文档介绍：黑龙江垦区精准农业两种GPS差分方式比较研究
王新忠王熙王智敏庄卫东汪春
(黑龙江八一农垦大学工程学院大庆 163319)
摘要:为了精准农业技术示范试验需要,采用了GPS定位差分系统,以提高GPS系统定位精度。本文对黑龙江垦区现有两种精准农业GPS差分方式进行了介绍,并对两种GPS差分方式进行了比较研究。
关键词:精准农业,全球定位系统,差分系统
前言
2002年黑龙江农垦总局在友谊农场五分场二队引进美国CASE公司整套精准农业机械设备,建立了友谊农场精准农业试验示范基地。2003年黑龙江农垦总局又在大西江农场引进美国JOHN DEERE公司整套精准农业机械设备,建立了大西江精准农业试验示范基地。通过对两个试验示范基地GPS差分方式的比较,对两种GPS差分方式有了一个初步认识。
2. 全球卫星定位系统(GPS)
全球定位系统GPS (Global Positioning System)是美国的第二代卫星导航定位系统。GPS的空间部分使用24颗卫星组成全球卫星定位系统,每天24小时为全球陆、海、空用户全天侯提供三维位置、速度和时间信息。全球定位系统(GPS)自从建立以来,已得到非常广泛的应用。但美国出于其战略上的考虑,对外应用上,于1991年7月开始实施SA政策,SA(Selective Availability)称为有选择可用技术,即人为地将误差引入卫星钟和卫星数据中,故意降低GPS定位精度,使用户的GPS接收机精度都在100米左右。虽然美国政府1999年取消SA政策,但定位精度仍然在15米左右,这样的精度不能满足实际应用需要,也给使用者带来极大不便。
3. 差分GPS定位系统(DGPS)
为了提高GPS定位精度,采用差分技术(Differential GPS)可以改善因各种误差所影响的定位精度,使定位精度提高到亚米级或厘米级。差分定位是在一个地理位置准确已知点建立差分基准台,实时计算出差分误差信息,并将此信息传送给用户,用户即可得到高精度定位。
友谊农场区域自主型地面站GPS差分系统
友谊农场精准农业技术示范试验基地DGPS定位系统采用区域自主型地面站GPS差分方式,使用的GPS差分方式是采用伪距差分方式(RTCM方式,Radio mission for Maritime Services,航海无线电技术委员会),在基准站上的GPS接收机求得它至可见卫星的距离,并将此计算出的距离与含有误差的测量值加以比较求出其偏差,然后将所有卫星的测距误差利用数传发射电台传输给田间作业机器(如联合收割机),田间作业机器上的
GPS接收机接收GPS信号的同时利用数传接收电台接收测距误差来改正测量的伪距,最后利用改正后的伪距来解出自身的位置,从而消去公共误差,提高定位精度。GPS的定位误差一般在15m以内,而RTCM差分后的DGPS的定位误差是亚米级的,即定位误差在1m以内,这种精度能保证农业生产中的定位需求。区域自主型GPS差分系统组成如图1所示。
图1 区域自主型GPS差分系统组成示意图
;;;;5. 数传发射电台天线;;
黑龙江省友谊农场五分场二队DGPS系统由地面固定式GPS差分站