一 工作原理

目前单GPS系统提供的定位精度是优于25米，而为得到更高的定位精度，我们通常采用差分GPS技术：将一台GPS接收机安置在基准站上进行观测。根据基准站已知精密坐标，计算出基准站到卫星的距离改正数，并由基准站实时将这一数据发送出去。用户接收机在进行GPS观测的同时，也接收到基准站发出的改正数，并对其定位结果进行改正，从而提高定位精度。

二 差分分类

根据差分GPS基准站发送的信息方式可将差分GPS定位分为三类，即：位置差分、伪距差分、相位差分。

这3类差分方式的工作原理是相同的，即都是由基准站发送改正数，由用户站接收并对其测量结果进行改正，以获得精确的定位结果。所不同的是，发送改正数的具体内容不一样，其差分定位精度也不同。

1 位置差分原理

这是一种最简单的差分方法，任何一种GPS接收机均可改装和组成这种差分系统。安装在基准站上的GPS接收机观测4颗卫星后便可进行三维定位，解算出基准站的坐标。由于存在着轨道误差、时钟误差、SA影响、大气影响、多径效应以及其他误差，解算出的坐标与基准站的已知坐标是不一样的，存在误差。基准站利用数据链将此改正数发送出去，由用户站接收，并且对其解算的用户站坐标进行改正，提高定位精度。以上先决条件是基准站和用户站观测同一组卫星的情况。位置差分法适用于用户与基准站间距离在100km以内的情况。

2 伪距差分原理

这是应用最广的一种差分。在基准站上，观测所有卫星，根据基准站已知坐标和各卫星的坐标，求出每颗卫星每一时刻到基准站的真实距离。再与测得的伪距比较，得出伪距改正数，将其传输至用户接收机，提高定位精度。这种差分，能得到米级的定位精度。

3载波相位差分原理

载波相位差分技术又称RTK（Real Time Kinematic）技术，是实时处理两个测站载波相位观测量的差分方法。即是将基准站采集的载波相位发给用户接收机，进行求差解算坐标。载波相位差分可使定位精度达到厘米级。大量应用于动态需要高精度位置的领域。

三 差分系统介绍

1 基准站-移动站差分系统

基准站-移动站差分是指采用两台GPS接收机。一台是基准站GPS，另一台是用户端GPS，并且知道一个已知点的坐标，原理是在已知坐标的固定点上架设一台GPS接收机（称基准站），通过GPS的定位数据和已知坐标点的数据解算出差分数据(RTCM)，再通过数据链将误差修正参数实时播发出去，用户端通过数据链接收修正参数，和自己的定位数据进行修正解算，即可将定位精度提高到米级、甚至厘米级。

2 信标差分系统

信标差分系统不需要用户自己架设基准站，因为考虑到实时差分系统未来的需要，国家交通部海监局在我国沿海从南到北沿海岸线建立了20个信标台站（也就相当于差分系统的基准站），这些信标站24小时发送RTCM差分校正信息，而且不收任何费用，其传输的距离是：在内陆是300KM的覆盖范围，在海上是500KM的覆盖范围。用户端只需要一台移动站的GPS就可以实现高精度的实时定位。

注：SA政策：即selective availability，有选择可用性，美国采取的限制定位精度的政策；

载波相位：是指接收到的具有多普勒频移的载波信号与接收机产生的参考载波信号之间的相位差。（这一定义摘自CNKI概念知识元库）。

Kinematic：运动学的，运动学上的。

信标差分系统原理

GPS信标差分系统实际上就是差分系统，只是信标差分系统不需要用户自己架设基准站，因为考虑到实时差分系统未来的需要，国家交通部海监局在我国沿海从南到北沿海岸线建立了20个信标台站（也就相当于差分系统的基准站），这些信标站24小时发送RTCM差分校正信息，而且不收任何费用，其传输的距离是：在内陆是300KM的覆盖范围，在海上是500KM的覆盖范围。用户端只需要一台移动站的GPS就可以实现高精度的实时定位。