为了提高实时定位精度和可靠性,当前广泛采用了实时差分GPS技术。差分GPS系统由基准站、数据链和用户三部分组成。其中基准站的主要功能是获得差分改正数或得到原始观测值;数据链的作用是将基准站的数据信息以某种标准差分协议传输给用户。因此,GPS差分协议和差分电文的算法是差分系统必须考虑的两个问题。 本文系统地介绍了当前常用的三种GPS差分协议,包括RTCM、CMR和RTCA。对它们的发展概况、电文格式、主要电文包含的信息内容和对数据链的要求等方面进行了详细的介绍和比较。同时介绍了这几种协议之上的扩展差分协议,如RTCM++、RTCM-Adv和CMR+等。另外,还比较了RTCM、CMR和RTCA三种协议之间的异同点。其中RTCM和CMR主要用于局域差分系统,而RTCA的WASS协议是用于高精度广域差分系统;由于CMR协议传输数据量小、定位速度快,进行实时动态定位时,选择CMR协议更适合。 差分GPS根据工作原理可分为多种,本文以单站相位差分(RTK)为例,对基准站差分电文算法进行了研究。差分改正数的算法根据使用的观测值主要分为三种,文中详细讨论了这几种差分改正数的算法以及在算法中涉及到的卡尔曼滤波模型。并结合试验数据,通过计算和分析比较,得到了RTCM标准协议中用于RTK的电文算法。电文18和19发送的主要信息是经过变换处理的原始观测值;由于卫星的升降能引起改正数的跳变,因此,应对改正数进行滤波处理。另外,为了验证RTK电文算法的正确性,本文还编程实现了对RTCM协议电文的解码和编码工作。