В двух предыдущих главах были представлены два метода высокоточного позиционирования: дифференциальное наземное и дифференциальное спутниковое. Оба метода основаны на принципе дифференциального позиционирования. Система включает в себя базовую станцию и мобильную станцию. Базовая станция генерирует дифференциальные поправки и отправляет их на мобильную станцию по линии связи. Мобильная станция принимает обычные эфемериды и разность спутниковых часов, транслируемые спутником, а затем корректирует транслируемые эфемериды и разницу спутниковых часов с помощью числа дифференциальной коррекции, чтобы устранить остаточные ошибки в эфемеридах и разнице часов спутников, тем самым получая высокоточное позиционирование. Результаты .
Есть ли способ получить высокоточные результаты позиционирования без базовой станции?
Да, это недифференцированное автономное позиционирование (PPP).
Что такое недифференцированное автономное позиционирование?
Ключевые технологии для недифференцированного автономного позиционирования
Получение высокоточных данных эфемерид:
Коррекция атмосферных ошибок с помощью многочастотных наблюдений
Неразностная точность позиционирования одной машины
Сравнение с дифференциальным позиционированием
Заключение
Что такое недифференцированное автономное позиционирование?
Для недифференцированного автономного позиционирования требуется только приемник GNSS, без радиосвязи и без помощи других систем базовых станций для получения высокоточных результатов позиционирования с точностью позиционирования до уровня см.
При обычном автономном позиционировании ошибка позиционирования в основном возникает из-за ошибки спутниковой орбиты спутникового вещания, ошибки спутниковых часов и ошибки ионосферной тропосферы. Среди них точность эфемеридных данных и данных об ошибках часов, передаваемых спутниками, напрямую влияет на точность одноточечного позиционирования Beidou. Согласно индексу точности пространственной информации SISRE (ошибка измерения дальности космического сигнала) ≤ 2 м в «Спецификациях производительности государственной службы спутниковой навигационной системы Бэйдоу, версия 3.0».
Ключевые технологии для недифференцированного автономного позиционирования
Недифференциальное автономное позиционирование позволяет получать высокоточные данные об орбите спутника и данные о часах спутника за счет получения точных данных эфемерид. При позиционировании параметры орбиты спутника и параметры спутниковых часов, передаваемые спутником, используются напрямую, а не с помощью высокоточного спутника. используются данные об орбите и данные спутниковых часов для получения более высокой точности позиционирования.
Неразностное одномашинное позиционирование также требует устранения тропосферных и ионосферных ошибок за счет приема сигналов из нескольких диапазонов частот спутников.
Получение высокоточных данных эфемерид:
Получено через сервер точных эфемерид: центры обработки данных ГНСС в различных странах будут регулярно публиковать данные точных эфемерид и ошибок часов. Приемник GNSS подключается к центру обработки данных GNSS через фиксированные интервалы времени, считывает точные данные эфемерид и ошибок часов из центра обработки данных, а затем использует их для расчетов местоположения приемником GNSS. Этот метод требует подключения к сети и требует меньшего времени для позиционирования. Например, сервер дата-центра IGS: ftp://igs.ign.fr/pub/igs/products/mgex/2198/, сервер GNSS-центра Уханьского университета в Китае: ftp://igs. gnsswhu.cn/
Получайте точные эфемериды напрямую через спутники. Некоторые спутниковые навигационные системы, такие как Beidou и Galileo, могут напрямую передавать точные данные эфемерид через спутниковые сигналы. Наземному приемнику GNSS необходимо только анализировать полученные навигационные сигналы в режиме реального времени, чтобы получить эти данные. Преимущество этого метода в том, что он не требует подключения к Интернету и прост в использовании. Например, полоса частот B2b спутников Beidou и полоса частот E5b Galileo передают высокоточные эфемеридные данные.
Коррекция атмосферных ошибок с помощью многочастотных наблюдений
Высокоточные данные эфемерид могут устранить только ошибки спутниковых орбит и спутниковых часов, но не могут устранить ошибки в ионосфере и тропосфере. Таким образом, приемник GNSS принимает спутниковые сигналы в нескольких диапазонах частот одновременно и корректирует сигналы ионосферы и тропосферы. эффект задержки распространения многочастотных сигналов для получения более высокой точности позиционирования.
Неразностная точность позиционирования одной машины
Спутник Beidou-3 поддерживает услуги точного одноточечного позиционирования, которые предоставляются посредством сигналов PPP-B2b трех спутников GEO в группировке Beidou-3. Система Beidou может предоставлять услуги точного одноточечного позиционирования в Китае и прилегающих районах (области от 75 до 135 градусов восточной долготы и от 10 до 55 градусов северной широты).
Недифференциальное одноточечное позиционирование Beidou использует многочастотные приемники Beidou для приема спутниковых сигналов в нескольких диапазонах частот и одновременного приема точных эфемерид и данных об ошибках часов, транслируемых в полосе частот Beidou B2b. Среди них точные эфемериды предоставляют высокоточную информацию о положении спутника на орбите, а прецизионное смещение часов компенсирует отклонение атомных часов спутника. Во время расчета позиционирования многочастотные сигналы используются для устранения ошибок ионосферной задержки, а точные данные эфемерид и ошибок часов используются для позиционирования по одной точке, так что результаты позиционирования могут быть получены с более высокой точностью, чем при обычном позиционировании по одной точке.
В соответствии с «Спецификацией производительности государственной службы спутниковой навигационной системы Beidou, версия 3.0», точность одноточечного позиционирования PPP составляет: точность по горизонтали ≤ 0,3 м (95%), точность по вертикали ≤ 0,6 м (95%).
Сравнение с дифференциальным позиционированием
| Сравнить товары | Дифференциальное позиционирование | Недифференцированное автономное позиционирование |
|---|
| базовая станция | Необходимо построить собственную базовую станцию | Нет необходимости строить собственную базовую станцию |
| Категории данных, получаемые приемниками ГНСС | Информация дифференциальной коррекции, генерируемая базовой станцией | Точная информация об эфемеридах и часах. |
| Получить данные об использовании | Для выполнения дифференциальных вычислений на основе наблюдений приемника GNSS мобильной станции по-прежнему используются обычные эфемериды и информация о спутниковых часах, передаваемая спутником. | Используйте точные эфемериды и погрешность часов для замены обычных эфемерид и информации о спутниковых часах, транслируемых спутниками, для выполнения автономных расчетов позиционирования. |
| точность позиционирования | Точность дифференциального позиционирования по фазе несущей может достигать уровня см, а точность дифференциального позиционирования по псевдодальности может достигать уровня m. | Используйте высокоточную информацию об эфемеридах, передаваемую спутниками, для автономного позиционирования, а точность позиционирования обычно находится на уровне метра.
Используйте высокоточную информацию об эфемеридах от центрального сервера GNSS для выполнения долгосрочных расчетов конвергенции, а точность позиционирования может быть достигнута. достичь уровня см. |
| время конвергенции | Обычно менее 1 минуты, короткое время | Обычно 20–30 минут, долгое время |
Заключение
Недифференциальное позиционирование по одной точке не требует создания отдельной базовой станции. Он не использует методы дифференциального позиционирования. Он использует многодиапазонные приемники для устранения атмосферных ошибок и использует высокую точность. эфемериды и ошибки часов для достижения высокой точности. Недостатком результатов позиционирования является низкая производительность в реальном времени и длительное время сходимости.