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单北斗接收机定位精度与多星多频接收机定位精度的比较

发布时间:2024-05-20 10:01:08点击量:

单北斗接收机和多星多频接收机在定位精度上的差异主要体现在以下几个方面:

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1、卫星观测数量
(1)单北斗接收机:这类接收机专门接收北斗卫星导航系统的信号,因此其定位过程中所能利用的卫星数量仅限于北斗系统中的可见卫星。尽管北斗系统已经具备全球服务能力,但其观测到的卫星数目可能不如同时接收其他卫星导航系统(如GPS、GLONASS、Galileo等)的多星接收机丰富。
(2)多星多频接收机:这类接收机能够同时接收并处理来自多个卫星导航系统的信号,包括但不限于北斗、GPS、GLONASS、Galileo等。这意味着它在同一时刻能观测到更多的卫星,特别是在城市峡谷、山区或高纬度地区等复杂环境中,多星多频接收机由于能接收到更多不同轨道、不同频率的卫星信号,能够显著提高可用卫星数量,从而提升定位性能。
2、信号频率利用
(1)单北斗接收机:如果仅支持北斗系统标准的B1、B2或B3频点(或者更新的B1C、B2a等),则其对单一系统的频率资源利用有限。虽然北斗系统也支持多频定位以提高精度,但单北斗接收机无法利用其他卫星导航系统提供的额外频率资源。
(2)多星多频接收机:此类接收机不仅能够接收北斗系统的多种频率信号,还能接收GPS、GLONASS、Galileo等系统的不同频点信号。多频接收有助于消除电离层延迟的影响(通过双频或多频组合),进一步提高定位精度。例如,通过L1和L2频率的组合,可以有效减少电离层引起的误差,对于高精度应用尤为重要。
3、差分改正与增强服务
单北斗接收机若无接入任何差分改正服务(如RTK、SBAS等),其民用定位精度通常在米级至十米级之间。而多星多频接收机如果连接了相应的差分数据源或利用增强服务(如多系统融合的增强服务),则能够实现厘米甚至毫米级的定位精度。
4、硬件性能与算法优化
多星多频接收机通常具备更先进的硬件设计和处理能力,能够快速、准确地跟踪和处理多个卫星系统、多个频率的信号。此外,这类接收机通常搭载更复杂的信号处理算法和多系统融合算法,能够有效利用多系统间的冗余信息和相互校验,进一步提高定位稳定性与精度。

5、抗干扰与可靠性
(1)单北斗接收机:仅依赖单一系统的接收机在面临卫星信号遮挡、干扰或故障时,可用卫星数可能会骤减,导致定位精度下降甚至无法定位。特别是在特定区域或特定时刻,如果北斗卫星覆盖不足或受到干扰,定位性能会受到影响。
(2)多星多频接收机:由于能够接收多个系统信号,即使某个系统部分卫星不可用或信号质量较差,接收机仍可利用其他系统的卫星进行定位,提高了系统的抗干扰能力和定位服务的连续性、稳定性。多系统冗余可以确保在任何情况下都有足够的卫星信号用于计算精确位置。

如上所述,多星多频接收机在定位精度上通常优于单北斗接收机,原因在于:
1、多星多频接收机能够同时观测到更多卫星,增加几何DOP参数的优良性,尤其是在视线受限或高纬度地区。
2、利用多个卫星导航系统的不同频率信号,通过多频组合消除或大幅减少电离层延迟影响,提高定位精度。
3、提高了系统的鲁棒性和抗干扰能力,确保在各种环境条件下都能获得稳定、高精度的位置信息。

总的来说,单北斗接收机由于受限于单一星座资源、可能无法充分利用多频信号以及缺乏与其他卫星系统的融合优势,其定位精度一般低于多星多频接收机。多星多频接收机能同时接收并处理多个卫星导航系统的多种频率信号,结合差分改正服务和先进的算法,能够实现更高精度、更强抗干扰能力和更稳定的定位服务。不过,实际定位精度还会受到诸如接收机硬件质量、天线性能、数据处理算法等多种因素的影响。在接入相同等级的差分改正服务时,多星多频接收机往往能展现出更好的定位性能。特别是在需要高精度定位的应用场景(如测绘、精准农业、无人机导航等),多星多频接收机的优势更为显著些,往往能展现出更好的定位性能。

文章来源:单北斗接收机定位精度与多星多频接收机定位精度的比较(https://mp.weixin.qq.com/s/CvO3GgVm6eTrkQpsX3V3qA)

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