中国沿海无线电信标差分（BDSGPS）系统设计和实现,该文是关于无线电信标论文范文，为你的论文写作提供相关论文资料参考。
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摘 要：为推动北斗卫星导航系统的海事应用,文*绍了基于沿海无线电信标的差分定位系统及其应用情况,设计了兼容北斗和GPS的沿海无线电信标差分系统,详细分析了北斗伪距差分和定位算法,给出了基于国际海运事业无线电委员会（RTCM）标准的差分北斗信息的编解码流程.2013 年底,在天津北塘实现了RBN-（DBDS+DGPS）的试验播发,并在信号覆盖的环渤海区域进行了动静态测试.测试结果表明：在台站信号300公里覆盖范围内,BDS和GPS单独实时差分水平定位精度相当,优于1.5米（95%置信度）,BDS/GPS联合实时差分定位精度更优.
关键词：无线电信标 差分 BDS GPS
0 引言
航海是卫星导航系统应用的重要领域,为推动BDS的全球应用发展,在海事应用方面,交通运输部多次组团参加相关国际会议提案并进行磋商,2014年11月,BDS已正式被国际海事组织（IMO）认可为全球无线电导航系统（WWRNS）的组成部分,标志着BDS已取做到了面向海事应用的合法地位.
基于无线电信标（RBN）的沿海差分服务是BDS海事应用的一种重要形式.GPS和GLONASS均开发了相关的应用,目前国际航标协会（IALA）公布的数据显示,全球已有50余个国家和地区,运行中的沿海无线电信标差分全球定位系统（RBN-DGPS）台站达400余座[1].RBN-DGLONASS也在规划和试用.中国正在运行的RBN-DGPS台站有22座,基本覆盖了整个中国沿海,考虑到不能对现有RBN-DGPS用户产生影响,北斗沿海差分服务必须在现有台站的基础上进行,且需完全兼容现有的RBN-DGPS系统.因此,发展沿海无线电信标差分BDS和差分GPS系统RBN-（DBDS+DGPS）,并建立相关的国际标准,是推进BDS国际航海应用进程中的重要措施.从2013年开始交通运输部北海航海保障中心就开展了基于沿海无线电信标的差分BDS和GPS融合播发试验,取做到了积极的成果.
1 RBN-（DBDS+DGPS）系统设计
RBN-（DBDS+DGPS）系统是在BDS和GPS系统的基础上利用伪距差分技术使用户能够从BDS和GPS系统中获得更高的精度,其通过在现有的沿海无线电信标（RBN）载频上（283.5～325.0kHz）通过最小移频键控（MSK）调制播发BDS和GPS系统的差分改正信息,用户接收机通过接收此信息作误差修正,从而大大提高定位精度.图1为RBN-（DBDS+DGPS）系统定位原理示意图.
图1 DBDS+DGPS定位原理示意图
国际海事组织认可的RBN-DGPS系统基于国际海运事业无线电技术委员会104特委会（RTCM-SC104）制定的GNSS差分信号格式以及基准站完善性监测（RSIM）标准,BDS沿海差分服务必须在此标准框架内进行,尽量减少对现有RBN-DGPS用户的影响,BDS和GPS兼容的RBN差分系统播发框图如图2所示.
RBN-（DBDS+DGPS）系统包括基准台、完善性监控台和发射台三部分组成.基准台采用双机热备份,由BDS/GPS双模基准站接收机和MSK调制器组成,基准站接收机置于位置精确测定的点上,并接收BDS和GPS定位信息,生成差分修正信息,经MSK调制器后送至无线电信标发射台.完善性监测台由1台导航型BDS/GPS接收机和1台无线电信标接收机（MSK解调器）组成,卫星接收天线也至于位置精确测定的点上,信标接收机接收发射台播发的信号,导航接收机解算并定位,并计算出定位误差,实现系统服务的完善性监测.发射台包含了2套D类AM无线电信标发射机,互为热备份.ATU为天线调谐单元,实现发射机与天线之间的阻抗匹配,从而使天线效率最高.
2 关键技术及算法分析
在沿海无线电信标上同频同步播发差分BDS和差分GPS信息,其关键技术主要包括BDS差分信息软硬件生成,与DGPS信息的融合,以及编解码实现.
2.1 RBN-（DBDS+DGPS）差分算法
2.1.1 BDS伪距差分改正数生成方法
BDS伪距差分改正数的计算方法与GPS一致,可以利用伪距观测值直接计算差分改正数,伪距观测方程为[2]：
（1）
根据星历中卫星钟差参数可以做到到卫星钟差的概略值 ,则改正数表示为：
（2）
其中：
由式（1） （2）可做到：
（3）
利用式（3）可算做到差分改正数,为减少数据量,仅对基准站观测值进行接收机钟差改正即可.式（4）用来计算基准站接收机钟差：
（4）
其中, 是该历元接收到的有效卫星总数.为提高精度和可靠性,可以对该改正数进行卡尔曼滤波处理.
从式（2）可知, 在短期内变化缓慢,可认为 的加速度为常数, 的三次导数 为零均值的白噪声序列,其方差为 （单位是 ）,即 的统计特性为：
（5）
（6）
根据离散线性系统卡尔曼滤波,建立如下动态模型：
根据具有恒定加速度的动态模型,可知 有如下形式[3]：
等于 （8）
由 的统计特性,可导出 的统计特性,即：
（9）
, 等于 （10）
在观测值噪声均值为零,且互不相关,标准差为 的情况下,量测方程为：
（11）
并有：
, , （12）
综上所述的动态方程和量测方程,利用卡尔曼滤波可做到到差分改正数的最优解.
2.1.2 BDS伪距差分定位算法
伪距差分定位算法与单点定位相近,只是伪距差分增加了差分改正数进行修正.根据码伪距和载波相位观测量,并顾及时间标识,做到到码伪距原始非线性观测方程[2]：
结论：关于本文可作为相关专业无线电信标论文写作研究的大学硕士与本科毕业论文无线电信标论文开题报告范文和职称论文参考文献资料。
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