本文以DGPS为例来说明差分定位技术
首先提个问题：我们为什么要采用差分GPS定位技术测量？
答案是：绝对定位精度不能满足要求。
一、DGPS简介
DGPS:差分全球定位系统(Differential Global Position System).
目前 GPS 系统提供的定位精度是优于 10 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。
差分 GPS 分为两大类：伪距差分和载波相位差分
差分的优点
（1）消除卫星钟钟差
（2）消除卫星星历误差
（3）消除电离层延迟
（4）消除对流层延迟
（5）将接收机钟钟差做为未知数求出以上措施将有效地提高GPS定位精度，一般而言，以坐标方式差分可达±5m的精度，以伪距方式可达±（1～3）m级精度，以载波相位方式可达±（1～3）cm的精度，高程精度为平面精度的2～3倍。
RTK测量原理图
二、差分GPS的分类
（1）按接收机天线所处状态分类
- 动态
- 静态
- 动静合一
（2）按系统处理的方式（数字模型）分类
- 坐标差分
- 伪距差分
- 载波相位差分
- 伪距差分、载波相位差分合一
（3）按数据（x，y，H或B，L，H）获取方式分
- 实时
- 后处理
- 实时、后处理合一
（4）按基准站数据实时通讯方式
- 单基准站差分（1对1或1对n，海上50km，陆地10km，陆地RTK5km）
- 信标差分(1对n)(海上500km，陆地100km）
- 局域差分( M对n，卫星通讯，有偿使用 )
- 广域差分( M对n，卫星通讯，有偿使用 )
这里主要介绍伪距1对n后处理差分系统，其平面定位精度可达±1m，高程定位精度可达±（2—3）m，作用距离可达200km。
三、差分系统构成
（1）基准站（坐标已知，固定不动，视野开阔，远离大水体，远离电磁波天线）
- GPS接收机主机
- GPS接收机电源
- GPS天线
- GPS控制记录器
- GPS接插件及对中杆（基准站含支架）
- GPS集装箱
若为实时差分，还需通讯电台
（2）移动站（可处于任意可接收四颗星的位置，其配置同基准站，但为不含支架）
四、基准站已知数据获取
- GPS单机单点定位（±5m）
- GPS单机单点定位4小时均值（±1m ）
- 从测绘主管部门购买（±0.5m ～±0.5cm ）
- 从地图上解析（ ±1m ～ ±40m ）
五、差分GPS定位原理
从上式出发，推证伪距差分的一般数学模型。在基准站A观测j卫星，测得伪距为：
式中ρjAt为t时刻A至卫星j的真实距离，可用 几何公式求得。由电台送往移动台B点的差分改正为：
B点观测的伪距为：
将伪距改正数加入(3-17)式，则有：
考虑到现有设备的通讯能力，A、B点间距不超过50km，因而LjBtrop≈LjAtrop，LjBion≈LjAion，上式中可消除卫星钟差、对流层、电离层的影响，令c(VＴＢ-VＴＡ)＝d，则上式可表示为：
将上按台劳级数展开，得：
因A、B二点之距小于50km,故ljAt≈ljBt，mjAt≈mjBt，njAt≈njBt，ρjAt０、ρjBt０为ρjＡt、ρjBt的初值，从而依上式可大部分消除卫星星历误差，进一步整理为：
当有n(n>4)颗同步观测卫星时，按最小二乘法表示的伪距差分模型为：
六、差分GPS技术
A 外业观测
（1）基准台设置要求
- GPS天线平面10°仰角以上无大片障碍物阻挡卫星信号
- 基准站至测区有视野应开阔，无高大建筑物或高山阻挡
- 100米内无强大有电磁波辐射源，如微波站、大楼电梯电动机房正楼顶等
- 要有一定的海平面高度，建议在较远距离工作时，将基准站设置在高楼楼顶或山顶上
（2）安置仪器，开机，设置有关参数，如历元数、仪器高等输入文件名
- 基准站人就可以离去，有遮伞下雨问题不大
- 移动站安置仪器，开机，设置采样历元数，输入文件包名，可对应每个文件名
- 移动站测绘，可加入观测点属性
B 内业处理
（1）将基准站、基准站文件传入微机或便携机
（2）将基准站、基准站文件在微机或便携机上求差分（自动处理），显示图形
（3）求算面积，给出测量点并打印
（4）将观测结果进入GIS或数字电子地图，补测补绘地物
C 固定样地标定
七、GPS静态定位技术
用户接收机i和基准站接收机j同时跟踪一颗编号为i的卫星，则载波相位观测方程可以表示为:
显然，由两个整数相减得到的单差整周模糊度仍是一个整数，而一旦的
值被正确求解出来，那么单差载波相位
就成为既没有模糊度又具有高精度的单差距离测量值。
单差——不同观测站同步观测相同卫星所得观测量之差
双差——不同观测站同步观测一组卫星所得观测量的单差之差
三差——不同观测站同步观测同一组卫星所得观测量的双差之差
RTK关键技术——初始化，通讯
八、载波相位差分(单差、双差、三差)原理
观测站A、B对卫星j的观测值分别为：
单差：消除了卫星钟差，基本消除了电流层、对流层延迟误差。
双差：消除了星历误差，进一步消除了电流层、对流层延迟误差。
三差：消除了整周模糊度、电流层、对流层延迟误差。
原则：用双差不用单差，用固定解不用浮点解
九、CORS系统
连续运行参考站(CORS)，可定义为：一个或若干个固定的、连续运行的GNSS参考站，利用现代计算机、数据通信和互联网(LAN／WAN)技术组成的网络，实时地向不同类型、不同需求、不同层次的用户自动地提供经过检验的不同类型的GNSS观测值(载波相位，伪距)，各种改正数、状态信息，以及其他有关GNSS服务项目的系统。
网络RTK技术
- 无需架设基准站，省去了野外工作中的值守人员和架设参考站的时间，降低了作业成本，提高了生产效率；
- 传统“1+1”GNSS接收机真正等于2，生产效率双倍提高 ；
- 不需要在四处找控制点；
- 扩大了作业半径，网络覆盖范围内能够得到均等的精度；
- 在CORS覆盖区域内，能够实现测绘系统和定位精度的统一，便于测量成果的系统转换和多用途处理。
CORS系统
参考站及控制中心
CORS系统组成
参考站 + 控制中心 + 用户部分
