GPS測速方法與精度分析＊

杜 娟，孫中豪，姚飛娟，劉 星

（63883部隊，河南 洛陽471000）

0 引 言

目前高、中精度無線電外測設備的GPS精度鑒定，是通過飛行試驗對測控設備的精度及數據的不準確性作出評定，檢驗測控設備是否達到預期的設計指標并給出置信度，確定測控設備的隨機誤差和系統誤差，為改善、提高測量系統精度提供依據。精度鑒定試驗使用的是GPS全球定位系統原理，GPS不僅可以確定運動載體的實時位置，還可以確定載體的瞬時速度。

GPS主要提供三種類型的原始觀測值，即偽距、載波相位和多普勒頻移，根據不同的定位精度需求，派生出單點定位、偽距差分定位、相位差分定位等多種定位模式。綜合而言，利用GPS進行測速的方法大致有以下三種：1）利用GPS的定位結果，通過位置差分來獲取速度；2）利用GPS原始多普勒觀測值直接計算速度；3）利用載波相位差分所獲得的多普勒觀測值來計算速度[1]。目前，GPS精度鑒定試驗中采用的是載波相位實時差分獲得多普勒觀測值來計算速度，測速精度為0.03m／s，但是作為高精度測速設備精度鑒定比對標準較低。通過采用白噪聲正交多項式最優線性濾波器方法，設計開發了根據位置精度微分求解位置中心平滑軟件，在外測數據處理中，測速實際測量獲取的都是某時間區間內的多普勒頻率周數，相當于相位變化增量，也就是距離的增量，數據的中心平滑是事后處理中最常用的方法，位置中心平滑后的GPS測速精度達到了0.01m／s，極大地提高了載波相位差分測速精度。……