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GPS實時差分定位的原理是在已有的地心坐標點上安放GPS接收機(稱為基準站),利用已知的地心坐標和星歷計算GPS觀測值的校正值,并通過無線電通信設備(稱為數(shù)據(jù)鏈)將校正值發(fā)送給運動中的GPS接收機(稱為流動站)。GPS主要由三大組成部分:空間部分、地面監(jiān)控部分和用戶設備部分。GPS系統(tǒng)具有高精度、全天候、使用廣泛等特點。對用戶來說,這不僅大大增加了儀器的復雜程度,而且從隱蔽性來看也是十分不利的,因為發(fā)射信號易造成暴露。單程測距(即被動測距)則在很大程度上避免了上述的缺點。
用戶則用GPS接收機來測定從接收機至GPS的距離,并根據(jù)星歷所給出的觀測瞬間在空間的位置等信息求出自己的三維位置、三維運動速度和鐘差等參數(shù)。現(xiàn)代測距實質上是使用無線電信號測量其傳播時間來推算距離。可以測量往返傳播延遲,也可以測量單程傳播延遲。往返傳播測距即主動測距,要求與用戶均具備收發(fā)能力。偽距法單點定位,就是利用GPS接收機在某一時刻測定與4顆以上GPS的偽距,及從導航電文中獲得的瞬時坐標,采用距離交會法求出天線在WGS-84坐標系中的三維坐標。
這種接收方式是用發(fā)射信號的信號(稱為本地信號)和所接收到的信號與噪聲之和進行相關計算,然后通過測量相關函數(shù)的大值的位置來確定目標的距離。GPS已經經歷了代和第二代,現(xiàn)在已升級到第三代,以保持其在導航定位系統(tǒng)的霸主地位,從目前來看,GPS是范圍內精度高、覆蓋范圍的導航定位系統(tǒng)。根據(jù)信號檢測理論的普遍結果,在噪聲為具有均勻功率譜的白噪聲條件下,測距的佳接收機是一個相關接收機。