精密单点定位的一种低动态解法
精密单点定位技术的相关理论与应用
12
工作组（Working Groups）
3.电离层工作组
目的：发展全球性和区域性的电离层延迟图 目前，CODE和NGS发布格式为IONEX的电离层产品。 IONEX格式示例
LATITUDE BAND COVERED MINIMUM LATITUDE (DEGREES) MAXIMUM LATITUDE (DEGREES) ADDITIONAL INFORMATION NUMBER OF CONTRIBUTING STATIONS NUMBER OF CONTRIBUTING SATELLITES ELEVATION CUT-OFF ANGLE (DEGREES) MAXIMUM TEC AND ITS RMS ERROR (TECU) COMMENT / WARNING COEFFICIENTS DEGREE ORDER VALUE (TECU) RMS (TECU) 0 0 12.96054650 0.0340 1 0 -2.68840669 0.0312 1 1 5.01878198 0.0344 1 -1 3.30707632 0.0313 2 0 -3.71365092 0.0321 2 1 -0.68308873 0.0313 2 -1 -0.38465300 0.0293 2 2 1.73454196 0.0329 : : -89.59 89.04
IGS共有7个分析中心：
CODE： 瑞士伯尔尼大学的欧洲定轨中心 (http://www.aiub.unibe.ch) NRCan：加拿大自然资源部的大地资源分局 GFZ： ESA： 德国地学中心 (http://www.gfz-postdam.de) 欧洲空间工作中心(http://nng.esoc.esa.de)
中央局（)
精密单点定位技术的应用研究
精密单点定位技术的应用研究
摘要
精密单点定位技术是一种利用多普勒效应来定位和导航的技术。
它利用一种可靠的接收机，可以在远程接收GPS系统的信号并将其转换为实时位置，从而获得精确的定位和导航信息。
它可以提供更精确的定位和导航信息，为用户提供更精确的定位结果。
本文综述了现代精密单点定位技术在多个领域的应用，这些领域包括：海洋科学/防浪应用、林业应用、军事方面的应用、航空应用以及未来的应用等。
针对这些应用，进行了技术分析和技术发展预测。
本文结合实际情况，探讨了精密单点定位技术的发展趋势，以及如何发挥其在实际应用中的最大价值。
关键词：精密单点定位；多普勒效应；海洋科学；林业；航空
Research on the Application of Precision Single Point Positioning Technology
Abstract。
精密单点定位技术方法
精密单点定位技术方法首先是全球定位系统（GPS）。
GPS是一种通过接收地球上多颗卫星发射的信号来计算接收器位置的定位技术。
GPS定位系统由一组发射星位于地球轨道上的人造卫星组成，这些卫星将信号发射到地球上的GPS接收器上。
接收器接收到多颗卫星发射的信号后，可以通过测量信号传播时间和卫星位置信息进行计算，从而确定接收器的位置坐标。
其次是惯性导航系统。
惯性导航系统是一种基于惯性测量单元（IMU）的定位技术。
IMU由加速度计和陀螺仪组成，用于测量运动物体的加速度和角速度。
通过对这些测量值进行积分，可以估计出物体的位置和姿态。
惯性导航系统具有高灵敏度、高精度和不受外部环境影响等优点，广泛应用于飞行器、导弹、船舶等领域。
另外一种常用的定位技术方法是激光测距。
激光测距技术利用激光束的传播时间和光速来计算测量目标和测量器之间的距离。
激光测距仪通过发射激光束，当激光束照射到目标上时，会发生反射并返回到测距仪上。
通过测量发射和返回的激光信号的传播时间，并结合光速，可以计算出目标与测距仪之间的距离。
此外，无线定位技术也是一种常用的精密单点定位技术。
无线定位技术利用无线信号的传播特性和接收器之间的信号强度来计算接收器的位置。
无线定位技术可以利用无线基站、Wi-Fi、蓝牙等无线设备发射的信号来进行定位。
通过对接收到的信号强度进行测量和分析，可以计算出接收器所在位置的坐标。
最后是视觉定位技术。
视觉定位技术是一种利用摄像机或摄像头拍摄目标图像，并通过图像处理和计算机视觉算法来提取特征信息，进而确定目标位置的方法。
视觉定位技术可以通过目标的特征提取和匹配，计算出目标在图像上的位置坐标。
视觉定位技术具有非接触式、实时性强、适用于各种环境等优点，并广泛应用于机器人导航、无人驾驶等领域。
总结而言，精密单点定位技术是通过对目标进行连续观测和测量，从而确定目标位置的技术方法。
GPS、惯性导航系统、激光测距、无线定位技术和视觉定位技术都是常用的精密单点定位技术方法，它们在不同的领域和应用中有着各自的优势和适用性。
精密单点定位技术原理(张小红)
To ensure GLONASS minimum operational capability (constellation of 18 NSV) by the end of 2007 To ensure GLONASS full operational capability (constellation of 24 NSV) by the end of 2009 To ensure GLONASS performance comparable with that of GPS and GALILEO by 2010
9c49处定a1据s76543210数与pmerusmr用g应sp2g3gps定位技术的发展历程第四代定位技术x第四代非差相位精密单点定位非差相位精密单点定位网络rtk技术第三代网络rtk技术第三代pppppp第二代第二代常规rtk常规rtk广域差分定位广域差分定位第一代第一代伪距单点定位载波静态相对定位伪距差分定位伪距单点定位载波静态相对定位伪距差分定位相对定位绝对定位相对定位绝对定位gps应用与数据处理培训班主讲
Master Control Station Monitor Station Ground Antenna
sites have co-located: • VLBI (very long baseline interferometry); • lunar laser-ranging (from instrument left by Apollo astronauts) …primarily for length of day considerations • satellite laser-ranging 《GPS应用与数据处理》培训班 主讲：张小红
《GPS应用与数据处理》培训班
全球定位系统_GPS_技术的最新进展第四讲精密单点定位_上_概要
文章编号:1007-3817(2002 03-0034-03中图分类号:P 228. 42文献标识码:A全球定位系统(GPS 技术的最新进展第四讲精密单点定位(上李征航吴秀娟(武汉大学测绘学院, 武汉市珞喻路129号, 430079摘要介绍了精密单点定位产生的背景, 静态精密单点定位的观测方程, 方程中各参数的处理方法, 需考虑的各种改正和数据处理方法, 此外还介绍了动态精密单点定位方法的特点及其应用。
关键词非差观测值; 精密单点定位; 静态精密单点定位; 动态精密单点定位传统的GP S 单点定位是利用测码伪距观测值以及由广播星历所提供的卫星轨道参数和卫星钟改正数进行的。
其优点是数据采集和数据处理较为方便、自由、简单, 用户在任一时刻只需用一台GP S 接收机就能获得W GS-84坐标系中的三维坐标。
但由于伪距观测值的精度一般为数分米至数米; 用广播星历所求得的卫星位置的误差可达数米至数十米, 卫星钟改正数的误差为±20ns 左右, 只能用于导航及资源调查、勘探等一些低精度的领域中。
国际GP S 服务IG S 是国际大地测量协会I AG 于1993年创建的一个为GP S 提供应用服务的国际组织。
目前IG S 所提供的精密星历的精度已优于5cm, 卫星钟改正数的精度已达0. 1ns ～0. 2ns 。
随着接收机性能的不断改善, 载波相位测量的精度也在不断提高。
不少接收机的载波相位测量噪声已小于1m m 。
大气延迟改正模型和改正方法的研究也在不断深入。
这些都为精密单点定位技术的出现奠定了基础。
1997年Zumbeger J F 等人提出利用高精度的G PS 卫星星历和卫星钟钟差, 以及双频载波相位观测值, 采用非差模型进行精密单点定位的方法, 其单天解的精度为:水平方向±1cm , 高程±2cm [1]。
国外其他一些学者, 如N r can 的Hero ux , 加拿大Calga ry 大学的G ao J 等人也对精密单点定位方法进行了研究[2]。
精密单点定位技术方法
《GPS》培训班
主讲：张小红
3 精密单点定位数学模型
传统模型
双频码观测值无电离层组合观测方程
PIF = ρ − cdT + d trop + d m /( P1+ P 2 ) + ε PIF
cf1 N1 − cf2 N 2 Φ IF = ρ − cdT + dtrop + + d m /(Φ ( L1 + L2 ) + ε Φ IF f12 − f 22
4、PPP误差改正模型
卫星姿态 卫星正常姿态 地影内姿态 用于 卫星天线相位中心偏差改正 相位缠绕改正 卫星硬件延迟 不同类型的码观测值之间 IGS发布
《GPS》培训班
主讲：张小红
4、PPP误差改正模型
电离层延迟误差（无电离层组合或 ION 产品） 对流层延迟误差 模型改正 (Saas.) 估计ZPD 估计水平梯度 接收机端硬件延迟(星间单差 / 浮点解) 接收机天线端误差 天线相位中心偏差和天线相位中心变化 (模型) 负荷潮汐 固体潮 大洋负荷潮 极潮 ...
《GPS》培训班
主讲：张小红
1 PPP技术产生的技术背景
SA关闭前后单点定位精度对比 (From the US Space Command (IGEB, 2000))
《GPS》培训班 主讲：张小红
1 PPP技术产生的技术背景
卫星轨道误差 电离层误差
对流层误差 多路径误差
相位定位中误差与距离的相关性
广域差分GPS
GPS基准站网 (数百公里或数千公里间距) 生成分类差分改正数 (轨道, 卫星钟,电离层) 用户利用差分改正数提高削弱定位误差 单机定位（用户端） 在网内不受作用距离限制 米级精度
(精密单点定位)
简介精密单点定位--precise point positioning（PPP）所谓的精密单点定位指的是利用全球若干地面跟踪站的GPS 观测数据计算出的精密卫星轨道和卫星钟差, 对单台GPS 接收机所采集的相位和伪距观测值进行定位解算。
利用这种预报的GPS 卫星的精密星历或事后的精密星历作为已知坐标起算数据; 同时利用某种方式得到的精密卫星钟差来替代用户GPS 定位观测值方程中的卫星钟差参数; 用户利用单台GPS 双频双码接收机的观测数据在数千万平方公里乃至全球范围内的任意位置都可以2- 4dm级的精度, 进行实时动态定位或2- 4cm级的精度进行较快速的静态定位, 精密单点定位技术是实现全球精密实时动态定位与导航的关键技术,也是GPS 定位方面的前沿研究方向。
编辑本段精密单点定位基本原理GPS 精密单点定位一般采用单台双频GPS 接收机, 利用IGS 提供的精密星历和卫星钟差,基于载波相位观测值进行的高精度定位。
所解算出来的坐标和使用的IGS 精密星历的坐标框架即ITRF 框架系列一致, 而不是常用的WGS- 84 坐标系统下的坐标,因此IGS 精密星历与GPS 广播星历所对应的参考框架不同。
编辑本段密单点定位的主要误差及其改正模型在精密单点定位中, 影响其定位结果的主要的误差包括:与卫星有关的误差(卫星钟差、卫星轨道误差、相对论效应);与接收机和测站有关的误差(接收机钟差、接收机天线相位误差、地球潮汐、地球自转等);与信号传播有关的误差(对流层延迟误差、电离层延迟误差和多路径效应)。
由于精密单点定位没有使用双差分观测值, 所有很多的误差没有消除或削弱,所以必须组成各项误差估计方程来消除粗差。
有两种方法来解决:a.对于可以精确模型化的误差,采用模型改正。
b.对于不可以精确模型化的误差,加入参数估计或者使用组合观测值。
如双频观测值组合,消除电离层延迟;不同类型观测值的组合,不但消除电离层延迟,也消除了卫星钟差、接收机钟差;不同类型的单频观测值之间的线性组合消除了伪距测量的噪声,当然观测时间要足够的长,才能保证精度。
工程测量中的精密单点定位技术分析
工程测量中的精密单点定位技术分析摘要：精密单点定位（PPP）是一种可以精确地测定观测点位置的定位方法，在工程测量方面应用比较广泛。
本文根据笔者多年工作实践，对控制测量工程中的精密单点定位技术的应用进行分析，供同行借鉴参考。
关键词：测量工程；精密单点；定位技术前言精密单点定位技术较于传统的定位技术灵活及精度高等特点，能够的有效解决首级控制网坐标问题。
其原理是应用IGS地面跟踪站的GNSS观测数据计算出卫星轨道和卫星钟差，在卫星定位测量中主要的误差在于轨道误差、卫星钟差和电离层延时，这些误差均可以精确的数学模型进行改正。
而IGS目前提供的卫星钟差精度已优于0.02 纳秒，卫星轨道精度可达2～3 cm，此精度的卫星钟差和轨道，可以保证精密单点定位解算获得厘米级精度。
一、精密单点定位技术数据的处理及精度的确定（1）外业观测采用单台GNSS双频接收机进行外业观测，选取控制网中一个点进行观测，最少观测一个时段，时段长度可选6～12h，也可与控制网中其它点一起进行同步观测。
（2）数据处理精密单点定位的数据处理主要有两种方式：一是单机版精密单点定位软件解算；二是网络在线提供PPP定位解算服务。
数据处理步骤一般有数据准备观测数据转为Rinex格式，下载精密星历和钟差文件；然后进行数据预处理，包括粗差剔除、周跳的探测及修复、相位平滑伪距、近似位置坐标计算、初始整周模糊度的确定等；并进行各项误差的改正，包括对流层、天线相位中心、相对论效应、固体潮等；观测模型、随机模型的建立，进行参数估计，选择IGS站点解算出观测点的坐标成果。
在对数据进行采集与处理时需要注意以下几个方面：①仪器选取及设置虽然很多学者专家已经对单频接收机用于精密单点定位测量的精度做了较高的评价，但是在工程运用上，存在着很多不稳定的因素，单频接收机数据解算的精度不是很可靠，一般选用双频且可靠性能比较高的接收机，在高度角、采样率等设置上要根据实际情况而定，一般采用的高度角为100，采样率为1～15s的设置，特别需要注意仪器天线高的设置。
精密单点定位
精密单点定位PPP精密单点定位（precise point positioning ，缩写PPP ），指的是利用全球若干地面跟踪站的GPS 观测数据计算出的精密卫星轨道和卫星钟差, 对单台GPS 接收机所采集的相位和伪距观测值进行定位解算。
在卫星导航应用之中，GPS 作为定位的意义越来越重要，不论是军事上还是工程等方面上，导航定位的研究依然是一个不老的研究主题。
精密单点定位更是导航定位中的一个很值得研究的问题。
PPP 根本上讲属于单点定位范畴，那么单点定位又是怎样进行测量定位的呢？单点定位是利用卫星星历和一台接收机确定待定点在地固坐标系中绝对位置的方法，其优点：一台接收机单独定位，观测组织和实施方便，数据处理简单；缺点：精度主要受系统性偏差（卫星轨道、卫星钟差、大气传播延迟等）的影响，定位精度低。
应用领域：低精度导航、资源普查、军事等。
对于单点定位的几何描述，三个站星距离，作三个球面三个球面两两相交于两点，如下图所示：站星距离的测定：保持GPS 卫星钟同GPS 接收机钟同步；GPS 卫星和接收机同时产生相同的信号；采用相关技术获得信号传播时间；GPS 卫星钟和GPS 接收机钟难以保持严格同步，用相关技术获得的信号传播时间含有卫星钟和接收机钟同步误差的影响。
单点定位虽然是只需要一台接收机即可，但是单点定位的结果受卫星星历误差、卫星钟差以及卫星信号传播过程中的大气延迟误差的影响较为显著，故定位精度一般较差。
PPP 针对单点定位中的影响，采用了精密星历和精密卫星钟差、高精度的载波相位观测值以及较严密的数学模型的技术，如用户利用单台GPS 双频双码接收机的观测数据在数千万平方公里乃至全球范围内，点位平面位置精度可达1~3cm ，高程精度可达2~4cm ，实时定位的精度可达分米级。
精密单点定位的数学模型，对于伪距：222()()()S R i i i i ion trop t t x X y Y z Z V V c V c V ρ=-+-+--+⋅-⋅0()()()S R ii i i i t i ion i trop i i t V l dX m dY n dZ c V c V V V ρρ=---+⋅-⋅+---误差方程为：载波相位：利用上述推导的观测模型，即可采用卡尔曼滤波的方法或最小二乘法进行非差精密单点定位计算，在解算时，位置参数在静态情况下可以作为常未知数处理；在未发生周跳或修复周跳的情况下，整周未知数当作常数处理，在发生周跳的情况下，整周未知数当作一个新的常数参数进行处理；由于接收机钟较不稳定，且存在着明显的随机抖动，因此将接收机钟差参数当作白噪声处理；而对流层影响变化较为平缓，可以先利用Saastamonen 或其他模型改正，再利用随机游走的方法估计其残余影响。
精密单点定位
在精密单点定位中,影响其定位结果的主要的误差包括:与卫星有关的误差(卫星钟差、卫星轨道误差、相对 论效应);与接收机和测站有关的误差(接收机钟差、接收机天线相位误差、地球潮汐、地球自转等);与信号传播 有关的误差(对流层延迟误差、电离层延迟误差和多路径效应)。由于精密单点定位没有使用双差分观测值,
所有很多的误差没有消除或削弱,所以必须组成各项误差估计方程来消除粗差。有两种方法来解决:a.对于可 以精确模型化的误差,采用模型改正。b.对于不可以精确模型化的误差,加入参数估计或者使用组合观测值。如双 频观测值组合,消除电离层延迟;不同类型观测值的组合,不但消除电离层延迟,也消除了卫星钟差、接收机钟差; 不同类型的单频观测值之间的线性组合消除了伪距测量的噪声,当然观测时间要足够的长,才能保证精度。
精密单点定位
单台GPS 接收机所采集的相位和伪距观测值进行定位解算
目录
01 技术介绍
03 误差及改正
02 基本原理
基本信息
精密单点定位指的是利用全球若干地面跟踪站的GPS观测数据计算出的精密卫星轨道和卫星钟差,对单台GPS 接收机所采集的相位和伪距观测值进行定位解算。
技术介绍
技术介绍
精密单点定位--precise point positioning（PPP）
精密单点定位原理
精密单点定位原理精密单点定位（PSP）是一种利用全球导航卫星系统（GNSS）数据进行高精度定位的技术。
本文将详细介绍精密单点定位的观测值模型、坐标转换、大气延迟、卫星轨道误差、接收机噪声、数据处理方法及精度评估等方面。
1.观测值模型精密单点定位主要依赖于伪距观测值和载波相位观测值。
伪距观测值是指卫星与接收机之间的几何距离，而载波相位观测值是指卫星信号的相位差。
为了建立观测值模型，我们需要考虑卫星信号传播时间、接收机时钟误差、大气延迟等因素。
2.坐标转换精密单点定位通常采用WGS-84坐标系进行定位。
然而，不同的坐标系之间需要进行转换以获得准确的定位结果。
坐标转换需要考虑地球的形状和旋转，常用的方法包括七参数法、ECEF转换等。
此外，坐标转换误差也是影响定位精度的因素之一。
3.大气延迟大气延迟是指卫星信号在传播过程中受到大气层中的电离层、对流层等因素的影响而产生的时间延迟。
这种延迟会影响到伪距观测值和载波相位观测值的精度，进而影响定位结果。
为了减小大气延迟的影响，可以采用双频观测、电离层网格模型等算法进行修正。
4.卫星轨道误差卫星轨道误差是指卫星的实际位置与轨道预测位置之间的偏差。
这种误差会影响到伪距观测值和载波相位观测值的精度，进而影响定位结果。
为了减小卫星轨道误差的影响，可以采用广播星历、差分技术等算法进行修正。
同时，也可以利用多颗卫星的数据进行相互校正，以减小误差。
5.接收机噪声接收机噪声是指接收机在接收卫星信号时产生的随机误差。
这种误差会影响到伪距观测值和载波相位观测值的精度，进而影响定位结果。
为了减小接收机噪声的影响，可以采用滤波算法、最小二乘法等数据处理方法进行修正。
同时，也可以通过选择高质量的接收机和优化接收机参数来降低噪声影响。
6.数据处理方法数据处理是精密单点定位的关键环节。
数据处理流程包括数据采集、预处理和数据分析三个阶段。
数据采集阶段主要任务是获取高精度的伪距观测值和载波相位观测值。
精密卫星钟差解算与精密单点定位固定解方法研究
精密卫星钟差解算与精密单点定位固定解方法研究摘要：随着卫星导航系统的广泛应用，精密卫星钟差与精密单点定位固定解方法的研究越来越受到人们的关注。
本文通过分析卫星导航系统的原理和适用范围，归纳了影响卫星钟差和单点定位的误差源和影响因素，并提出了相应的解算和固定解方法。
同时，我们还通过理论推导和实验分析验证了这些方法的有效性和精度。
关键词：卫星导航系统，钟差解算，单点定位固定解，误差源，影响因素。
引言：卫星导航系统是一种利用卫星传输信号实现导航、定位、测量等功能的先进技术。
随着卫星导航技术的不断进步，卫星钟差和单点定位固定解精度的提高成为了研究的重点。
卫星钟差是卫星信号传输的时间差，其精度直接影响了导航和定位的精度。
单点定位固定解则是指根据卫星信号计算出某一位置的坐标或速度。
因此，在卫星导航应用领域中，精密卫星钟差与精密单点定位固定解方法的研究至关重要。
误差源与影响因素：卫星导航系统受到很多误差源和影响因素的影响，这些误差源和影响因素主要有以下几类：（1）大气折射误差：由于大气折射的影响，卫星信号的传输路径会发生弯曲和偏移。
（2）多径效应：卫星信号在传输过程中会发生反射和衍射，导致接收器接收到多个信号，并难以区分。
（3）接收机硬件误差：接收机硬件的制造和精度限制也会导致误差产生。
（4）卫星轨道误差：由于卫星的轨道不是完全理想的椭圆轨道，因此会产生轨道误差。
（5）信号传输延迟：由于信号传输需要时间，因此信号传输的延迟也会影响导航和定位的精度。
解算方法：卫星钟差解算是精密定位中的重要环节。
常用的卫星钟差解算方法有以下几种：（1）差分GPS实现钟差解算：差分GPS是指利用两个或多个接收机接收同一卫星信号，计算接收机之间的时差，从而校正卫星钟差误差。
（2）最小二乘法解算钟差：利用最小二乘法求解卫星钟差误差，可以减小误差和噪声的影响。
（3）多观测站共同解算钟差：利用多个观测站同时接收同一组卫星信号，根据观测数据进行共同解算，并利用结果校正卫星钟差误差。
几种精密单点定位方法探讨
几种精密单点定位方法探讨本文从UofC、基准站改正信息、历元间差分和RTKLIB模型的方法原理出发，探讨了它们在精密单点定位中的应用。
结果表明不同模型的精度有明显的差异。
因此合理选择模型，对提高定位精度非常重要。
标签：UofC 基准站改正信息历元间差分RTKLIB 精密单点定位0前言精密单点定位技术是利用IGS提供的精密卫星轨道和精密卫星钟差信息产品削弱轨道误差及卫星钟差影响，同时应用完善的数学改正模型改正定位过程中的各种误差，利用双频相位观测值解算测站三维空间坐标的绝对定位方法[1]。
目前在精密单点定位技术的研究中取得了许多的研究成果，本文结合实例，分析探讨几种精密单点定位方法的研究应用。
1基于UofC模型的精密单点定位1.1 UofC模型UofC模型是一种采用模糊度伪固定的方法加速模糊度收敛，提高精密单点定位的精度的方法[2]。
基于UofC模量精密单点定位算法的公式如下：1.2 预处理对模型中能够准确描述的误差源采用精确的模型进行修正；对无法精准确定的模型误差源采用未知参数进行估计修正；对周跳修复则采用电离层残差法和TurboEdit方法进行周跳修正[3]。
1.3 应用实例收集了某地IGS观测站的车载、般载和机载观测数据，统计分析UcofC模型评估精密单点定位的误差统计结果，见表1。
从表1可以看出，般载数据和机载数据效果良好，均方根误差均小于10cm，而车载数据误差较大，其原因可能与地面物体遮挡有关。
2基于基准站改正信息的精密单点定位2.1基准站改正信息模型基准站改正信息的精密单定位方法是通过已知的基准点坐标和观测数据，解算出与流动站共性的误差，并对观测值进行修正，然后对修正后的观测数据进行双频动态精密单点定位计算[4]。
基准站改正信息的精密单点定位模型如下：2.2处理步骤（1）模型修正，即对观测值的模型化观测误差进行扣除；（2）求差，即利用基准站观测值改正信息修正流动站观测值精度；（3）参数估计，即用待估参数进行滤波处理，消除大气残差。
单点精密定位 卡尔曼滤波
单点精密定位卡尔曼滤波
单点精密定位是一种通过使用单个定位设备（如GPS、惯性测量单元等）实现高精度的位置估计方法。
它采用卡尔曼滤波算法来融合不同类型的测量数据，从而提供准确的位置信息。
卡尔曼滤波是一种递归滤波器，它通过对历史测量数据进行加权平均来估计当前状态。
在单点精密定位中，卡尔曼滤波算法常用于融合GPS测量和惯性测量单元（IMU）的数据。
GPS测量通常提供较高的位置精度，但在某些情况下可能会失效（如遮挡、多径效应等）。
而IMU可以提供连续的运动信息，但其积分误差会随时间累积导致精度降低。
因此，通过将GPS和IMU 的数据融合，可以克服各自的缺点，提供更为准确的位置估计结果。
卡尔曼滤波算法通过建立状态模型和测量模型，以及定义动态系统的过程和测量误差的协方差矩阵，来对位置进行估计。
在每个时间步骤中，通过观测测量结果和系统动态的状态转移方程，可以计算当前位置的估计值和对应的误差协方差矩阵。
随着时间的推移，通过不断更新状态估计和误差估计，可以逐渐趋近于真实的位置。
总之，单点精密定位通过使用卡尔曼滤波算法融合不同类型的测量数据，提供更准确的位置估计。
这种方法在航空航天、自动驾驶和机器人等领域得到广泛应用。
GNSS速度解算的三种方法
GNSS速度解算的三种方法GNSS（全球导航卫星系统）速度解算是利用卫星系统测量得到的距离和时间信息来计算导航接收器或移动设备的速度。
速度解算是导航和定位的关键要素之一，能够用于车辆导航、航空导航、航海导航等各种应用。
1.单点定位法：单点定位法是最简单的速度解算方法之一，只需利用接收器接收到来自GNSS卫星的信号，通过测量信号的时间延迟和卫星与接收器之间的距离，然后再根据时间间隔来计算速度。
这种方法的计算简单直接，但由于没有考虑到GNSS系统误差和其他外部干扰因素，所以精度较低。
2.差分定位法：差分定位法是通过对接收到的信号进行差分运算，以消除由GNSS系统误差和其他干扰引起的误差，从而提高定位精度和速度解算结果。
其中差分定位法又可分为实时差分定位法和后处理差分定位法。
实时差分定位法主要是将接收器位置的差分信号通过无线电传输到一个基准站进行处理，然后传回到用户接收器，从而实现实时差分定位。
后处理差分定位法则是将原始观测数据回传到基准站进行处理。
3.载波相位差分解法：载波相位差分解法是一种精密的GNSS速度解算方法，它利用卫星信号的相位变化来计算速度。
这种方法基于载波信号的相位测量，能够提供更高的测量精度。
载波相位差分解法的基本原理是将两个接收器之间的相位差异与距离差异相关联，从而得到速度计算结果。
然而，这种方法需要更加精确的设备和较长的时间来完成数据处理，所以相对而言，相较于前两种方法，实用性较低。
总结来说，单点定位法简单直接，但精度较低；差分定位法通过消除误差提高精度和速度解算结果；载波相位差分解法精度更高，但操作复杂和耗时较长。
不同的速度解算方法适用于不同的场景和要求，用户可以根据具体需求选择合适的方法进行速度解算。
PPP(精密单点定位)
1、比较单点定位与高精度GPS双差定位的共异性。
2、全面的介绍了国内外精密单点定位的研究现状。
3、详细的阐述了非差相位精密单点定位的观测模型、随机模型和各种误差改正模型。
关键词：精密单点定位 国内外研究现状 非差相位观测 误差改正模型
第一章、绪论
1.2 IGS
自从二十世纪九十年代以来，GPS一直在地学研究领域尤其是在大地测量领域扮演着一个举足轻重的角色。为了加强国际间GPS地学研究合作应用，IAG于1993年成立了IGS组织，于1994年1月正式运作。
IGS组织主要由全球跟踪站网、数据中心、分析中心和协作分析中心、协调分析中心、中心局及发布中心等几部分组成：
下面是差分相位定位的解算流程：
相反的，非差定位模式能利用所有的观测值信息，人们也经常利用非差定位模型进行定位。另外，在某些应用中，如时间传递、精密单点定位等，要求确定卫星钟差或接收机钟差，由于双差相对定位方法在其观测方程中已消除了这些参数项，无法确定这些参数，这时必须采用非差定位方法。非差定位与双差定位相比，具有如下技术难点：
90年代中期，随着IGS向全球提供精密星历和精密卫星种差产品，之后，还根据精度等级不同的事后、快速和预报三类精密星历和相应的15min、5min和30s间隔的精密卫星种差产品，这就为非差相位精密单点定位提供了新的解决思路。（李玮 GPS精密单点定位算法研究与软件实现）
1997年，美国JPL（Jet Propulsion Laboratory，喷气推进实验室 ）的Zumbeger等提出精密单点定位方法，研制了采用平方根滤波估计方法的非差定轨、定位软件GIPSY。利用GIPSY软件和IGS精密星历，同时利用一个GPS跟踪网的数据确定5s间隔的卫星钟差，利用单台双频GPS接收机采集的非差相位数据，进行精密单点定位。其单天解的精度，在水平方向上 ，高程方向上 ，事后单历元动态定位精度达到2.3~3.5dm的实验结果。（Zumberge JF, HeflinMB, Jefferson DC, et al.Precise point positioning for the efficient and robust analysis of GPS data from large networks[J].Journal of Geophysical Research.B,Solid Earth,1997）
精密单点定位(PPP)收敛速度的研究的开题报告
精密单点定位（PPP）收敛速度的研究的开题报告一、研究背景：在航空、航天、导航等领域中，精密单点定位（PPP）技术已被广泛使用。
PPP技术是一种基于卫星导航系统（GNSS）的高精度定位方法，其定位精度可以达到数厘米级别。
但是，长时间收敛速度一直是制约PPP技术应用广泛的瓶颈之一。
虽然已有许多学者对PPP收敛速度进行了研究，但是仍然需要对PPP的收敛速度进行深入的研究，以改善PPP技术的性能和稳定性。
二、研究目的：本研究旨在研究精密单点定位技术的收敛速度，并提出相应的改进方法，以提高PPP技术的实用性和精度。
三、研究内容：1. PPP技术的原理和应用现状分析，包括PPP技术的基本概念、定位原理以及应用范围等。
2. PPP收敛速度的基本概念和计算方法研究，包括PPP信号接收时间、载波相位延迟等因素的影响，以及PPP定位参数的计算方法等方面的研究。
3. 在现有PPP技术的基础上，结合卫星导航系统几何学等相关知识，对PPP技术的收敛速度进行优化改进，提出相应的实用性解决方案。
4. 通过实验和仿真等方法，对改进方案进行验证和评估，并对PPP技术的应用前景进行探讨和展望。
四、研究意义：1. 对PPP技术的应用前景进行探讨和展望，有助于提高PPP技术的实用性和精度，增强其在各领域的应用。
2. 研究PPP技术的收敛速度，有助于解决PPP技术长时间收敛速度较慢的问题，提高PPP技术的稳定性和性能。
3. 通过本研究，可以对PPP技术的原理、应用和收敛速度等方面进行系统地研究和总结，为PPP技术的发展提供有力的支撑。
五、研究方法：1. 文献综述法：通过对PPP技术相关文献的收集和综述，确定PPP技术的原理、应用和收敛速度等方面的研究方向和方法。
2. 数学建模法：建立PPP技术的数学模型，分析PPP信号接收时间、载波相位延迟等因素的影响，探讨PPP定位参数的计算方法和收敛速度的优化改进方案。
3. 实验仿真法：通过实验和仿真等方法，验证改进方案的可行性和有效性，并对PPP技术的性能和稳定性进行评估。
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际信息 吻合 较好 ， 异 常参数 指 的是 状态参 数 与实
际信 息 有 较 大 差 异 。针 对 每 个 预 报 参 数 给定 一 自 适 应 因子 （ ０≤ ≤１ ） ， 对 全部 的状 态 参 数 ， 构 成
予零权或适 当降权 ， 进 而分别 形成相应 的等价权 ，
代 替 原有 观 测 值 的 权 或 状 态 参 数 的 权 ， 在 不 改 变 原 卡 尔曼 滤 波 公 式 的形 式 的基 础 上 得 到合 理 的 结 果 Ｊ 。该 方法 按 一 定 的指 标 将 参 数 分 成 正 常 参 数
摘要 ： 采用 自适 应选权滤波法 ， 对低动态精密单点定位 的解 算方法进行研究 ， 并 编写了精密单点定位程序 。通
过合理选择 自适应 因子参数 ， 对船载动 态 Ｇ Ｐ Ｓ 测 量数 据进行 了事 后精 密单 点定 位处理 。结 果表 明 ： 相对 于经典 卡
尔曼 滤波方法 ， 采 用 自适应选权滤波法 可大大提 高低 动态精密单点定 位解 的精度 ， 、 ｙ 、 ｚ三个方 向的 Ｒ ＭＳ分别 提 高了 ７ ９ ． ９ ％、 ６ ９ ． ７ ％和 ９ ２ ． ０ ％。
第３ ３卷第 １ 期
２ ０ １ ３年 １月
海
ห้องสมุดไป่ตู้
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测
绘
ＶＯ１ ． ３３． Ｎｏ． １
ＨＹ ＤＲＯ ＧＲ ＡＰＨＩ Ｃ Ｓ ＵＲＶＥＹＩ ＮＧ Ａ ＮＤ ＣＨ ＡＲＴＩ Ｎ Ｇ
Ｊ ａ ｎ ．， ２ ０ １ ３
Ｄ Ｏ Ｉ ： １ ０ ． ３ ９ ６ ９ ／ ｊ ． ｉ ｓ ｓ ｎ ． １ ６ ７ １ — ３ Ｏ ４ ４ ． ２ ０ １ ３ ． ０ １ ． ０ ０ ３
一
精密单点定位（ ｐ ｒ ｅ ｃ ｉ ｓ ｅ ｐ ｏ ｉ ｎ ｔ ｐ ｏ ｓ ｉ ｔ ｉ ｏ ｎ ｉ ｎ ｇ ， Ｐ Ｐ Ｐ ） 是 种新 的 Ｇ Ｐ Ｓ非 差 定 位 技 术 … 。１ ９ ９ ７年美 国 喷 气
态解 ， 结果精度达到预期 ， 从而验证 了 Ｐ Ｐ Ｐ低 动 态
解 的可 行性 。通 过调 整 自适应 选权 滤波 中的 自适 应
关键词 ： 精 密单 点定位 ； 自适应选权 滤波 ； 低动态解 ； 自适应 因子
中图分类号 ： Ｐ ２ ２ ８ ． ４ 文 献标 志 码 ： Ａ 文章 编 号 ： １ ６ ７ １ — ３ ０ ４ ４ （ ２ ０ １ ３ ） ０ １ — ０ ０ ０ ９ — ０ ３
和 动态 定位 的精 度均 达 到厘米 级水 平 ｊ 。 本 文通 过 自编 软件 实现 了精 密单点 定位 的低 动
等 价权 因子 阵 ： Ｗ ＝ｄ ｉ ａ ｇ （ ） ， ｉ ＝１ ， …， １ ２ 式 中， ｄ ｉ ａ ｇ （・ ） 为对 角 阵。 （ １ ）
精度 优 于 ｌ Ｏ ｃ ｍ； 利用 Ｇ Ｐ Ｓ精密 预报 星历 和 实时估 计 的卫 星 钟 差 进 行 实 时 动 态 定 位 的精 度 为 ４ ０ ｃ ｍ 左 右 Ｊ 。另外 ， 武汉 大学张小 红博士研制 的 Ｔ Ｒ Ｉ Ｐ软
推 进实 验室 （ Ｊ Ｐ Ｌ ） 的Ｚ ｕ ｍ ｂ ｅ ｇ ｅ ｒ ｌ ２ 等人 最 先提 出非 差
因子 的约束 参数 ， 进 而调 整对 状态 参数 的约 束 ， 改 善 了低 动态 解 的精度 。
２ 自适应 选权 滤 波法 的数学 模型
精 密单 点定 位技 术 ， 该 方 法利 用 Ｉ Ｇ Ｓ等 组 织 发 布 的 精 密卫 星星 历 和钟 差 产 品 ， 基 于 双 频 载 波相 位 观 测 值 和非 差模 型进 行 定 位 。 目前 ， 国际 上从 事 精 密 单 点定 位 技术 研 究 的机 构 主 要 有 ： 美国Ｊ Ｐ Ｌ、 德 国 Ｇ Ｆ Ｚ、 加拿 大 Ｎ Ｒ Ｃ ａ ｎ等 。Ｊ Ｐ Ｌ研 制 了基 于 平 方 根 信 息滤 波 估 计 方 法 的 非 差 定 轨 、 定 位软件 Ｇ Ｉ Ｐ Ｓ Ｙ， Ｇ Ｆ Ｚ研 制 了采用 最 小 二 乘估 计 方 法 的非 差 定 轨 、 定 位 软件 Ｅ Ｐ Ｏ Ｓ 。利 用这 两 个软 件确 定 的 Ｇ Ｐ Ｓ轨 道参 数精 度 可达 ２～ ５ ｃ ｍ， 确定 卫 星 钟 差精 度 可 达 ０ ． １～ ０ ． ２ ｎ ｓ ， 测 站静 态定 位单 天解 重 复性 精 度在 水 平方 向 达 到毫米 级 ， 高程 方 向达 到厘 米级 Ｊ 。 我 国对 精 密 单 点定 位技 术 的研 究要 滞 后 一 些 ，
和 异 常参 数 两类 。正 常参 数 指 的是 状 态 参 数 与 实
差相 位精 密单 点定 位 的理论 与 方法 进行 了系统 的研 究， 并 利用 自己提 出 的改 进模 型及 自行 研 制 的定 位 软件 进行 了试 算 ， 经过 约 为 １ ５ ｍ ｉ ｎ的初始 化 ， 单 历 元
精 密 单 点 定 位 的 一 种低 动 态 解 法
王 振 杰 ， 魏 恩 岳 ， 范士 杰 ， 乔 永 杰
（ １ ．中国石油大学 （ 华 东）地球科学与技术 学院 ， 山东 青 岛 ２ ．中国石 油天然气管道工程有 限公 司 ， 河北 廊坊 ２ ６ ６ ５ ５ ５ ：
０ ６ ５ ０ ０ ０ ）
比较 有代 表性 的有 ： 武 汉 大学 叶世 榕 博 士对 Ｇ Ｐ Ｓ非
自适 应 选 权 滤 波 可 削 弱 观 测 粗 差 和 状 态 异 常＿ ７ ＿ 。根 据 运 动 对 象 所 处 环 境 ， 尽 可 能 客 观 地 提 取关于观测值 和状态 参数 的先验信 息 ， 借 助 先 验 信 息 分辨 出 不 正 常 的 观 测 值 及 状 态 参 数 个 体 ， 然 后 对 这些 不 正 常 个 体 的 权 重 值 进 行 调 整 ， 可 以 赋