漫谈GPS定位技术的发展史

gps定位技术的原理比较简单：卫星向地面接收机发射带有测距码的载波信号，卫星的轨道是已知的（x,y,z）,那么地面点在某一时刻通过对接收到的卫星信号进行分析就可以得到卫星到地面点的距离，那么只需要3颗卫星就可以定出地面点的位置，但是接收机的时钟是不准确的，所以需要同时接收4颗卫星的信号（4维）才能准确地交会定出地面点的位置。由于信号在传播过程中受到电离层，对流层，多路径和相对论效应等多方面的影响，以及美国sa政策（美国针对民用gps的信号干扰政策），定位精度一直很难达到理想的情况，为了解决这些不利影响，定位技术的发展正经历4代的更迭。

    总体说来，gps定位可以分为相对定位和绝对定位。绝对定位也叫单点定位，即利用gps卫星和用户接收机之间的距离观测值直接确定用户接收机天线在wgs－84坐标系中相对于坐标原点（地球质心）的绝对位置。相对定位也叫差分gps定位，即至少用两台gps接收机，同步观测相同的gps卫星，确定两台接收机天线之间的相对位置，相对定位的精度较高。

     第一代的gps的绝对定位采用的是伪距单点定位，由于伪距的测距码的波长长达几十米，单点定位的效果很不好，一般精度只有几十米甚至上百米，只能用在船只等导航用途上，现在的手持gps还采用这种定位方式；采用伪距差分定位能将精度提高到十几米到几十米，还是不能用在测绘等领域当中。此时，随着信号处理技术的发展，人们可以更好的分析卫星信号中的载波，载波的波长比测距码要小得多，而且卫星信号中的l1和l2载波（民用码c/a码调制在l1当中，军用码p码调制在l2当中）的波长成倍数关系，当遇到电离层和对流层影响时，信号延迟也成线性关系，可以帮助更好的估计误差影响，于是产生了载波静态相对定位技术，采用此技术，可以将相对精度提高到米级甚至分米级，若采用事后的精密星历后处理，能将精度提高到厘米级，由此gps技术广泛应用于测绘领域当中。

    但是，载波相对定位中有一个很大的瓶颈：计算整周模糊度（即计算载波在传播过程中的整周期的个数n）的速度很慢，当时的算法计算量很大，一般都需要后处理。也就是说，gps的这样的定位技术还不能应用到实时的动态定位（大多数应用都需要实时动态）当中。
    在此情况下，第二代定位技术产生了，rtk(实时动态)技术。这个技术是基于新的对整周模糊度的搜索算法，这个算法能极大地减小计算量，并能很好的利用连续整周数的变化。于是rtk技术广泛发展起来。rtk技术是在已知坐标的点上假设一个基站，用户只要使用流动站(rover)测量/导航，通过不断地和基站通信求得流动站和基站的相对坐标。rtk技术的精度可以达到分米/厘米级，