高精度定位的原理

卫星定位原理

卫星定位主要解决的问题是：求出用户在三维空间中的位置。在下面的示意图中：

卫星不断广播导航消息，在消息中包含卫星的位置和发送时间。若用户终端的位置和时间用x, y, z和t表示；假设有n颗卫星，第i颗卫星的位置和时间用xi, yi, zi和ti表示，则第i颗卫星与用户的距离D为：

D = = |t – ti| c

（c为光速，ti为消息发出时间，t在接收时间）

上述公式有个问题：用户时间t相对于导航系统的原子钟是不精确的，若钟差用b表示， 接收端表象时间表示为 t’，则上述公式为：

D = = | t’-b – ti| c

有x, y, z, b四个未知数，因此只要有4颗以上卫星，就可以联立求解。

差分定位

有很多干扰因素影响上述公式中常量的准确性，因此现实世界中的导航系统（如美国的GPS、俄罗斯GLONASS和中国的北斗）都有几米的误差。比如目前北斗系统在亚太地区的平均定位精度为：水平10m、高程10m，测速精度0.2m，受时精度优于20ns。

为了提高定位精度，除了天上的卫星外，可以辅以地基基准站。基准站的位置是精确测量的，在接受卫星导航信号后，通过数据处理系统形成相应信息，经由卫星、广播、移动通信等手段实时播发给应用终端，实现定位服务：

千寻播发平台

千寻位置运营一张地基增强站网，与天上的导航卫星配合，提供厘米级的定位精度：

qxwz.com

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