区域伪卫星增强GPS精密定位试验研究

区域伪卫星增强GPS精密定位试验研究的关键知识点： 1. GPS定位精度问题：GPS在城市高楼密集区、矿山以及深山峡谷等区域会遇到可见星数目少和几何分布不佳的问题，这会导致定位精度下降，特别是在垂直方向上的定位精度较差。垂直方向的定位误差通常是水平定位误差的2到3倍，无法满足某些精密工程测量的需求。 2. 伪卫星增强GPS定位方法：为了解决GPS在特定环境下的定位精度问题，学者提出利用地面或近地面布设的伪卫星发射器，通过建立伪卫星增强GPS系统来提高区域定位的精度、可靠性和可用性。 3. 伪卫星（地面GPS卫星）：伪卫星从地面特定地点发射类似于GPS信号，可以改善可见星的数目及分布情况。伪卫星与GPS使用相同的导航电文格式，现有的GPS接收机可以同时接收来自GPS和伪卫星的信号。 4. 伪卫星的定位优势：在室内、地下、隧道等无法接收到GPS卫星信号的区域，伪卫星可以完全替代GPS卫星进行定位。此外，伪卫星的应用可以提高垂直方向的定位精度，使其与水平方向的定位精度相当。 5. 伪卫星增强GPS系统误差源分析：研究伪卫星增强GPS系统时，需要分析主要误差源，包括多路径效应误差。本文重点探讨了多路径效应误差的估算方法以及伪卫星加入后对组合系统定位精度的影响。 6. 组合观测方程：伪卫星和GPS的组合观测方程考虑了载波相位观测量、几何距离、卫星时钟偏差、接收机时钟偏差、卫星轨道误差、伪卫星位置偏差、大气延迟以及多路径效应等影响因素。通过对这些因素的计算，可以估算出接收机到卫星及伪卫星之间的距离。 7. 实验研究与验证：通过实测数据分析，学者验证了利用伪卫星增强GPS定位系统后可以获得的定位精度。特别是在垂直方向上的定位精度有了显著提高，这对于大坝、桥梁和高层建筑等的安全监测具有重要意义。 8. 国际研究现状：国外研究团队如澳大利亚新南威尔士大学、英国诺丁汉大学等也在该领域进行了开创性工作。他们将伪卫星增强GPS技术应用在桥梁振动监测实验中，解决了中高纬度地区GPS信号盲区的问题。 9. 精密工程测量中的挑战：尽管伪卫星的应用有诸多优势，但其布设在地面或近地面也会导致一些关键性问题，如多路径效应误差较大。因此，研究者需要对这些误差进行估算，并探索如何通过算法或硬件设备的改进来降低这些误差，从而提升系统的整体定位精度。 10. 国家自然科学基金与香港研究基金项目资助：本课题得到国家自然科学基金和香港研究基金项目的资助，反映了该研究在国内外的重要性和实用性。 在总结上述知识点后，可以看出，区域伪卫星增强GPS精密定位研究不仅关注技术的创新和实施，也强调了理论分析与实际应用的有效结合。通过改进GPS的定位能力，尤其是在复杂环境下的定位能力，使得这项技术能够更加广泛地应用于如大坝安全监测、桥梁振动监测等多个领域，从而促进了精密工程测量技术的进一步发展。