第24卷第2期2004年4月桂林工学院学报JOURNALOFGUILININSTITUTEOFTECHNOLOGYVol.24No.2Apr2004文章编号:1006-544X(2004)02-0188-04GPS差分协议RTCM电文分析与应用刘智敏1,2,林文介1,唐卫明2(1桂林工学院土木工程系,广西桂林54104;2武汉大学GPS工程技术争辩中心,湖北武汉430079)摘要:通过对RTCM电文内容的分析,就应用中RTCM电文的编码方法和存在的问题进展了探讨,依据DGPS所需要到达的区域范围、环境状况以及经济承受力,选择DGPS差分电文RTCM的发送方式;承受奇偶校验码进展校验,以确保所接收电文的正确性;进展字节滚动,以保持RTCM电文的规律序列.关键词:DGPS;RTCM;数据格式中图分类号:P2284;TN9193文献标识码:Ay差分GPS系统(DifferentialGPS,简称DGPS)由包括位置差分、伪距差分、广域差分和载波相位基准站、数据链和用户3局部组成:基准站的主要差分.伪距差分是在m级精度要求下使用最广的功能是获得差分改正数或得到原始观测值;数据链一种技术,几乎全部的商用差分GPS接收机均采的作用是将基准站的数据信息以某种标准差分协用了这种技术.实时差分定位系统中,基准站的议传输给用户.因此GPS差分协议和差分电文算法坐标准确,可以算出星站之间的真实几何距是差分GPS系统必需考虑的两个关键性问题.离,基准站的GPS接收机测量出全部可视卫星国际海运事业无线电技术委员会(RadioTech-的伪距,同时收集全部卫星的星历,从而得到观nicalCommissionforMaritimeServices,简称RTCM)测值的改正数[1]于1983年11月为全球推广应用差分GPS业务设立(t)=(t)-(t);(1)了RTCMSC-104特地委员会,以便论证用于供给差分GPS业务的各种方法,并制定了标准差分协议.它是最早使用的一种国际通用格式,可以用于伪距差分和实时动态GPS(RealTimeKinematicGPS,简称RTKGPS).1994年1月正式公布Ver21版本,增加了与载波相位差分技术相关的电文18~21,以后又不断有新的版本消灭[1-4].新版本提高了差分改正数的抗差性能,增大了可用信息量,提高了定位精度.伪距差分的精度由原来版本的8~10m提高到1m左右,载波相位差分可达到cm级精度.1实时差分GPS定位模型依据差分GPS工作原理,DGPS可分为4类,=(Xs-X)2+(Ys-Y)2+(Zs-Z)2;(t)=(t)+ct(t)-ct(t)+Ig(t)+T(t).其中:基准站的WGS-84坐标为(X,Y,Z),由星历计算出全部观测到的卫星在信号放射时刻的WGS-84坐标(Xs,Ys,Zs);t(t)为接收机钟差;t(t)为卫星钟差;Ig(t)为电离层折射影响;T(t)为对流层折射影响,c为光速.通过数据链将基准站的差分信号传输至用户站,用户站接收、解调后送入用户接收机进展解码和计算.将基准站的改正数作为伪距修正量,以改正用户接收机相应的同步伪距观测量,这里无视对不同观测站伪距观测量的不同影响,以及不同接收机钟差的变化,近似得(2)y收稿日期:2003-11-18基金工程:广西自然科学基金资助工程(0339072)作者简介:刘智敏(1975-),女,博士争辩生,讲师,争辩方向:GPS原理、算法及应用.第24卷第2期刘智敏等:GPS差分协议RTCM电文分析与应用189(t)=(t)-(t).(4)应用C/A码得到定位精度,在距离基准站50~100km范围内可达m级.随着用户与基准站的距离的增大,与空间相关的误差相关性减小,流动站的定位精度随之快速降低.2RTCMSC-104电文内容分析RTCM差分协议由二进制编码的数据流组成.每种电文帧长为(N+2)个字,每个字由30bit构成,分解为5个6bit的字节,其中电文头2个字称为通用电文,电文信息包含在N个字中,N随电文类型不同而不同,同类电文可能由于卫星的个数不同也不一样.第25~30位构成字节5,字节5为奇偶校验码,用于检验接收到的电文信息.在DGPS中常用到的电文类型,以RTCM的Ver22版本为例示于表1.表1Ver22中的几种常用RTCM电文类型Table1SeveraltypesofRTCMcodes(Ver22)1固定GPS伪距改正2固定GPS伪距改正的变化量3固定GPS参考站参数RTCM电文中,每种电文的电文头格式和内容完全一样.8个bit的引导字固定为01100110,供用户搜寻同步使用,必需通过第1和第2个字的奇偶校验,才能确认该引导字是否正确.帧识别是确定电文的类型.基准站识别给出基准站的序号名称.修正Z计数是时间计数,是电文参数的参考时间,范围仅有1h,用户可依据流淌站的时间确定Z计数对应的准确GPS时,与GPS电文的Z计数不同之处是将其区分率...