[发明专利]三点差分GPS动态定向准确度校准方法

说明书

技术领域

本发明属于几何量计量校准领域，具体涉及三点差分GPS动态测量方位角准确度的校准方法。

背景技术

“差分GPS定向”是指用GPS接收机分别测出相隔一定距离地面两点的经度、纬度和高程，进行差分，算出该两点联线的大地方位角。两点的距离越远，则两点的经、纬度差值越大，得出的方位角的准确度也越高；“差分”并能消减定位中的公共误差，如：卫星轨道误差，卫星钟差，电离层效应，对流层效应等，提高定向准确度。

差分GPS定向准确度高；适用范围广，能适应远距离，高低温，强阳光，冰雪等环境条件（但需防雷击），机动性强，携带使用方便，不需事先设置测量标等固定设施；而且具有良好的动态性能，能用于运动状态的定向。

“三点差分GPS动态定向”原理如图1所示。“三点差分GPS动态定向”是指利用三台GPS接收机，其中一台为GPS固定站，工作中固定不动，两台为GPS运动站，可以放置于运动的载体上，实时测出两运动站点的大地经纬度和高程，然后解算出这两点连线的大地方位角。

“三点差分GPS定向”的静态定向准确度，可以用已知大地方位角的基线网进行校准，但是动态定向准确度的校准，至今仍是个难题。国内也没有相应的校准方法，而且GPS接收机的技术资料中没有给出动态参数相对应的动态精度指标，这就限制了GPS技术在动态领域中的应用，为此，准确、方便、快速进行GPS差分定向动态准确度的校准方法是当前急需解决的问题。

发明内容

本发明的目的在于提供一种准确、方便、快速的三点差分GPS动态定向准确度校准方法。

实现本发明目的的技术方案：一种三点差分GPS动态定向准确度校准方法，其包括如下步骤：

（a）先设置GPS固定站，即在三脚架上装GPS固定站的天线，GPS固定站的天线连接GPS固定站的接收机，GPS固定站的接收机连接发射电台；

再设置两个间距为10m～100m的GPS运动站和GPS运动参考站；在电动导轨一上放置GPS运动站的GPS天线，电动导轨一架设在GPS运动站基准点i上，GPS运动站的GPS天线连接GPS运动站的接收机，GPS运动站的接收机连接接收电台和计算机；在电动导轨二上设置GPS运动参考站的GPS天线，电动导轨二架设在GPS运动参考站基准点j上，GPS运动参考站的GPS天线连接GPS运动参考站的接收机，GPS运动参考站的接收机连接接收电台和计算机；

测得GPS运动站基准点i和GPS运动参考站基准点j连线的大地方位角，作为定向基准A₀；

（b）由GPS固定站的接收机通过GPS固定站的天线接收卫星信号，并通过发射电台不断向GPS运动站和GPS运动参考站发射提供差分数据；

GPS运动站的接收机通过GPS运动站的GPS天线接收卫星信号，并通过接收电台接收GPS固定站的差分数据；GPS运动参考站的接收机通过GPS运动参考站的GPS天线接收卫星信号，并通过接收电台接收GPS固定站的差分数据；

GPS运动站的GPS天线和GPS运动参考站的GPS天线分别在电动导轨一和电动导轨二上作直线运行，并且GPS运动站的GPS天线和GPS运动参考站的GPS天线运动状态一致；GPS运动站的GPS天线和GPS运动参考站的GPS天线接收GPS固定站的差分数据，实时输出定位数据；

计算机采集GPS运动站的GPS天线和GPS运动参考站的GPS天线的定位数据，实时解算出GPS运动站基准点i和GPS运动参考站基准点j连线的大地方位角A₁；

采样时刻采集的大地方位角A₁与已知的两基准点的方位角A₀进行比较，即得出三点差分GPS动态定向误差ΔA，按下式计算：

ΔA＝A₁-A₀

多次测量，计算得到三点差分GPS动态定向准确度。

如上所述的一种三点差分GPS动态定向准确度校准方法，其所述的电动导轨一和电动导轨二结构相同并由一个电机控制。

本发明的效果在于：本发明只需在野外无信号遮挡的地方建立两个相距10-100m左右的大地定位基准点，通过这两点的定位数据计算出其连线的方位角作为定向基准，基准建立方便。本发明使用的硬件设备只需要两台一样的电动导轨，用来模拟两台GPS运动站在刚体上运动，解决了大运动载体不易制作的难题。电动导轨的速度可调，对于不同速度的使用状态，只需对导轨进行调速，即可满足要求，不需更换设备。

附图说明

图1为三点差分GPS动态定向原理图；