雖然偽(wei) 距三邊測量可用於(yu) 計算用戶的位置，但該方法本身通常隻能提供幾米量級的定位精度。本節介紹可用於(yu) 實現更高定位精度的各種先進 GNSS 技術以及使這些技術成為(wei) 可能的信號。
為(wei) 了了解先進的 GNSS 定位技術，更多地了解這些方法中使用的信號是有幫助的。以下討論集中於(yu) GPS 星座，但所有 GNSS 星座中都存在類似的信號。
全球定位係統 (GPS) 目前在 L1、L2 和 L5 三個(ge) 載波頻率上運行，如表 1.6 所示。它們(men) 位於(yu) 電磁頻譜雷達部分的 L 波段，之所以被選中是因為(wei) 它們(men) 能夠穿透大多數大氣障礙物，如雲(yun) 、霧或雨。此外，1GHz至10GHz頻率範圍內(nei) 的電離層延遲要小得多，並且無需波束天線即可接收低於(yu) 2GHz的頻率。請注意，L5 頻段是最近開發的，目前僅(jin) 在 GPS 星座中的少數衛星上可用。
GPS 頻率（表 1.6）
| 名稱 | 頻率 | 應用 |
| L1 | 1575.42 MHz | 民用導航 |
| L2 | 1227.60 MHz | 軍用，但也有一些民用 |
| L5 | 1176.45 MHz | 精準製導 |
來自每顆衛星的 GPS 信號由三個(ge) 部分組成，稱為(wei) 載波、偽(wei) 隨機噪聲 (PRN) 代碼和導航消息。 PRN 代碼信號為(wei) 每顆衛星提供了唯一的標識符，允許該頻段上的所有衛星以相同的頻率進行傳(chuan) 輸而不會(hui) 受到幹擾。粗略/采集 (C/A) 碼在 L1 頻段上以 1.023 Mbps 的速度生成，而精確碼（P 碼）在 L1 和 L2 上以 10.23 Mbps 的速度生成。 P-code與(yu) W-code一起加密成為(wei) P(Y)-code，作為(wei) 一種反欺騙措施，通常用於(yu) 軍(jun) 事應用。
為(wei) 了提高軍(jun) 用 GPS 係統的安全性，還為(wei) L1 和 L2 頻段開發了一種稱為(wei) M 代碼的代碼。 M 代碼由於(yu) 能夠以更高的功率傳(chuan) 輸，因此提供了額外的抗幹擾保護。盡管進入市場的速度緩慢，但預計它最終將取代 P(Y) 代碼。
導航消息是 GPS 時間、衛星運行狀況、星曆和年曆數據的二進製編碼表示形式，接收器使用這些數據來確定其位置。由於(yu) 其速度較慢（每秒 50 字節），完整的消息（分為(wei) 25 個(ge) 幀）大約需要 12.5 分鍾才能接收。每幀傳(chuan) 輸時間為(wei) 30 秒，包含完整的 GPS 時間以及各個(ge) 衛星的健康狀況和星曆表，允許接收器在接收整個(ge) 導航消息之前實現定位解決(jue) 方案。
代碼和導航消息被調製到正弦載波信號上，如圖 1.12 所示。載波信號的高頻允許在從(cong) 衛星到接收器的途中並在必要的距離和惡劣的天氣條件下進行傳(chuan) 輸。然後接收器解調該信號以提取原始信息。
圖：1.12 調製 GPS 信號
為(wei) 了克服單個(ge) GPS 接收器的一些固有限製，可以在稱為(wei) 差分 GPS 或 DGPS 的技術中使用多個(ge) GPS 接收器。
DGPS 需要接收器之間存在某種形式的無線電鏈路，並且一個(ge) 接收器具有眾(zhong) 所周知的 GPS 位置來充當基站。如果基站和流動站接收器之間的距離低於(yu) 約 20 公裏，則從(cong) 單個(ge) 衛星傳(chuan) 輸到基站和流動站接收器的信號會(hui) 經曆相同的衛星時鍾誤差、軌道誤差和大氣傳(chuan) 播誤差。然後，基站可以確定與(yu) 其已知位置相比存在多少誤差的估計，並將偽(wei) 距校正發送到本地接收器。局域DGPS係統可以實現低至一米級別的定位精度。
SBAS 是一種 DGPS 係統，其中已建立位置的參考站中存在的誤差被傳(chuan) 輸到中央位置以計算差分校正。然後，這些校正值通過與(yu) GPS 相同的 L1 頻率的對地靜止衛星在某個(ge) 區域內(nei) 廣播，接收器可以跟蹤並使用這些校正值來獲得一到兩(liang) 米的位置精度。圖 1.13 中的地圖顯示了正在使用的 SBAS 係統的位置，覆蓋了北半球的大部分地區。有關(guan) 每個(ge) SBAS 係統的更多信息可在表 1.7 中找到。
圖：1.13 全球 SBAS 係統
全球 SBAS 係統（表 1.7）
| 地區 | 名稱 | 縮寫詞 | 衛星 |
| 北美 | 廣域增強係統 | WAAS | 2 |
| 歐洲 | 歐洲對地靜止導航覆蓋服務 | EGNOS | 3 |
| 俄羅斯 | 差分校正和監控係統 | SDCM | 4 |
| 印度 | GPS輔助GEO增強導航係統 | GAGAN | 3 |
| 日本 | 多功能衛星增強係統 | MSAS | 2 |
為(wei) 了獲得更精確的定位結果，開發了一種稱為(wei) 實時運動（RTK）定位的多接收器係統。與(yu) 差分 GPS 一樣，RTK 會(hui) 比較基站接收器和流動站接收器之間的測量結果，但 RTK 依賴於(yu) 載波相位可觀測值而不是偽(wei) 距。後處理運動學 (PPK) 定位采用完全相同的技術和算法，但在 PC 上離線計算，無需在接收器上實時運行計算，也無需可靠的實時無線電鏈路進行校正。
載波相位測量是對衛星和接收器之間跟蹤的部分波的極其精確的測量。困難在於(yu) ，在獨立 GNSS 配置中無法確定衛星和接收器之間的整數個(ge) 全波長，這個(ge) 問題稱為(wei) 整數模糊度。使用兩(liang) 個(ge) 接收器之間的雙差算法，可以解決(jue) 整數模糊度問題的相關(guan) 形式，從(cong) 而產(chan) 生兩(liang) 厘米以內(nei) 的相對位置精度。
雙差分需要兩(liang) 個(ge) 接收器和兩(liang) 個(ge) 衛星。通過在單個(ge) 接收器上區分兩(liang) 顆衛星之間的載波相位數據，可以消除大多數接收器誤差（例如接收器時鍾偏差，包括由於(yu) 電纜長度引起的延遲）。同時，兩(liang) 個(ge) 不同接收器之間對單個(ge) 衛星的測量結果進行區分可以消除與(yu) 衛星相關(guan) 的誤差（例如軌道誤差、大氣延遲）。對這兩(liang) 個(ge) 差異進行差分（雙差分）會(hui) 產(chan) 生大多數誤差源已被消除的結果。圖 1.14 以圖形方式總結了該過程。
圖：1.14 RTK雙差分
RTK 或 PPK 係統的一個(ge) 重要考慮因素是接收器是跟蹤單頻 (L1) 還是雙頻 (L1/L2)。當僅(jin) 跟蹤單個(ge) 頻率時，整數模糊度問題會(hui) 產(chan) 生大量可行的解決(jue) 方案，從(cong) 而難以實現和維護可靠的 RTK 定位。將 INS 與(yu) GNSS 結合使用可以在單頻係統中更穩健地跟蹤正確的 RTK 定位，盡管初始捕獲仍然需要數十秒到幾分鍾的時間。當使用兩(liang) 個(ge) 或多個(ge) 頻率（具有不同波長）時，每個(ge) 頻率上整數模糊度的可行解的交集通常是單個(ge) 點，從(cong) 而實現近乎瞬時、可靠的 RTK 定位。
與(yu) 提供無基站差分校正的 SBAS 一樣，許多私營公司也開發了基於(yu) 衛星的校正服務，無需添加 RTK 係統的基礎設施即可實現實時、厘米級的精度。精確單點定位 (PPP) 將精確時鍾、軌道位置、星曆和大氣模型與(yu) 專(zhuan) 有軟件算法相結合，以提高接收器確定其位置的能力。該信息通過地球靜止衛星或通過互聯網傳(chuan) 輸到接收器，並且需要訂閱和特定於(yu) 所使用公司的附加軟件。這些 L 波段校正不是在與(yu) 任何 GNSS 信號相同的精確頻率上傳(chuan) 輸的，而是在頻譜附近傳(chuan) 輸，因此 GNSS 天線可以設計為(wei) 同時跟蹤這兩(liang) 個(ge) 信號。使用這些附加數據，無需基站或無線電鏈路即可在全球範圍內(nei) 實現低至 3 厘米（典型值<10 厘米）的精度。然而，值得注意的是，PPP 係統可能需要 20-40 分鍾才能收斂到如此高精度的解決(jue) 方案。使用 PPP 係統的著名 L 波段校正服務包括 TerraStar、OmniStar、StarFire 和 Veripos。
GNSS 傳(chuan) 感器的相關(guan) 產(chan) 品
• 3DMCX5-GNSS/INS 高性能 GNSS 導航傳(chuan) 感器
• 3DMGX5-GNSS/INS 高性能 GNSS 導航傳(chuan) 感器
• 3DMGQ7-GNSS/INS 雙天線多頻段RTK導航係統
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