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GPS/GLONASS組合定位技術
發(fā)布日期:2019-06-13 03:42:20 作者:admin 點擊:141
所謂GPS/GLONASS組合技術,就是用一臺接收機同時接收和測量GPS和GLONASS兩種衛(wèi)星信號, 以便在世界上任何地方、任何時間精確測出三維位置、三維速度、時間和姿態(tài)參數(shù)。
其應用范 圍包括:高精度差分導航,自主精確導航、時間和頻率基準、海上臺站管理以及精密測量等等。 GPS/GLONASS組合接收機是將GPS和GLONASS的各種能力組合在一個單元內(nèi),為用戶提供僅用GPS 接收機或僅用GLONASS接收機無法獲得的性能。 由于GPS和GLONASS這兩種星基導航系統(tǒng)在系統(tǒng)構置、導航定位機理、工作頻段、調(diào)制方式、 信號和星歷數(shù)據(jù)結構等方面是基本相同和相近的,都以發(fā)射擴頻測距碼、測量衛(wèi)星與用戶之間 的偽距來完成導航定位,所以就存在利用一部用戶設備同時接收這兩種衛(wèi)星信號的可能性。在 兩個系統(tǒng)各自單獨工作時,可能存在難于覆蓋的空白帶,且會受制于人。但是,如果能將兩個 系統(tǒng)組合使用,由于可用衛(wèi)星數(shù)目增多,不僅能填補單一系統(tǒng)存在的覆蓋空白問題,而且可使 系統(tǒng)精度顯著提高。尤其對軍用用戶,有利于解除后顧之憂。因此,GPS/GLONASS組合技術已 經(jīng)成為近幾年研究的重點。
該組合接收機具有以下幾個優(yōu)點:
1. 提高了系統(tǒng)完善性。
在實際的導航系統(tǒng)中,完善性是一個很重要的指標。當一顆已經(jīng)失效 (不論是暫時或是長期)的衛(wèi)星依然在廣播導航電文時,地面用戶很可能由錯誤的電文導致錯誤 的導航定位,這會產(chǎn)生嚴重的后果。但在組合使用兩個系統(tǒng)時,由于可觀測衛(wèi)星數(shù)目增倍,能夠 很可靠地發(fā)現(xiàn)失效的衛(wèi)星,避免出現(xiàn)損失。
2. 提高了系統(tǒng)可靠性。
衛(wèi)星系統(tǒng)僅僅可用是不夠的,還應該有足夠的可靠性。國際民航組織 (ICAO)對民用航空導航系統(tǒng)的可靠性有嚴格的要求,規(guī)定其失效概率應當小于1×10-8。這對 于兩個系統(tǒng)中的任何一個都是過于苛刻的要求,但對組合系統(tǒng)來說,由于一般可以同時觀測到 10顆以上衛(wèi)星,只要其中有4-5顆正常工作就可以獲得有效的導航解,滿足ICAO的要求。
3. 提高了系統(tǒng)精度。
組合導航可以在兩個系統(tǒng)中選擇最小幾何精度因子(PDOP)值的一組 衛(wèi)星,且GLONASS衛(wèi)星又無選擇可用性(SA)的影響,所以可為用戶提供更高的導航精度。
4. 提高了導航連續(xù)性。
試驗結果表明,僅觀測GPS星座的4顆衛(wèi)星難以實現(xiàn)連續(xù)的精確導航, 特別是在高動態(tài)應用場合,運動載體和GPS衛(wèi)星之間存在較大的加速度徑向分量,易于導致接收 機跟蹤環(huán)路的失鎖,難于獲得穩(wěn)定的實時定位和姿態(tài)測量精度。采用GPS/GLONASS組合接收機以 后,既可在一天的任何時間接收4顆以上的衛(wèi)星信號,又可選擇徑向加速度較小的衛(wèi)星構成定位 星座,確保導航的連續(xù)性。
一般來講,GPS/GLONASS組合接收機在鎖定4顆同類衛(wèi)星時,可確定三維位置和速度,速度精 度為1cm/s。典型組合接收機有12個跟蹤GPS衛(wèi)星的并行口和12個跟蹤GLONASS衛(wèi)星的并行口,容 量很大,因此總能利用最佳可用星座以提供最精確的位置。如果一個衛(wèi)星系統(tǒng)或某顆衛(wèi)星被關 閉或發(fā)生故障,或衛(wèi)星變得不健康,這種組合接收機將自動使用運行正常的衛(wèi)星。