GNSS的全稱是全球導航衛星系統,它是泛指所有的衛星導航系統。國際GNSS系統是個多系統、多層面、多模式的復雜組合系統。本文是選自核心級電子期刊《電子科技》中的職稱論文范文：淺談GNSS差分定位及點位校正功能的實現。

　　摘 要：點校正就是采用一系列的數學轉換，定義GNSS接收機采集的WGS-84 數據與地方坐標之間的轉換關系。經過實驗驗證，在經過點校正模塊對坐標數據的糾正轉換后，能夠滿足實時采集所需坐標系下空間數據的需求，為移動終端其他擴展功能提供了高精度的位置定位功能。

　　關鍵詞：GNSS差分定位,數據提取,可靠性分析,點校正

　　1. GNSS差分定位原理

　　差分GNSS定位技術就是將一臺GNSS接收機安置在基準站上進行觀測。根據基準站已知精密坐標，計算出基準站到衛星的距離改正數，并由基準站實時地將這一改正數發送出去。用戶接收機在進行衛星觀測的同時，也接收到基準站的改正數，并對其定位結果進行改正，從而提高定位精度。

　　為了消除各種誤差，通過使用差分GNSS來測量地面點的坐標。差分GNSS是通過使用兩個或更多GNSS接收機來協同工作。在用戶接收機附近設置一個已知精度坐標的差分基準臺，用GNSS基準接收機連續接收GNSS導航信號，將得到的位置或距離數據，與基準站已知位置、距離數據進行比較，確定誤差，給出準確修正值。然后通過數據鏈將這些校正數據傳輸給它所覆蓋的區域用戶，使用戶選用這些數據修正用戶的定位解，從而改善其定位精度。

　　根據差分GNSS基準站發送的信息方式可將差分GNSS定位分為三類，即：位置差分、偽距差分和相位差分。這三類差分方式的工作原理相同，即都是由基準站發送改正數，由用戶站接收并對其測量結果進行解算，以獲得精確的定位結果。區別是發送改正數的具體內容不同，其差分定位精度也不同。

　　2. 差分數據的形成與轉發

　　由于差分GNSS技術能夠方便獲取高精度的測量數據，已經被廣泛的應用于各個領域。其中偽距差分定位技術可使定位精度達到米級以至亞米級。實時動態測量技術(RTK)的定位精度雖然能夠達到厘米級, 但其精度受到距離的限制]。網絡RTK的發展彌補了常規RTK測量的不足,用戶可以在網絡覆蓋的范圍內, 自由地使用RTK數據。

　　本文使用的Ashtech ProMark200型移動GIS終端在不連接衛星接收天線的情況下可以進行偽距差分定位，連接衛星天線后可以實現實時載波相位差分定位。無論是偽距差分,常規RTK還是網絡RTK，在進行位置解算的過程中均需要進行差分改正數據的發送與接收。

　　接收機主機返回接受命令后基準站即被設置成功。GPS接收機此時將實時地觀測數據通過編碼形成標準RTCM電文，不間斷的通過串行端口B向外進行輸出，形成差分數據鏈。差分數據鏈的發送裝置一般為電臺、計算機網絡及GPRS通訊模塊三種遠程通訊方式。

　　3. 差分數據接收及定位數據提取

　　市場上大部分提供的差分定位方式為偽距差分，部分產品支持載波相位差分定位方式。終端接收差分數據的方式一般為GPRS無線網絡，在與GPS接收機組成GPS RTK時還可通過電臺及計算機網絡接收。目前，國內許多城市建立了GPS連續運行參考站(CORS)系統,用戶可通過Internet訪問其服務器獲得GPS差分修正(RTCM格式)。

　　GPS設備在接收到位置信息后，通過串口或藍牙通信將其數據傳遞給移動GIS終端，主程序從緩沖區獲取原始數據后將GPS數據進行分解，根據數據最后的校驗碼驗證數據是否完整，然后從數據中截取原始數據中的有效數據，

　　4. GNSS差分數據點校正

　　在測量工作中，Ashtech GPS接收機直接測得的是WGS84坐標系下的成果。雖然可以直接按照高斯投影的方式獲得平面坐標，但這些坐標是以WGS-84橢球為基準。通常情況下需要RTD或RTK流動站移動GIS終端可以實時顯示國家坐標系或地方坐標系的坐標數據，這就涉及坐標系之間成果轉換。在測量工作之前對差分測量數據預先定義轉換參數的操作就是點校正。

　　點校正就是采用一系列的數學轉換定義GNSS接收機采集的WGS-84 數據與地方控制位置之間的關系。點校正功能允許進行GNSS接收機和校正所用地方控制點的匹配。將WGS-84位置轉換到地方坐標涉及兩個方面的數學轉換：

　　1) 基準的轉換：即從WGS-84緯度、經度和橢球高度坐標轉換到相對于地方坐標格網的緯度、經度和橢球高度坐標。

　　2) 地圖投影：從地方橢球緯度和經度坐標轉換到地方格網的北向和東向坐標到WGS-84高度的大地水準面模型，得到海水面上的近似高程。

　　5 定位精度可靠性分析

　　系統定位模塊設計的目標是：經過對GNSS接收機的控制，實現基準站差分數據的發送和流動站移動GIS終端的數據接收和解算，并且系統在經過點校正之后，能夠實現厘米級定位精度數據采集的功能。

　　由于通訊延遲，點校正精度等因素會影響系統采集數據的精度。為了驗證系統的精度可靠性，選取分布較為均勻的10個點，通過靜態測量得到各點精確的BJ54坐標后用本系統采集各點數據與靜態數據對比

　　將接收機連接好之后通過通訊模塊對基準站進行配置，在測站坐標對話框內以ddmm.ssss即度、分、秒形式輸入已知點位經緯度坐標。數據端口的配置各型號接收機各有不同。以Z-X為例，安裝實際連接情況數據端口選擇C端口，電臺端口選擇D端口，連接類型選擇電纜連接。點擊確定設置后，基準站就可以不斷的通過電臺將數據發送給流動站接收機了。流動站設置時選擇相應數據端口后點擊確定設置，然后返回程序主界面，點擊打開采集數據菜單，在定位類型顯示為“固定解”時說明流動站及基準站均設置成功。

　　基準站和流動站分別設置成功，流動站移動GIS終端就會不斷的接收到基準站發過來的差分數據并進行解算。在移動GIS終端連接RTK接收機時，解算成果穩定后會得到高精度的固定解，然后就可以進行正常的坐標采集工作了。首先在點校正功能模塊里進行點位校正，本實驗選取實驗范圍內相距較遠的HQ01和CK03點進行參數計算。將已知坐標對分別輸入至84坐標及地方坐標的文本框中，點擊輸入，輸入后下方的顯示窗口能夠顯示輸入過的數據。然后點擊計算參數按鈕，系統自動計算dx，dy，k，m參數。點擊加載按鈕將參數加載至當前工程文件。

　　加載后系統可以實時顯示當地坐標系的平面坐標并進行坐標數據保存，分別到各個已知點采集坐標數據，在定位類型顯示為“固定解”時保存點位坐標。

　　準備工作完成之后，到實地進行數據采集。采集時應避免高層建筑物遮擋，保存數據時注意定位類型應為“固定解”類型，“浮動解”進行保存時系統會自動提示是否保存“浮動解”數據。各已知點坐標采集后將各點坐標數據與靜態數據進行比對，采集結果及坐標比對情況如下表：

　　從上表可以看出，經過點校正后，系統所測得坐標與靜態數據測得坐標進行比對，北方向誤差(絕對值)最大為22mm，最小為3mm，平均值為12mm。東方向誤差(絕對值)最大為25mm，最小為4mm，平均值為12mm。

　　經過實驗驗證，在經過點校正模塊對坐標數據的轉換后能夠滿足實時采集任意坐標系下空間數據的需求，為移動終端其他擴展功能的實現提供了高精度位置定位的基礎

　　參 考 文 獻

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　　《電子科技》是由中華人民共和國工業和信息化部主管，西安電子科技大學主辦的學術、技術類專業期刊。國際刊號ISSN:1007-7820;國內統一刊號CN:61-1291/TN。創刊于1987年，國家新聞出版總署出版規范首批A類期刊，陜西省優秀期刊。該刊秉承嚴謹辦刊的態度以保證期刊的嚴肅性、學術性。依托西安電子科技大學在信息與通信工程、電子科學與技術、計算機科學等領域的優勢，雜志在多個電子類專業都有較高的學科優勢，特別在電路電子、計算機科學、信息科學等學科設有專門欄目進行學術研究和交流。《電子科技》被國內外眾多數據庫、檢索機構收錄。雜志通過多種渠道和手段進行廣泛發行，發行范圍遍布全球5大洲的38個國家和地區，被國內外眾多高校、科研機構、政府部門、高科技企業訂閱收藏。