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船用GPS定位误差及其改进措施的研究

李帆  
【摘要】: 船舶定位技术是整个航海导航系统的基础,系统中几乎所有的功能都以船舶定位的精确度为前提。船舶定位的精确度和实时性直接关系到导航系统的实用价值和整体性能,所以定位误差是导航系统误差的主要来源。目前,虽然GPS全球定位系统已经在定位、导航、精确授时等领域得到了广泛应用。但是GPS系统许多的定位误差仍然直接影响GPS定位的精度,只有深入地了解产生这些误差的原因,才能设计合理的GPS接收机硬件和软件系统。 本文首先分析了GPS系统的误差来源,主要有卫星部分、传播路径、接收机误差,并对误差产生的原因做了简要的介绍,为后面分析船用GPS产生的误差提供前提。针对船用GPS的精度不大的问题做了详细的分析,主要是由于船舶在水上航行,其定位的方式,以及环境使得其产生误差造成定位不准确的问题。并通过一定的措施将船用GPS的精度减小到一定的数量级,使其满足航海要求,但是在港区引航、内河水道、过桥和天气条件比较恶劣的情况下就必须采用差分定位的方式。采取差分方式定位可以达到米级精度,适用于船舶导航。本文以长江大桥附近水域作为分析对象,对差分定位系统做了介绍,主要讨论基站的建设和数据链路以及差分的电文格式。并设想建立长江广域差分定位系统,提高整个长江可航水域的航行安全。结合VTS对船舶进行动态管理,海岸船舶监视、协调和管理,并在船舶交通组织、船舶航行安全及事故预防等方面发挥了巨大的作用,具有很强的实际应用前景。 GPS的推广应用是对无线电助航仪器的一次革命,将把船舶安全航行推进到一个新的阶段。GPS在船上的应用在经济上和技术上都是可行的,能提高船舶航行安全,以发展眼光看,GPS的应用还能加强船舶的运行管理,促进船舶驾驶的自动化和现代化。深信GPS能为内河以及航海航运的发展起到积极的促进作用。


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