Pixhawk无人机教程-9.1 GPS是如何工作的 *

GPS是如何工作的

目录

1. GPS导航基本信息
2. GPS系统即GNSS： GPS导航基本信息。
3. GPS的多重路径：
4. GPS干扰信号的传输：
5. GPS在不同状况下的使用情况
6. 有关DGP修正：
7. 有关RTK修正：

GPS导航基本信息

GPS系统即GNSS： GPS导航基本信息。

绝大多数的民用GPS接收机使用的是在GPS L1频段（1575.42Mhz）的伪距数据（C/A code），同时也可以选择接收SBAS DGPS修正信号以达到米量级的精度。

更加昂贵和先进的民用GPS接收机可以在现有基础上采用载波相位平滑与载波相位修正（RTK）技术，并且使用L2 频段（1227.60Mhz）的semi-codeless tracking进行实时当地电离层修正，这样可以达到厘米甚至毫米级精度。

一些更加先进的GNSS接收机可以综合DGPS与RTK修正信号，并且同时可以接收其他的GNSS系统（GLONASS和GALILEO）的信号与其他的频段（L2C，L5…)，以增加精度和可靠性。

军用GPS接收机可以解码L1和L2频段的P（Y）代码，可以达到基本伪距数据方法十倍以上的实时精确度。

GPS的多重路径：

• 多重路径会造成GPS定位的错误，并且难以检测与补偿。
• 利用尽可能多的导航卫星，同时使用多个GPS接收机工作可以过滤掉多重路径的影响。

GPS干扰信号的传输：

• 电离层干扰和磁场风暴（太阳活动）会导致信号延时。
• 使用SBAS与L1/L2 解码可以部分补偿信号延时带来的影响。

• 同时进行L1/L2 频段解码可以使用差分实时电离层修正。
• 不同于SBAS广播电离层修正，这个方法更符合当地电离层情况。

民用新频段（L2C，L5）将会带来的信号强度与定位精度的增强，这将会在新导航卫星投入使用后实现（2015-2020）。

GPS在不同状况下的使用情况

以下数据可以被试做是了解GPS理论极限的基础。

最基本的一条，晴朗的天空视野是保证自动飞行任务安全的关键！

GPS 3D精度：

• 开阔的场地（晴朗的天空视野）： 2.5 m
• 极端多重路径情况（后院或者在建筑物之间）： 26 m
• 室内： 55 m

GPS信号的有效性：

• 开阔的场地（晴朗的天空视野）： 99%
• 极端多重路径情况（后院或者在建筑物之间）： 83 %
• 室内： 14 %

有关DGP修正：

• DGPS修正只使用伪距数据。
• SBAS是DGPS修正的一种形式，可以从地球同步卫星获得信号。
• SBAS是DGPS修正的一种形式，可以从一个或多个地球同步卫星获得信号。
• 地球上的不同区域有特定的SBA系统： 北美是WAAS，欧洲是EGNO，日本是MSAS。
• DGPS修正可以达到米量级精度（免费）或者分米量级精度（付费）

有关RTK修正：

• RTK修正需要使用载波相位数据、付费的GPS和RTK基站或者RTK基站网络通过modem或者互联网发出的广播修正信号。
• RTK适用于慢速移动或者静态的使用（例如搜索或者农业），可以达到厘米或者毫米量级精度。