差分GPS的算法

GPS定位是利用一组卫星的伪距、星历、卫星发射时间等观测量和用户钟差来实现的。要获得地面的三维坐标，必须对至少4颗卫星进行测量。在这一定位过程中，存在3部分误差：
第一部分误差是由卫星钟误差、星历误差、电离层误差、对流层误差等引起的；
第二部分是由传播延迟导致的误差；
第三部分为各用户接收机固有的误差，由内部噪声、通道延迟、多路径效应等原因造成。
利用差分技术，第一部分误差可以完全消除；第二部分误差大部分可以消除，消除程度主要取决于基准接收机和用户接收机的距离；第三部分误差则无法消除。
下面，我们主要介绍消除由于电离层延迟和对流层延迟引起的误差的算法。在算法中使用的时间系统为GPS时，坐标系统为WGS-84坐标系。
1．消除电离层误差的算法
我们主要通过电离层网格延迟算法来获得实际的电离层延迟值，以消除电离层误差。具体过程如下：解算星历，得出卫星位置→求电离层穿透点位置→求对应网格点→求网格4个顶点的电离层延迟改正数→内插获得穿透点垂直延迟改正数→求穿透点的实际延迟值。
2．卫星位置的计算
解算出星历数据后，加入星历修正和差分信息，便可计算出卫星位置。
从GPS OEM板接收到的是二进制编码的星历数据流，必须按照本文前面部分列出的数据结构解算星历数据，再依据IEEE-754标准将其转换为十进制编码的数据。在这里，需要解算的参数有：轨道长半轴的平方根（sqrta）、平近点角改正（dn）、星历表基准时间（toe）、toe时的平近点角（m0）、偏心率（e）、近地点角距（w）、卫星轨道摄动修正参数（cus cuc cis cic crs crc）、轨道倾角（i0）、升交点赤经（omg0）、升交点赤经变化率（odot）。