按照国家电网公司“集团化运作、集约化发展、精益化管理、标准化建设”的工作要求, 进行营销管理工作“规范化、标准化、统一化、信息化”的提升势在必行。

(一) 专业管理理念。

电网企业属于资产密集型企业, 其中电能计量资产数量庞大, 安装使用范围广、涉及的管理部门众多。传统计量资产管理通常偏重对计量资产的台账、实验室、仓储方面的管理, 对计量资产基础信息的实时更新、现场管理存在较大缺陷, 难以准确对计量资产进行定位、监管和评估。随着公司经营管理向一体化、精细化转变, 计量资产管理在业务上需要和营销管理目标、公司发展目标统一融合起来, 从更高的层次重新审视计量资产管理, 实现计量资产管理综合水平的提升。将计量资产全生命周期管理与3G移动互联网、物联网等平台相结合, 将智能用电领域延伸扩展到通用的智能手机便携终端上, 对计量资产全生命周期管理各个环节实现定位跟踪、可视监控的管理, 从而弥补了以往对计量资产现场情况掌握不充分、信息不准确的缺陷。

(二) 专业管理的策略。

山西省电力公司以国家电网公司SG186营销系统及ERP系统作为依托, 在提供数据支持的基础上, 依托基于GPS定位技术的可视化计量资产全生命周期管理系统。从计量资产的需求、概预算编制、供货管理、安装信息确认、现场资产质量评定、资金管理、运行维护, 几个资产管理的关键节点进行资产可视定位信息管理, 实施以“实时信息为中心, 可视操作为主线, 制度流程为保障, 技术提升为手段”的全生命周期管理策略。

二、计量资产管理的范围和目标

(一) 专业管理的范围。

计量资产包括:电能表、互感器、采集终端 (含集中器、采集器) 、计量箱 (柜) 及二次线、标准及检定设备和装置等。通过基于GPS定位技术的可视化资产全生命周期管理系统就是要对现场计量资产现状调研、智能生成概预算、资金可视化管控、资产追踪定位、现场运维监控等几个方面进行统一管理。整个管理过程涉及省公司营销部、物资部、省级计量中心、各地市供电公司。

(二) 专业管理目标。

以资产全生命周期管理理念为依托, 并综合考虑计量资产管理目标、营销业务管理目标、公司整体目标的统一融合, 以及电网企业所承担的社会责任, 将计量资产管理的总体目标归纳为:统筹协调准确可靠、效率和成本三者的关系, 即在确保计量准确可靠的同时, 提升计量资产管理效率, 优化管理成本。通过借助GPS定位技术在计量资产全生命周期管理中的应用, 实现了对每个环节“三位一体” (时间、地点、事件) 的监控, 使每一项具体工作都有丰富的可视化资料作为基础信息支撑, 丰富了评估手段, 尤其加强了对现场运行计量资产的可控在控。真正做到了对计量资产需求、购置、安装、质量、维护的全过程监控管理。

三、指标体系和目标值

可视化计量资产全生命周期管理指标体系是围绕公司“三集五大”体系, 按省公司、计量中心、地市公司三大责任主体, 从计量资产全生命周期立足, 按计量资产投运前后主要分为质量可靠性指标与运行有效性指标, 旨在提高计量资产的集中管理能力和管理决策能力。

(一) 计量资产质量可靠性指标。

1. 供货及时率= (每批次供货数量/计划供货数量) ×100%;目标值:100%;对象:供货商;目的:反映每批次资产供货情况, 掌握资产供货能力;意义:此项指标的集中可视呈现, 为计量资产的集中管理、集中统筹、统一调配提供了最真实直观的数据支撑, 既反映了计量资产供货到货情况, 又为计量资产施工的顺利开展提供了货品保障, 优化计量资产及配套工程物料的均衡配置。

2. 检定正确率= (每批次检定资产合格数量/检点资产总数量) ×100%;目标值:100%;对象:供货商;目的:反映每批次计量资产质量情况, 掌握每批次计量资产供货质量;意义:此项指标的波动起伏, 直接体现单批次或某厂家计量资产的质量优劣, 针对性地进行可靠性试验和可靠性预计分析, 及时鉴别存在的固有性质量问题, 把好质量验收第一关, 防止进入下一环节。

3. 配送及时率= (每批次计量配送数量/计划配送数量) ×100%;目标值:100%;对象:省公司计量中心;目的:反映每批次资产配送情况, 掌控资产流向;意义:此项指标的时效性和流向性, 在计量资产集中配送体系下, 为配送工作质量考核和计量资产流向的整体掌控决策提供直观的、可追溯的可视化数据支持。并及时发现配送流程、配送行为中的薄弱环节, 优化配送流程、规范配送行为、提高配送效率。

(二) 计量资产运行有效性指标。

1. 施工工艺规范率= (施工工艺现场验收合格数量/总施工数量) ×100%;目标值:100%;对象:地市公司、施工单位;目的:反映各地市公司计量资产安装工艺水平, 提高现场计量装置运行质量;意义:此项指标的可视化管控, 有效将计量资产施工管理从信息管理拓展到施工现场, 为公司决策层及验收质量评定提供快捷准确的“第一手”信息, 确保施工质量和施工安全, 防止计量资产因施工质量原因导致的计量资产“夭折”。

2. 可视信息准确率= (可视化信息正确数量/计量资产总数量) ×100%;目标值:100%;对象:地市公司、运维及巡检人员;目的:体现可视化信息准确可靠, 促进可视化信息及时运维更新;意义:此项指标直接关系着系统信息可用性和更新及时性, 起着保证资产管理系统真实可靠运行及普及推广的决定性作用, 是所有计量资产管理行为的保证和基石。

3. 运维巡检到位率= (运维及巡检人员实际到位次数/计划到位次数) ×100%;目标值:100%;对象:地市公司、运维巡检人员;目的:监督运维巡检人员实际到位, 掌握运维巡检情况;意义:此项指标的人员管控效益, 保证了各项运维及巡检工作如实开展, 保障了各项运维及巡检制度落实到位, 充分体现了“三集五大”的精髓, 达到真正的扁平化管理。

四、结语

随着智能电能表及配套工程的持续进行和深入, 山西省电力公司计量资产已经逐步进入运行状态, 计量运行资产呈现覆盖面广、数量庞大、运行复杂等特点, 在前期实现对计量运行资产可视化的基础上, 计量资产的现场安装和运行维护较为复杂, 呈现面广点多、人员众多、责任重大等特点, 对现场作业的可视化监管和安全管控, 可以完善现场作业的规范流程、提高现场作业的工作效率、规避现场作业的安全责任风险, 并形成直观的可视化资料依据, 提升计量资产的整体管控深度。

摘要：本文分析了山西省电力公司GPS定位导航等可视化技术计量资产管理的策略, 并且从计量资产的前期现状调查、智能概预算编制、供货管理、物资到货可视化监管、现场资产定位拍照、计量资产质量评定, 到后续的可视化运行维护, 结合无线信息技术和地图导航技术, 提出了指标体系和目标值, 全面落实“三集五大”的战略规划, 实现人员、资产、资金的集约化发展、精益化管理、标准化建设。

GPS定位模式分析 篇10

北斗卫星导航系统 (Bei Dou) 是我过正在实施的自主、独立的卫星导航系统。该系统于2011年12月27日开始试运行服务, 预计到2020年, 北斗卫星导航系统将实现全球覆盖。届时, 该北斗可在全世界范围内为各种用户全天时、全天候地提供高可靠、高精度的导航、定位、授时和短报文通信服务。

GPS是英文Global Positioning System (全球定位系统) 的简称。GPS起始于1958年美国军方的一个项目, 1964年投入使用。20世纪70年代, 美国陆海空三军联合研制了新一代卫星定位系统GPS。主要目的是为陆海空三大领域提供实时、全天候和全球性的导航服务, 并用于情报收集、核爆监测和应急通讯等一些军事目的, 经过20余年的研究实验, 耗资300亿美元, 到1994年, 全球覆盖率高达98%的24颗GPS卫星系统己布设完成。

二、北斗与GPS导航系统的比较

(一) 系统组成的比较

GPS系统由空间部分、地面控制系统、用户设备三部分组成, GPS的空间部分是由21颗工作卫星组成, 还有另外3颗有源备份卫星在轨运行;地面控制系统由监测站、主控制站、地面天线所组成;用户设备部分即GPS信号接收机。

(二) 定位原理的比较

“北斗一号”导航系统是主动式双向测距的二维导航, 由地面的中心站解算出位置后再通过卫星转发给用户, 用户接收并显示接收到的信息。GPS是被动式单向测距三维导航, 只需要接收4个卫星的位置信息, 由用户设备独立运算出自己的定位数据。“北斗二号”在“北斗一号”的基础上加以升级改进, 该系统采用卫星无线电测定 (RDSS) 与卫星无线电导航 (RNSS) 集成体制, 既能像GPS系统一样为用户提供卫星无线电导航服务, 又具有位置报告及短报文通信功能。

(三) 星体轨道比较

北斗导航系统 (Bei Dou) 是在赤道面上设置两颗地球同步卫星, 卫星的赤道角距为60;而GPS系统共有24颗卫星, 分布在六个轨道面上, 轨道角55度, 轨道面赤道角距为60。其高度约为20000km, 属于中轨道卫星, 绕地球一周约11小时58分钟。

(四) 覆盖范围的比较

北斗导航系统目前是区域性卫星导航系统, 其服务范围包括我国大陆、台湾、南沙及其它岛屿, 中国海、日本海、太平洋部分海域及我国部分周边地区。而GPS是全球性导航定位系统, 在全球的任何点位, 只要卫星信号未被遮蔽或干扰, 就能够接收并运算出三维坐标。

(五) 系统实时性的比较

“北斗一号”的用户, 定位申请要送回中心控制系统, 在中心控制系统解算出用户的三维位置数据后再发回用户, 其间数据要经过地球的静止卫星走一个来回, 再加上卫星转发和中心控制系统的处理, 时间延迟相对较长, 因此, 对于高速运动物体, 就增大了定位的误差。较适合车辆、船舶等慢速运动进行确定位。“北斗二号”及GPS由于是用户自己解算, 实时性比较高。

(六) 用户容量的比较

北斗导航系统 (Bei Dou) 是主动双向测距的询问——应答系统, 用户设备端与地球同步卫星之间不仅需要接收地面中心控制系统的询问信号, 还必须要求用户设备向同步卫星发射应答信号, 系统的用户容量取决于信道阻塞率、询问信号速率和用户的响应频率等因素, 因此, 用户设备容量是有限的。GPS系统是单向测距, 发送的是广播信号, 用户设备端只要接收到导航卫星发出的导航电文即可进行测距与定位, 因此, GPS的用户设备容量是理论上是无限的。

三、应用优势分析

相比较而言, 北斗导航系统的应用具有以下优势:

(一) 同时具有定位和通信功能, 不需要其他的通信系统支持, 而GPS则没有通信功能。北斗不仅仅解决了“我在哪里”, 还解决“你在哪里”的问题, 还能高效快捷地实现“我”和“你”之间的信息报文传递。这一特有功能, 是各种导航系统在实践中用得最多最好、最受欢迎的创新优势。系统用户终端机具有双向报文通信功能, 用户一次可以传送40到60个汉字的短报文信息, 经过授权, 可实现最多120个字的通信。北斗的用户终端实际上是具有收发功能的, 北斗是一个具有定位和通信双重功能的设备。

(二) 目前的北斗终端机能够同时融合北斗导航定位系统和卫星增强系统两大资源, 因此也可利用GPS及其他导航系统资源, 使之应用更加丰富。

(三) 自主系统, 安全、可靠、稳定, 保密性强, 适合在关键部门应用。北斗卫星导航系统是中国自主发展、独立运行的全球卫星导航系统。

四、结束语

北斗卫星导航系统 (Bei Dou) 是我国独立自主建立的卫星导航系统, 它的研制成功标志着我国打破美、俄在此领域的垄断地位, 更重要的是, 解决了中国自主卫星导航系统的有无问题。“北斗二号”系列卫星逐步进入组网和试验高峰期, 预计将在2020年左右建成覆盖全球的卫星导航系统。北斗卫星导航系统的建成, 将使我国在卫星应用方面摆脱对国外卫星导航系统的依赖, 可提供精确定位、实时导航、简短通信和精密授时四大功能。北斗导航系统近年来得到大力发展和推广应用, 能为我国的军事、经济建设提供重要的使用价值。

摘要：目前, 大家接触最多的导航系统是美国的全球定位系统 (GPS) , 该系统在军事应用、商业应用、个人消费领域方面一直处于垄断地位。按照国家人防办部署和要求, 北斗导航也将列装到人防指挥系统当中, 届时, 基于北斗系统的人防指挥应急通信系统可为战时服务, 同时兼顾平时的应急救援提供保障和支持。可跟同级或上级的人防指挥部门建立人防指挥网, 实现上下统一的指挥调度功能。本文将重点进行北斗导航和GPS导航系统的比较及优势分析。

关键词：北斗,GPS,比较,优势

参考文献

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