利用现有调频广播频道的副载波RDS(57KHz)加载差分信号实现差分GPS技术.docx
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2023-03-09
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利用现有调频广播频道的副载波 RDS （57KHz）加载差分信号实现差分 GPS 技术
1 目的和意义
GPS 系统是美国研制的先进无线电定位系统，由于系统具有高精度、全天候、全球覆盖、方
便灵活等特点，便之在各领域的应用迅速展开。移动目标的定位和跟踪就是 GPS 技术的一
个具体应用。在此系统中，对移动目标的定位精度是有较高要求的。而美国出于自身利益考
虑，GPS 系统对外应用一直在采用取 SA 政策，使 GPS 接收机的定位精度人为降低到 100 米
左右，这不能满足城市车辆定位的要求。采用差分 GPS 技术建立自己的差分系统，可很好
地解决精度问题。
广播调频台有丰富的频率资源，利用它的副载波可以用来作为差分信息的数据通道，播发差
分信息，移动目标通过接收差分信息，进行位置修正，并将高精度的位置数据通过无线信道
回传到监管中心，即可实现车辆的有效安全管理。
本课题的研究宗旨在于：
a. 利用广播电台调频副载波 RDS （57KHz）加载差分信号，以建立实用的广播差分系统；
b. 建立对移动目标（车辆、舰船、飞机等）进行监控的指挥调度系统。
c. 在北京市全面推广应用及在全国建立 RDS/DGPS 广域网起示范和促进作用。
2 系统设计原则
a. 可用性。系统的建立应立足当前需要，并着眼于系统的长远发展。
b. 扩展性。系统的主要产品应易于扩充，主要功能应可逐步完善扩展。即充分考虑系统的
升级能力，以适应未来发展需要
c. 安全可靠性。系统硬件电路的设计应充分考虑兼容性、可扩充性及抗干扰能力，在其制
作上精心求稳，元器件严格筛选，对强度、温度的适应性及抗震等方面都应严格考机实验；
软件设计应保证实时性，还应考虑其容错性，以确保系统安全、可靠、稳定的运行。同时还
应保证系统易于管理的维护。
d. 实用性。系统应采用先进成熟的技术，所选软、硬件要具有先进性、实用性，以便于系
统的实际推广应用。
e. 投资合理性。系统设计要在适度考虑经济性的前提下，突出先进性，即寻求最佳的性能
价格比，使用户的投资具有合理性和经济性。
3 系统总体设计规划
于北京人民广播电台建 GPS 差分基准站，GPS 接收机捕获伪距校正信息，经计算机处理，用
光缆传送到中央电视台发射塔上，经编码调制后与立体声节目一起发射出去。位于移动目标
（如车辆）的接收机（车载台）接收 FM 信号，经解调和编码获得 DGPS 差分信号，用户根
据收到的修正信息即可修正自己的 GPS 位置，然后通过通讯系统将这个提高了精度的位置
信息发回车辆监管中心，经数据处理，在中心数字地图上实时显示目标的位置和运行状态，
从而使中心指挥人员能够对目标进行调度，指挥和遥控。
整个系统可分成三大块：
a. RDS/DGPS 系统发射部分
b. RDS/DGPS 系统接收部分
c. 移动目标监管部分
4 RDS/DGPS 发射系统的设计
4.1 差分 GPS 技术
所谓差分 GPS，是在基准站上进行 GPS 观测，利用已知的基准站精密坐标计算机出基准站到
卫星的伪距改正数，并将这一改正数实时发送出去。用户接收机在进行 GPS 观测的同时，
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