精密单点定位及其精度分析
单点定位
数据预处理阶段首先进行钟跳探测与修复，避免将接收机钟跳引起的观测值跳变误判为周跳，然后联合使用 GF与MW组合探测周跳。使用扩展卡尔曼滤波（EKF）进行参数估计，并通过对验后残差进行分析，采用改进的 IGGIII抗差估计方案进行质量控制。
BDS/GPS PPP试验及结果分析为了评价BDS PPP的定位性能，选取了March 2015Vol．44No．3AGCS ： ∥xb．sinomaps．com8个测站2013年DOY264—270共7d的BDS/GPS双系统GNSS观测数据，分别进行静态和动态 PPP试验。试验数据来源于IGS的MGEX（muti－GNSS experiment）观测，所选测站信息如表2所示，CUAA、 CUBB以及CUT1－CUT3均分布在Curtin大学里面，GMSD和NNOR分别位于日本和澳大利亚，REUN站位于南非附近。 作为对比，对各测站同时进行GPS PPP解算，并以其静态单天解作为各测站坐标参考真值。
整体上而言，BDS PPP收敛后的定位精度要略低于GPS。这主要是由于当前BDS的MEO卫星数较少，卫星分布 及定位的几何图形结构比GPS差一些，且轨道和钟差产品精度相对较低，导致其PPP定位精度要略低于GPS，动态 精度的差别更为明显，这是因为静态结果统计是对各时段收敛后最后一个历元的定位偏差计算RMS，而动态结果 统计是从各时段的收敛时刻开始对偏差序列计算RMS。
精密单点定位在线GNSS数据处理精度比较分析
高 攀 ， 郭 斐 ， 吕翠仙 ， 唐 龙
（ 汉大学测绘学院 ， 北 武汉 ４０７） 武 湖 ３ ０ ９
摘 要 ： 用 自动精 密定位服 务 （ Ｐ ） Ｇ Ｓ分析 定位 服 务 （ 利 ＡＰ Ｓ 、 Ｐ ＧＡＰ ） 加 拿 大 空 间参 考 Ｓ、
广。
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返
只需 按其 协议 ， 接收 机 的原始 观测数 据转 换并 压 将 缩成 标 准 的 Ｒ ＮＥ 格 式 上 传 至 在 线定 位 服 务 系 Ｉ Ｘ 统， 系统便 会 在较短 （ 算完毕 ） 解 的时 间内将 定位 结
果 以邮件 形式 发 送 给 用 户 ， 便 了 ＧＰ 方 Ｓ用 户 的 内 业处 理 ， 同时 也降低 了作 业成本 Ｌ 。这些 在线 服 务 ２ ］ 系统 的 出现将 在 ＧＰ Ｓ差 分 参 考 站 和 ＧＰ Ｓ控 制 点 的建 设 、 远 地 区 ＧＰ 偏 Ｓ基 站 的 建 立 、 长 基 线 测 超
个在线 精 密 单 点 定 位 服 务 系 统 ， 够 实 时 处 理 能
的 ＡＰ Ｓ 以 及 西 班 牙 ＧＭ Ｖ 公 司 的 ｍａ ｉＧＮ Ｓ Ｐ ｇｃ Ｓ 。
差产 品 ； 处 理 ＧＰ ③ Ｓ观 测 数 据 的 Ｇ Ｐ Ｙ Ｏ Ｉ Ｉ Ｓ — ＡＳ Ｓ
软件 。④ 免 费 提 供 Ａｕｏ Ｐ Ｙ（ ｔＧＩ Ｓ ＡＧ） 务 ， 态 服 静
后 处 理服 务 。
图 １ 在 线 Ｐ Ｐ服 务 流 程 Ｐ
段 。ＧＰ Ｓ用 户可 以通过 使用 在线 Ｐ Ｐ技术 能够 获 Ｐ
了各 系统 的数据 处理 能力 及其 精度状 况 。
取任 一测点 在 全球框 架下 的精 确位 置 、 流层延 迟 对
GPS精密单点定位(PPP)技术精度分析研究
GPS精密单点定位（PPP）技术精度分析研究介绍了精密单点定位技术的定位原理，分析了对其定位精度影响的误差源，应用TriP（1.0）软件对IGS观测站进行数据处理，得出了其定位精度可靠性。
标签：精密单点定位（PPP）原理分析精度可靠性分析1绪论精密单点定位（Precise Point Positioning，PPP）技术由美国喷气推进实验室（JPL）的Zumberge 于1997年提出。
该技术的思路非常简单，在GPS定位中，主要的误差来源于三类，即轨道误差、卫星钟差和电离层延时。
如果采用双频接收机，可以利用LC相位组合，消除电离层延时的影响。
如果选择地心地固系表示卫星轨道，计算的参考框架同为地心地固系，可以消去观测方程中的地球自转参数。
本文应用武汉大学研制的TriP（1.0）软件，通过对IGS提供的GPS 原始观测数据进行数据处理，解算出时间系列，通过对其进行分析，得出了其定位的精度可靠性。
2精密单点定位技术的定位原理精密单点定位技术（PPP）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。
在精密单点定位中，一般是利用IGS的精密卫星钟差估计值消去卫星钟差项，并且采用双频观测值消除电离层影响，其观测值误差方程如下：式中：A为相应的设计矩阵，L（i）为相应的观测值减去概略理论计算值得到的常数项，X（i）为待估计参数，其中x、y、z为三维位置参数，δt 为接收机钟差参数、δρzd为对流层延迟参数、Nj为整周未知数参数。
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；对流层影响选用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。
静态精密单点定位的精度和收敛性分析
第19卷第2期 测 绘 工 程 Vol.19№.22010年4月 EN GIN EERIN G O F SU RV EYIN G AND MA PP IN G Apr.,2010静态精密单点定位的精度和收敛性分析梁 寅1,李星星1,畅 毅2,何锡扬1,林晓静1(1.武汉大学测绘学院,湖北武汉430079;2.东方地球物理公司装备事业部长庆作业部,宁夏银川750006)摘 要:精密单点定位(PP P)是当前GPS 界研究的热点之一。
为讨论其精度及收敛性,应用TriP 软件处理分析5min 、30min 、2h 、24h 不同时段长度的单站GPS 观测值。
结果表明,随着观测时间的增加,定位精度不断提高,30min 内即可稳定在厘米级,最终实现毫米级精密定位。
与此同时定位结果不断收敛,且收敛速度由快变慢,前15min 收敛较快,此后随观测时间的增加收敛速度逐步变慢且逐渐趋于缓和。
关键词:精密单点定位;静态;精度;收敛速度中图分类号:P228.4 文献标志码:A 文章编号:100627949(2010)022*******Precision and conver gence analysis of static precise point position ingL IAN G Yin 1,L I Xing 2xing 1,C HAN G Y i 2,H E Xi 2yang 1,L IN Xiao 2jing 1(1.Sc hool of G eodesy and G eo matics ,Wuha n Univer sity ,Wuhan 430079,China ;2.Cha ngqing Depart ment of Work in Division of Equipme nt ,E a ste rn G eophysical Company ,Y inchua n 712000,China)Abstract :Research on t he preci se point posi tioning (P PP )is one of t he hot topics in t he GPS fi el d.To di s 2cuss t he precise a nd converge nce ,different single GPS observations ,w hic h a re sel ecte d by 5mi nut es ’i n 2t erval ,30mi nut es ’i nte rval ,2hours ’interval and 24hour s ’i nt erval ,are cal culat ed by t he soft wa re named Tri P.The result s show t hat :t he preci se of PP P i mproves graduall y and t he resul t will be stabl e at cm 2l evel i n t hirt y minut es and i t will achieve mm 2level as ti me i ncrea sed.At t he same time ,t he conver 2gence rat e will be get ting slower wit h t he i ncrea si ng observation ti me ,observations of t he fir st 15minut es ’have a relati ve fa st convergence and t hen it get s slower lit t le by lit t le and achieves a steady rate wi t h t he observat ion time i ncrea si ng.K ey w or ds :precise poi nt positioni ng ;stati c ;p reci sion ;co nvergence 收稿日期22作者简介梁 寅(6),男,硕士研究生 在利用GPS 卫星进行定位时,会受到接收机钟差、卫星钟差、对流层延迟、电离层延迟及其轨道误差等影响,SA 关闭后,传统GPS 单点定位的精度仅能达到10m 左右,很难满足高精度导航和定位的要求。
单点定位精度统计方法
单点定位精度统计方法
1. 标准差分析，通过收集一系列定位数据点的坐标，并计算这
些数据点与其平均值之间的偏差，从而得出定位精度的标准差。
标
准差越小，表示定位精度越高。
2. 累积误差分析，通过比较实际测量的位置和真实位置之间的
误差，并对这些误差进行累积分析，以确定定位系统在一段时间内
的整体精度表现。
3. 精度分布分析，将测量的位置误差按照一定的区间进行分组，并统计每个区间内的位置误差数量，从而得出定位精度的分布情况，可以通过直方图或概率分布函数来展示。
4. 置信区间分析，采用统计学方法计算定位精度的置信区间，
以确定在一定置信水平下的定位精度范围，这有助于评估定位系统
的可靠性。
5. 相对精度分析，通过对同一区域内不同定位系统或不同参数
设置下的定位数据进行比较，从而评估它们之间的相对定位精度。
综合以上方法，可以全面地评估单点定位的精度，并为定位系统的优化提供参考。
当然，在进行统计分析时，还需要考虑数据采集的环境、时间、天气等因素对定位精度的影响，以确保评估结果的准确性和可靠性。
实时精密单点定位精度与收敛性分析
果与 Ｉ ＧＳ提供 的参 考 坐标 在 Ｎ、 Ｕ 方 向上 的互 Ｅ、 差（ ： 取 １ 注 选 ｈ目的 在 于 分 析 其 收敛 性 ） 图 中次 ，
深 、 色 、 色依 次代 表 Ｎ、 Ｕ（ 、 、 ） 浅 深 Ｅ、 北 东 天 三个 方 向的定 位偏差 。同时 ， 文对 １ 本 ５种 Ｒ Ｃ的定 位 ＯＣ
得到精 密 的卫 星轨道 和卫 星钟 差 ， 提供 了这 些实 并
时 的精 密 卫星轨 道 和卫 星钟 差 的 改正 系 数 （ ＯＣ Ｒ Ｃ
产品 ） 这 １ ， ５种 Ｒ Ｃ Ｏ Ｃ产 品 的 基本 参 数 如 表 ｌ所
示。
表 １中 ， ｍｅ代表 精 密卫 星 轨 道 和钟 差 改 正 Ｎａ
实 时精 密 单 点定 位 最 重要 的是 实 时地 得 到 精
收稿 日期 ： ０ １ ７０ ２ １－ —９ ０ 基 金 项 目 ：国家 自然 科 学 基 金 项 目（ ０ ７ ０ ７ ４ ０ ４ ２ ） ４ ８ ４ １ ， １ ７ ０ ４
联 系 人 ： 晓东 Ｅ ｍａ ：ｅｘａｄ ｎ ｆ ＠ ｇ ｉ Ｃｒ 任 － ｉ ｒｎ ｉ ｏ ｇ１ ｌ ｏ ｙ ｍａｌ Ｏ ． ｎ
讯接 收来 自测 站 接收 机 的观测 值 ， 通过 这些 数据 流 完成 精 密单 点定 位 ， 体 流程 如 图 １ 示 。 具 所
鉴 于篇 幅 限制 ， 者 只 给 出 ＷＩ 测 站 的实 笔 ＮＤ 时精 密定 位结 果 ， 它 测 站 与 此类 似 ， 文 不 再 赘 其 本
述 。如 图 ３ １ ～ ７所 示 ， 别 表 示 采 用 １ 分 ５种 Ｒ Ｃ ＯＣ
实时精 密单 点定位 技术 （ Ｔ Ｐ Ｐ ， 算 结 果 表 明 Ｒ —Ｐ ）计
GPS精密单点定位技术初探
GPS精密单点定位技术初探摘要：本文简单介绍了GPS精密单点定位的技术原理、定位精度及应用情况，同时对精密单点定位（PPP）和RTK的各项技术参数进行了初步的对比分析。
关键词：GPS；精密单点定位；原理；精度1 引言GPS自投入使用以来，其相对定位方式的研究发展迅速，从最先的码相对定位到现在的RTK，使GPS的定位精度不断升高；而绝对定位(即单点定位)的发展则相对缓慢。
随着我国海洋战略的实施、区域或全球性的科学考察等活动日益增加，对定位的精度也提出了新的要求，往往要求达到十几或几十厘米的定位精度。
采用伪距差分定位只能提供米级的定位精度；使用RTK技术，作用距离又达不到；对于这部分定位需求，则需要寻求一种新的定位方式或技术。
2 精密单点定位技术2.1 精密单点定位的思路精密单点定位(Precise Point Positioning，PPP)技术由美国喷气推进实验室(JPL) 的Zumberge于1997年提出。
该技术的思路非常简单，在GPS定位中，主要的误差来源于三类，即轨道误差、卫星钟差和电离层延时。
如果采用双频接收机，可以利用LC相位组合，来消除电离层延时的影响。
只要给定卫星的轨道和精密钟差，采用精密的观测模型，就能像伪距一样，单站计算出接收机的精确位置、模糊度以及对流层延时参数。
2.2 PPP的误差改正有别于双差定位模式，非差观测模型是描述非差观测值与其它物理影响因素的函数关系，因此需要精确估计3类误差源的影响：①与测站相关；②与卫星相关；③与信号传播路径相关。
2.2.1 与测站相关的误差改正①接收机钟差。
以接收机钟差及其变化量作为待定参数，并认为各历元之间是相互独立的，看成一种白噪声，和测站位置、速度一起进行估计计算。
②地球固体潮改正。
地球固体潮改正由和纬度相关的长期项与周期项组成。
PPP利用单天解消除周期性误差后的残差影响在水平方向可达5cm，在垂直方向可达12cm，还需利用模型加以改正。
GPS静态精密单点定位精度分析的开题报告
GPS静态精密单点定位精度分析的开题报告导师评审意见：需要提供更具体的研究目标和方法，以及论文的贡献和实用价值。
一、选题的背景和研究意义全球定位系统（GPS）是一种基于卫星的导航系统，它可以提供高精度的位置和时间信息。
GPS应用广泛，包括导航、地质勘探、城市规划、农业、航空航天等领域。
GPS定位技术的精度是其应用的关键，因此研究GPS定位技术的精度分析具有重要的意义。
静态精密单点定位是GPS定位技术中重要的一部分，它主要用于提供精度高、误差低的位置信息。
静态精密单点定位的精度受到多种因素的影响，包括信号传播环境、接收机性能、大气延迟、卫星轨道误差等等。
因此，在实际应用中，需要进行精度分析，以确定GPS定位的误差范围，从而保证GPS定位的精确度和可靠性。
目前，国内外研究GPS静态精密单点定位精度的文献比较多，但还存在一些问题。
例如，这些研究往往针对特定的环境和条件进行分析，存在一定的局限性；同时，这些研究大多使用传统的统计方法进行精度分析，缺乏定量的分析方法。
因此，本研究着眼于改进GPS静态精密单点定位的精度分析方法，以提高GPS定位精确度和可靠性。
二、研究目标和研究内容本研究的目标是改进GPS静态精密单点定位的精度分析方法，以提高GPS定位的精确度和可靠性。
具体而言，本研究将重点研究以下内容：1.建立GPS静态精密单点定位的误差模型，包括信号传播环境误差、接收机性能误差、大气延迟误差、卫星轨道误差等。
2.分析影响GPS静态精密单点定位精度的主要因素，包括接收机的性能、信号传播环境、大气条件等因素。
3.提出一种基于统计学和机器学习的GPS静态精密单点定位精度分析方法，针对不同的误差来源进行不同的处理，提高GPS定位的精确度和可靠性。
4.设计实验验证所提出的GPS静态精密单点定位精度分析方法的实际效果，并与传统的精度分析方法进行比较和评估。
三、论文的贡献和实用价值本研究的主要贡献如下：的误差来源进行不同的处理，提高GPS定位的精确度和可靠性。
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。
GPS精密单点定位静态精度分析
关键词 ： Ｇ Ｐ Ｓ ； 精密单点定位 ； 精度分析
Ｋｅ ｙ ｗｏ ｒ ｄ ｓ ： ＧＰ Ｓ ； ｐ ｒ ｅ ｃ ｉ ｓ ｅ ｐ ｏ ｉ ｎ ｔ ｐ ｏ ｓ ｉ ｔ ｉ ｏ ｎ ｉ ｎ ｇ ； ａ ｃ ｃ ｕ ｒ ａ ｃ ｙ ａ ｎ ｌｙ ａ ｓ ｉ ｓ
中图分类号 ： Ｔ Ｖ ３ １
ｓ ｔ ｒ ａ ｔ ｅ ｇ ｉ ｅ ｓ １ ｏ ， ａ ｎ ａ ｌ ｙ ｚ ｅ ｓ ｐ ｅ ｃ ｉ ｉ ｆ ｃ ｐ ｏ ｓ ｉ ｔ ｉ ｏ ｎ ｉ ｎ ｇ ｅ ｒ ｓ ｕ ｌ ｔ ｓ ａ ｎ ｄ ａ ｃ ｃ ｕ ｒ ａ ｃ ｙ ． ｎｄ ａ ｓ ｕ ｍ ｍ ｅ ｄ ｕ ｐ ｔ ｈ ｅ ｓ ｃ ｉ ｅ ｎ ｔ ｉ ｉ ｆ ｃ ｃ ｏ ｎ ｃ ｌ ｕ ｓ ｉ ｏ ｎ ｓ ｔ ｈ ｒ ｏ ｕ ｇ ｈ ｔ ｈ ｅ ａ ｎ ａ ｌ ｙ ｓ ｉ ｓ ｏ ｆ ｓ ｔ ａ ｔ ｉ ｃ
学的结论 ， 为工程实际应 用提供准确 的资料与参考。
Ａｂ ｓ ｔ ｒ ａ ｃ ｔ ：Ｗ ｉ ｔ ｈ ｔ ｈ ｅ ｃ ｏ ｎ ｉ ｔ ｎ ｕ ｏ ｕ ｓ ｄ ｅ ｖ ｅ ｌ ｏ ｐ ｍｅ ｎ ｔ ｏ ｆ Ｃ ｈ ｉ ｎ ａ ＇ ｓ ｓ ｏ ｃ ｉ ａ ｌ ａ ｎ ｄ ｅ ｃ ｏ ｎ ｏ ｍｉ ｃ ａ ｎ ｄ ｃ ｏ ｎ ｔ ｉ ｎ ｕ ｏ ｕ ｓ ｉ ｍｐ ｒ ｏ ｖ ｅ ｍｅ ｎ ｔ ｏ ｆ ｐ ｅ ｏ ｐ ｌ ｅ ＇ ｓ ｌ ｉ ｖ ｉ ｎ ｇ ｓ ｔ ａ ｎ ｄ ａ ｒ ｄ ｓ ， ｔ ｈ ｅ ｄ ｅ ｖ ｅ ｌ ｏ ｐ ｍｅ ｎ ｔ ｏ ｆ ｓ ｃ ｉ ｅ ｎ ｃ ｅ ａ ｎ ｄ ｔ ｅ ｃ ｈ ｎ ｏ ｌ ｏ ｇ ｙ ｉ ｓ ｇ ｒ ａ ｄ ｕ ａ ｌ ｌ ｙ ａ ｐ ｐ ｌ ｉ ｅ ｄ ｔ ｏ ａ ｌ ｌ ｗａ ｌ ｋ ｓ ｏ ｆ ｌ ｉ ｆ ｅ ｉ ｎ ａ ｌ ｌ ａ ｒ ｅ ａ ｓ 。Ｅ ｎ ｔ ｅ ｒ ｐ ｉ ｒ ｓ ｅ ｓ ｈ ａ ｖ ｅ ａ ｌ ｓ ｏ ｕ ｓ ｈ ｅ ｒ ｅ ｄ ｉ ｎ ｎ ｅ ｗ ｃ ｈ ａ ｌ ｌ ｅ ｎ ｇ ｅ ｓ ａ ｎ ｄ ｏ ｐ ｐ ｏ ｒ ｔ ｕ ｎ ｉ ｔ ｉ ｅ ｓ ｆ ｏ ｒ ｄ ｅ ｖ ｅ ｌ ｏ ｐ ｍｅ ｎ ｔ ｉ ｎ ｔ ｈ ｅ ｉ ｆ ｅ ｒ ｃ ｅ ｃ ｏ ｍｐ ｅ ｔ ｉ ｔ ｉ ｏ ｎ ．Ｉ ｎ ｗｈ ｉ ｃ ｈ ，ｉ ｎ ｔ ｈ ｅ ｉ ｆ ｅ ｌ ｄ ｏ ｆ ＧＰ Ｓ ，ｐ ｒ ｅ ｃ ｉ ｓ ｅ ｐ ｏ ｉ ｎ ｔ ｐ ｏ ｓ ｉ ｔ ｉ ｏ ｎ ｉ ｎ ｇ ｉ ｓ ａ ｗ ｉ ｄ ｅ ｓ ｐ ｒ ｅ ａ ｄ ｈ ｏ ｔ ．Ｓ ｔ ａ ｒ ｔ ｉ ｎ ｇ ｆ ｒ ｏ ｍ ｔ ｈ ｅ ｍａ ｔ ｈ ｅ ｍａ ｔ ｉ ｃ ｌ ａ ｍｏ ｄ ｅ ｌ ｏ ｆ ｄ ｕ ａ ｌ － ｆ ｒ ｅ ｑ ｕ ｅ ｎ ｃ ｙ ｐ ｒ ｅ ｃ ｉ ｓ ｅ ｐ ｏ ｉ ｎ ｔ ｐ ｏ ｓ ｉ ｔ ｉ ｏ ｎ ｉ ｎ ｇ ，ｔ ｈ ｉ ｓ ｐ ａ ｐ ｅ ｒ ｓ ｔ ｕ ｄ ｉ ｅ ｄ ｔ ｈ ｅ ｓ ｅ ｉ ｒ ｅ ｓ ｓ ｏ ｌ ｖ ｉ ｎ ｇ
GNSS精密单点定位算法研究与精度分析
GNSS精密单点定位算法研究与精度分析
GNSS精密单点定位技术不需要借助于基准站即可实现高精度的定位和导航,由于其导航定位的灵活性在各个应用领域有着广阔的市场和前景。
论文围绕GPS+GLONASS+BDS三系统精密单点定位组合模型展开研究,涵盖精密单点定位数学模型和参数估计方法、非差观测数据周跳探测与修复、抗差Kalman滤波模型、多系统精密单点定位融合和精度分析等方面。
主要内容和结果如下:(1)针对非差观测数据周跳探测成功率较低的问题,尤其是低采样率数据和电离层活跃条件下,基于斜路径电离层延迟预报模型修正无几何相位组合观测值,研究针对GNSS双频非差载波观测数据的周跳探测与修复算法。
结果表明,该算法能够充分利用已有观测数据,有效提高了周跳探测和修复成功率。
(2)针对精密单点定位载波和伪距两类观测值粗差对定位结果的影响,本文基于验后残差向量引入了抗差因子和观测权矩阵,构建了GNSS抗差Kalman滤波模型。
结果表明,该算法能够有效克服载波和伪距粗差对定位结果的影响。
(3)分别从定位精度和收敛速度两方面入手,研究不同系统组合和可见卫星数对定位结果的影响。
结果表明,在单GPS系统卫星数较多的条件下,引入其他系统数据可以较明显地提高双系统和三系统组合定位的收敛速度,但对收敛后的定位精度提高不大;当单GPS系统卫星数较少的条件下,引入其他系统数据可以明显地提高双系统和三系统组合的收敛速度,同时对定位精度也有明显的改善。
BDS-2BDS-3GPS精密单点定位精度分析
BDS-2/BDS-3/GPS 精密单点定位精度分析师思超1，武文锐1（1.山西华冶勘测工程技术有限公司，山西 太原 030000）摘 要：为进一步对比分析BDS-2、BDS-3、GPS 不同组合间的精密单点定位精度，选取了5个IGS 连续跟踪站连续7 d 的实测数据，分析了BDS-2、BDS-3、GPS 等7种不同情况下静态与动态精密单点定位精度。
经研究发现，当前BDS-2精密单点定位精度低于BDS-3低于GPS ，而BDS-2/BDS-3组合定位精度与GPS 相当，三者任意组合定位精度较任一单系统都有较明显提升。
其中BDS-2/BDS-3/GPS 组合定位精度最高，较BDS-2单系统定位精度提升在60%以上，较BDS-3单系统定位精度提升在50%以上，较GPS 单系统定位精度提升在40%以上。
关键词：BDS-2；BDS-3；GPS ；精密单点定位中图分类号：P228 文献标志码：B文章编号：1672-4623（2021）06-0068-04BDS 作为我国自主研发设计的国之重器，自20世 纪80年代提出建设构想以来，经历了30多年的建设，先后完成了北斗一号（BDS-1）和北斗二号（BDS-2） 的过渡[1-2]。
2020-06-23，北斗三号（BDS-3）最后一颗组网卫星发射成功，并且达到指定轨道，标志着我国北斗系统正式建成，将向全球用户提供高精度导航与定位服务。
BDS-3共由30颗卫星组成，卫星星座类型与BDS-2相同，其中3颗GEO 卫星、3颗IGSO 卫星、24颗MEO 卫星[3-4]。
在频率设计上，BDS-3保留了BDS-2卫星B1I 频率和B3I 频率的基础上，增加了B1C 频率和B2a 频率两个新频率，新频率的增加保证了BDS-3与其他卫星导航系统组合定位的兼容性[5-6]。
精密单点定位技术（PPP ）是利用单台接收机，根据精密钟差与星历产品，经过各项误差改正实现cm 级高精度定位[7-9]。
用GPS精密单点定位测定CORS基站坐标的精度分析
正算和反算 两种计算方式 。在精 密单点定位 解算
中， Ｐ ３软件 已达 国 际先 进 水 准 。Ｐ ３软 件 的计 算 方 式 有正 算 和 反 算 两 种 ， 反 算 是 在 正 算 的基 础 上 ， 对 观测数 据 的又 一 次 解算 。所 以 ， 解 算 精 度 要 高 于 正 算 。因此 ， 这次 实 验把 反算 的结 果 作 为 最 终 的 解算
Ｃ ＯＲ Ｓ为 Ｃ ｏ ｎ ｔ ｉ ｎ ｕ ｏ ｕ ｓ ｌ ｙ Ｏｐ ｅ ｒ ａ ｔ ｉ ｎ ｇ Ｒ ｅ ｆ ｅ ｒ ｅ ｎ ｃ ｅ
Ｐ ３软 件 处 理 数 据 时需 要 读 人 观 测 文 件 、 导 航 文件 、 精 密星 历 文件 和 精 密钟 差 文件 ， 其 中观 测 文 件 即 ０文 件 ， 导 航 文 件 ｎ文 件 ， 这 两 个 文 件 就 是 ＲＩ ＮＥ Ｘ格 式 文 件 ， 可 直接从 观测数 据 里获得 。
必须定期对其进行检测 。精 密单点 定位技 术是 Ｇ Ｐ Ｓ界研究 的一 个热点， 可以获得 毫米级精度 。本文采 用 Ｐ ３软件 对Ｃ ＯＲ Ｓ基站观 测数 据进 行处理并进行精度分析 ， 结果表 明： Ａ站 ｘ、 ｙ、 Ｚ五 个 月的平均偏 差为 ８ ｒ ｎ ｎ ｌ 、 ９ ． ２ ｒ ｎ ｒ ｎ和
３ Ｃ Ｏ Ｉ Ｌ Ｓ 基 站的偏移量计算
３ ．１ 实验 方案
３ ． １ ． １ 测试 Ｉ ｌ的 ｆ
Ｃ Ｏ Ｒ Ｓ 基站 由于相 位偏心或地壳运 动使 其坐标 值
与实际位 置不 一 致 ， 影 响 网 络 ＲＴＫ 技 术 的 实 际
应用 ， 必须 定期 对 其 进行 检 测 。因此 ， 本文提 出
而精 密 星 历 和 钟 差 文 件 是 从 Ｉ ＧＳ网 站 上 下 载 的 。
基于GNSS网络的GPS精密单点定位性能分析
－ －
３ ． １ 分析动 态定位精度
…
在测量的过程中 ，精密单点定位 技术在航 空动态测量 、低轨卫星 精密定轨、航空动态测量等方面具有广泛的应用前景。通过进行大量 的
数值 分析证 明，基于 Ｇ Ｎ Ｓ Ｓ网络的 ＧＰ Ｓ定位可以达到精度要求。因为 使用事后处理的方法对数据进行处理 ， 在进行定位时 ，为了 确 保收敛时 间不会影响定位结果 ， 在定位的过程中，进行了双向滤波。
在公式中，载波相位观测值和伪距 分别 为 和 ， 单位 为 ｍ，信号 的频率为 ＿ ｏ真空光速为 Ｃ ， 卫星钟差为 ｄ Ｔ ，接收机钟 差为 ｄ ｔ ，对流层 延迟为 Ｔ ，电离层延迟为 Ｔ Ｔ ，观测噪音为 。 和 ￡ Ｄ ，卫星和接收 机之间的距离为 ，假设接收机的坐标为 （ Ｘ ，Ｙ ，ｚ ） ，卫星坐标 为 （ Ｘ ｓ ， Ｙ ｓ ， Ｚ ｓ ） ， 那 么就有 ：
， ＝
了
在频率的影响下 ，当出现 电离层延迟时 ，会产生色散效应 ，只需 要考虑一阶项即可。使用两个频率的观测值进行线性组合 即可将 电离层
的延迟影响消除。
取得更好的精度 ， 并且测量系统的定位精度达到 了ｃ ｍ 级，和 Ｇ Ｐ Ｓ系 统可 以得到的精度差别不大。
４ 结论
假设 天顶 方向的延 迟和对流层 方向的斜延迟存在映射 的关系，那
＝ｐ － － ￣ （ ｄ ｒ — ｄ Ｔ ） 一 ｆ “ ÷ ｆ 十 ￡ ４
其中单天解方案指的是分别收集五天的 Ｇ Ｐ Ｓ数据和基于 Ｇ Ｎ Ｓ Ｓ网络 的 精密单点定位数据 ，小时解决方案将每 ２ ４ 小时的数据作为一个数据解 算时间段 ，一共得到了 １ ５组解算结果。
小时解方案指 的是使用 Ｔ Ｅ Ｑ Ｃ软件切割一天的观测数据 ，分别 以 ３ ０ 分钟、１ 个小时、２ 个小时为解算时段 ， 共得到 １ Ｏ ４ 组解。 经过 比较 ，以上两种方法的精 密单点 定位 都可 以达到 ２ ｃ ｍ 的精 度 ，但是 ，基于 Ｇ Ｎ Ｓ Ｓ网络的 Ｇ Ｐ Ｓ 精密单点定位可以在高程 Ｕ方向上
精密单点定位精度分析
不断更 新和 进 步 ， 得 精 密 单 点 定 位技 术 解 算 得 到 使 很 大 的提高 ， 用 的范 围不 断 扩大 。基 于 此 背景 ， 应 本 文简单 介绍 了精 密 单 点 定位 技 术 ， 用武 汉 大 学 的 采
Ｔｉ 件 解 算 ， 试 验 区 ７个 像 控 点 ， ｒ ｐ软 对 ５个 国 家 等 级
家三 角点 作 比 较 分 析 。
关 键 词 ：Ｇ Ｓ Ｐ ；精 密 单 点 定 位 ； 差 ；比较 误 中 图 分 类 号 ：２ ８ ４ Ｐ ２ ． 文 献 标 识 码 ： Ｂ 文 章 编 号 ：０ １ ３ ８ ２ １ ） １— ０ ７～ ３ １ ０ — ５ Ｘ（ ０ ０ ０ ０ ２ ０
差 进 行 模 型 改 正 ， 用 Ｋ ｌ ｎ滤 波 或 最 小 二 乘 估 计 采 ａ ｍａ 对流层 ， 收机位 置 以及接 收机钟 差 。 接
为 了 比较 Ｉ Ｓ与 Ｃ Ｄ Ｇ Ｏ Ｅ组 织 机构 提 供 的精 密 钟
差 产 品 对 精 密 单 点 定 位 精 度 的 影 响 ， 各 自组 织 机 用 构 提 供 的 精 密 钟 差 产 品 ， 用 精 密 单 点 定 位 软 件 采
自从 １９ ９ ７年 美 国 喷 气 推 进 实 验 室 （ Ｊ Ｌ ） 的 Ｐ Ｚ ｍｂｒｅ提 出 精 密 单 点 定 位 技 术 以 来 ， 过 近 十 年 ｕ ｅｇ 经
的 研 究 ， 技 术 得 到 了长 足 的 发 展 ， 于 Ｉ 该 由 ＧＳ产 品 的
２ 试 验 结 果 分 析 试 验 区 选 在 “ 庆 ” 区 静 宁 至 庄 浪 县 一 个 １ １ 平 测 ：０
摘要 ： 用武 汉大 学 自主研 发 的精 密单点 软 件 Ｔｉ 利 ｒ ｐ对试 验 区 ７个 像控 点 ， ５个 国 家等级 三 角点 Ｇ Ｓ Ｐ
GPS精密单点定位精度测试与分析(1)
第14卷第6期中国惯性技术学报V ol.14No.6 2006年12月 Journal of Chinese Inertial Technology Dec. 2006·组合导航技术·文章编号：1005-6734(2006)06-0023-04GPS精密单点定位精度测试与分析高成发，陈安京，陈默，王小辉（东南大学交通学院，南京210096）摘要：GPS精密单点定位技术是目前GPS研究领域的热点之一。
文中先简要介绍了精密单点定位的数学模型、数据处理总体思路以及不同IGS产品对解算结果的影响；然后从静态和地面车辆动态两种模式分别介绍了精密单点定位精度测试过程与数据分析结果。
实验测试结果表明：精密单点定位可以达到厘米级的定位精度（WGS 84坐标），收敛速度一般为30 min之内。
关键词：GPS；精密单点定位；精度测试中图分类号：U666.1 文献标识码：ATest and analysis for precision of GPS precise point positioningGAO Cheng-fa, CHEN An-jing, CHEN Mo, WANG Xiao-hui(Transportation College of Southeast University, Nanjing 210096, China)Abstract：PPP (precise point positioning) is one of the hotspots in GPS research field. The paper introduced its math model and data-processing scheme, described the effects of different IGS products on the solution results and presented the testing process and the data analysis result for PPP in static and dynamic modes. It was verified that this method of PPP could reach the precision of centimeter-level (in WGS-84 coordinate), and the convergence time is generally within 30 min.Key words：GPS; precise point positioning; precision test0 前言传统GPS单点定位的精度仅能达到10 m左右，很难满足高精度导航定位的要求。
GPS精密单点定位精度分析与应用
２ 数 据 处 理 流 程
为更 好符 合生 产 实 际情 况 ， 数 据 处 理 以 ＧＰ Ｓ
接 收机原 始 观测值 作 为对 象 ， 按 图 １流程 进行 ：
控制 点 Ｇ Ｐ ｓ 观 测 数 据ｌ 讣 ￣ － Ｇ Ｐ Ｓ Ｎ、 周 天 ｌ Ｉ Ｉ Ｉ数 据预处理 精密星历、 钟差下载ｌ Ｉ ｛
（ Ｐ ｒ ｅ ｃ ｉ ｓ ｅ Ｐ ｏ ｉ ｎ ｔ Ｐ ｏ ｓ ｉ ｔ ｉ ｏ ｎ ｉ ｎ ｇ ， 简称 Ｐ Ｐ Ｐ ） 是 利 用 高
精度 的 ＧＰ Ｓ卫 星 星历 和卫 星钟 差 以及 单 台接 收 机 的双频 载 波相 位观 测 值 进 行 定 位 ， 其 具 有 可单 机作 业 、 机动灵活、 低成本 、 高效率 ， 可 直 接 获 得
Ｎａ ｖ ｉ Ｐ。 精 度
—
［ 文献标识码］ Ｂ
［ 文章 编 号 ］ １ ０ ０ ７ －３ ０ ０ ０ （ ２ ０ １ ３ ） ０ ５ —３
传统 的 ＧＰ Ｓ技 术 应 用 一般 都 采 用 相对 定 位
的作 业方 式 ， 这种作业方式存 在一些不 足， 如 作
业 时必须 至 少 有 １台 接 收 机 安 置 于 已知 点 上 观
～
数 据 用 Ｎａ ｖ ｉＰ 。 软 件 进 行 单 点 定 位 试 验 。从 内符 合 和 外 符 合 两 个 方 面分 析 出 Ｇ Ｐ Ｓ单 点 定位 的 精 度 ， 并提 出
—
精 密单 点 定位 应 用 于 生 产 中的 建议 。
［ 关键词］ Ｇ Ｐ Ｓ 精 密单 点定位
［ 中图分类号］ Ｐ ２ ２ ８ ． ４
中误 差 Ｍ＾：±０ ． Ｏ １ ８ ｍ。
１ 数 据 处 理 软 件 及 数 据 源 基 本情 况
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。
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２１年 １ ０１ ２月
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绘
工
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Ｖｏ． Ｏ № ． １２ ６
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精 密 单 点 定 位 及 其 精 度 分 析
邱 中军 陈景平 房 颖 毕 强 郭 鑫 ， ， ， ，
ｄ ｉｎ ｉｔＡ Ｎ ＋ （ （ｔ ，Байду номын сангаасｉ） ／Ｌ － ｉ ｉ ｏ － Ｏ Ｌ 一 （Ｏ Ｌ ） ｑ ｄ ｍｕｔ Ｌ ）＋ ｅ （ ｉ） ． ２ ｔ ， ） － ｌ ／ （ （ Ｌ ）（）
其 中式 （） 由伪距 法 定 位 数学 模 型 推 出 ， （ ） １是 式 ２ 是
Ｋｅ ｒ ｓ： ｙ ｗｏ ｄ ＧＰＳ；ｐｒ ｃｓ ｉ ｏｓｔｏｎ；Ｉ ｅ ｉｅ ｐｏ ｎｔｐ ｉｉ ＧＳ
ＧＰ Ｓ技术 投入 使用 以来 ， 测 量领 域 得 到 广泛 在
（Ｐ ） Ｚ ｍｂ ｒ ｅ于 １ ９ 提 出ｌ ， 技 术 的思 Ｊ Ｌ 的 ｕ ｅｇ ９ ７年 ２该 ］ 路是从 解决 ＧＰ Ｓ定位 误差 着 手 ， Ｇ Ｓ定 位 中 ， 在 Ｐ 主 要 的误 差来 源 于 ３ ， 类 即轨 道误 差 、 星钟 差和 电离 卫
Ｔｈ ｖ ｔ ｕ ｖ ｙｎ ｎ ａ ｐｎ ｎ ｔｔ ｔ ｆＪａ ｇｘ ｏ ｉｃ ，Ｎａ ｃ ａ ｇ ３ ０ ０ ，Ｃｈｎ ） ｅＦｉｓ ｒ ｅ ｉｇ ａ ｄ Ｍ ｐ ｉｇ Ｉ ｓｉ ｅｏ ｉｎ ｉ Ｓ ｕ Ｐｒｖｎ ｅ ｎ ｈ ｎ ３ ０ １ ｉａ
Ａｂ ｔａ ｔＴｈ ｔ ｄ ｎ ｒ ｄ ｃ ｄ ｔ ｅｐ ｉｃｐｅｏ ｒ ｃｓ ｏｎ ｏ ｉｉｎ （ Ｐ ，ａ ｄ ａ ａｙ ｅ ｈ ｒ ｃｓｏ ｆ ｓｒ ｃ ： ｅｓｕ ｙ ｉ ｔｏ ｕ ｅ ｈ ｒｎ ｉｌ ｆｐ ｅ ｉｅ ｐ ｉ ｔｐ ｓｔ ｏ Ｐ Ｐ） ｎ ｎ ｌｚ ｄ ｔ ｅｐ ｅ ｉｉｎ ｏ
等） 。应 用该 方 法 ， 户 通 过 一 台 含 双 频 双 码 ＧＰ 用 Ｓ 接收 机就 可 以实 现在数 千平 方公 里 乃至全 球 范 围内 的高 精度 定位 ， 且定 位 中无需 地 面基准 站 的支持 ， 并
精密 单点 定位 方 法 ， 别 计 算并 处 理 分 析 。观 测 数 分 据 和精 密 星历 及 精 密 钟 差 等 数 据 直 接 从 网 站 上 下 载， 分别 计算 各跟 踪 站 的精 密单 点 定 位 坐标 和普 通 单点 定位 坐标 。精 密单 点定 位坐 标 与普通 的非 精密 单点 定位 坐 标 分 别 和 Ｉ ＧＳ发 布 的 跟 踪 站 已知 坐 标 成果 比较 ， 算 出 ２种单 点定 位 方 法 的解 算 精 度 及 计
ＷＧ ８ ４坐标 。同时 将 采 集 的 ＧＰ Ｓ原 始 观 测 数 据 与附 近 的 Ｉ ＧＳ跟踪 站 Ｂ Ｆ （ ｇ ） Ｃ Ｊ Ｓ ２ 京 、 ＨＡＮ（ 春 ） 长
ｄ ｉｎ ｉ ｄ ｍｕｔ Ｐ（Ｌ ）＋ｅ Ｐ（ ｉ ） （ ） ／Ｌ ＋ ｌ ／ ｏ ｉ （ Ｌ ） ， １
（ 一 』＋ ｃ ｄ — ｄ ） ｄ ｏ ｂ＋ ｄ ｔｏ Ｌ） Ｄ （ ｔ Ｔ ＋ ｒ ｒ ｐ—
（ ． ｉｎ Ｐｒ ｖｎ ｅＷ ａｅ ｓ ｕ ｃ ｎ ｄ ｏ ｏ ｒＳ ｒｅ ｉｇ ａ ｄ Ｍ ａ ｐｎ ｓ ａｃ ｎ ｔ ｕ ｅ Ｃｈ ｎ ｃ ｕ ３ ０ ２，Ｃｈｎ ；２ １ Ｊｌ ｏ ｉｃ ｔｒＲｅｏ ｒｅａ ｄ Ｈｙ ｒ ｐ ｗｅ ｕ ｖ ｙｎ ｎ ｐ ｉｇ Ｒｅ ｅ ｒｈ Ｉ ｓｉ ｔ， ａ ｇ ｈ ｎ １ ０ １ ｉ ｔ ｉａ
层延 时 。如果 采用 双 频 接 收机 ， 以利 用 Ｌ 可 Ｃ相 位
应用 ， 而这些 应 用 中， 般 都 采 用 ＧＰ 一 Ｓ相 对 定 位 的
作 业方 式 ， 通过组 成 双差 观测值 消 除接 收机钟差 、 卫 星 轨道误 差 等公 共误 差 及 削 弱 对 流 层延 迟 、 离层 电 延 迟等 相关 性强 误 差 的 影 响 ， 高 精度 。这种 作 业 提 方 式无需 考 虑复 杂 的误差模 型 ， 具有解 算模 型 简单 、
这些 缺点 ， 出 的绝对 定位方 法 。 提
ｌ 精 密 单 点 定位 技 术 的 原 理
精 密 单 点 定 位 技 术 由 美 国 喷 气 推 进 实 验 室
收 稿 日期 ：０ １Ｏ 一 １ ２ １ 一６Ｏ 作 者 简 介 ： 中 军 （ ９ ３ ） 男 ， 级 工 程师 邱 １７ ， 高
Ａｎ ａ ｌ ｓ ｓ ｏ ｅ ｉ ｅ ｐｏ ｎ ｓ ｔｏ ｎ ｔ ｒ ｃ ｓｏ ｎａ ｙ ｉ ｆ ｐｒ ｃ ｓ ｉ ｔｐｏ ｉｉ ｎ ａ ｄ ｉｓ ｐ ｅ ｉｉ ｎ
ＱＩ Ｚ ｏ ｇｊ ｎ ，Ｃ Ｕ ｈ ｎ － ＨＥ ｉｇｐｎ 。 Ｆ ｕ Ｎ Ｊｎ — ｉｇ ， ＡＮＧ ｎ Ｂ ａ ｇ ， Ｙｉｇ ， ＩＱｉ ＧＵＯ Ｘ ｎ ｎ ｉ
路 径效 应 和噪声 影 响 。
３ 应 用 方 案
４ 结 果 分 析
解 算得 到 ＿ 。 ３ ｊ
的单 点定 位 方 法 虽 然 可 以 在 任 一 时 刻 用 一 台 Ｇ Ｓ Ｐ 接 收机 获得 ＷＧＳ ４坐 标 系 的 三 维 坐标 ， 是 精 度 ８ 但 较差 ， 能满 足精 密 的 海洋 测 量 和 一 些 特殊 工 程 的 不
需要 ＿ ， 密单 点定 位 （ Ｐ ） １精 ］ Ｐ Ｐ 即为克 服 Ｇ Ｓ定 位 的 Ｐ
定位 。依据测距的原理 ， 其定位原理与方法主要有 伪距 法定 位 、 波相位 测量 定位 以及 差 分 ＧＰ 载 Ｓ定位
等 。在精 密单 点 定位 时 由 于为 单 个 点 定 位 ， 以 主 所 要从 伪距 法 和载 波相 位测 量 ２种方 法讨论 精 密单 点 定位 的数学模 型 。根 据伪 距法定 位 数学模 型和载 波 相位 定 位数 学模 型 ， 加 以 考 虑 多路 径 效 应 和 噪声 再 影 响可 推 出精 密 单点 定位 的数 学模 型为 ［ ５ ］
组合 ， 消除 电离层 延 时 的影 响 。如 果 选择 地 心 地 固 系表示 卫 星轨道 ， 计算 的参 考框架 同为地 心地 固系 ，
定 位精 度高 等优 势 。但 其 也 存 在 一 些不 足 ， 如作 业
时 至少 有一 台接 收机 置 于 已知 站 上 观测 ， 响 了作 影 业 效率 ， 高 了作 业成 本 。另外 ， 着距 离 的增 加 ， 提 随 对 流层延 迟 、 电离 层延 迟等 误差 的相关 性 减弱 ， 必须
为达 到 ｄ 级甚 至 ｃ 级 的定位 精度 ｌ ， 密单 ｍ ｍ ＿ 精 】 ］ 点定位关 键 之处在 于 ： ①在 定 位 过 程 中需 同 时采 用 相位 和伪距 观 测值 ； 卫 星 轨 道 精 度 需 达 到 ｅ 级 ② ｍ 水平 ； ③卫 星钟 差改 正 精 度需 达 到 亚 ｎ 量 级 ； 需 ８ ④ 考 虑 更 精 确 的 其 他误 差改 正模 型 。根 据 Ｉ ＧＳ产 品 报告 ，Ｇ Ｉ Ｓ提供 的卫 星轨道 精 度 能够 达 到 ２ ３ｃ ～ ｍ， 卫星钟 差 的精度优 于 ０ １ｎ ， 够 满 足精 密 定 位 的 ． ｓ 能
的原 始 观 测 数 据 联 合 解 算 ， 用 Ｂ Ｆ （ 京 ） 并 ＪＳ 北 、
ＣＨＡＮ（ 长春 ） 的 已知 坐 标 作 为 起 算 点 进 行 平 差 站 计 算 ， 算所 得 的坐 标 与 精 密单 点 定 位 求 得 的 坐标 计 相 比较 ， 析其 差值 。 分
由载波相位法定位模型推出， 两式主要 又考虑 了多
其 与 已知坐标 的差 异 。
表 １ Ｇ ｓ精 密 星 历 和 卫星 钟 差 Ｐ
不受 作用 距离 的限制 ［ ， ４ 可广 泛应 用 于科 学考察 、 ］ 大 面积 测量 等 。
２ 精 密单点定位数 学模 型
在 ＧＰ Ｓ定 位 中 ， Ｓ卫 星是 高 速 运 动 的卫 星 ， ＧＰ 其 坐标 值 随 时 间 在 快 速 变 化 着 。需 要 实 时 地 由 ＧＰ Ｓ信 号 测量 出测 站 至卫 星 之 间 的距 离 ， 时 地 由 实 卫 星导航 电文解 算 出卫 星 的坐 标 值 ， 进 行 测 点 的 并
ＰＰ ａ ｅ ｎ ｔ ｅ ＧＰ ｒ ｃ ｉ ｇ ｓ ａ ｉ ｎ ｌ ｃ ｔ ｄ ｉ ａ ｔＣｈ ｎ ｓ ｔ ｅｅ ａ ｐ ｅ Ｔｈ ｅ ｕ ｔｉ ｄ ｃ ｔ ｄ ｔ ａ ｈ Ｐ ｂ ｓ ｄ ｏ ｈ Ｓ ｔ ａ ｋ ｎ ｔ ｔ ｏ ａ ｅ ｎ ｅ ｓ ｉ ａ ａ ｈ ｘ ｍ ｌ ． ｏ ｅ ｒ ｓ ｌ ｎ ｉａ ｅ ｈ ｔ ｔ ｅ ｅ ｒ ｒｏ Ｐ ｗ ａ ｅ ｓ ｔ ａ ． ｉ ｈ ｔ ｔｏ ｒｏ ｆ ＰＰ ｓ ｌ ｓ ｈ ｎ ０ ２ ｍ ｔ ｅ ｓ ａ ｉ ｎ，ａ ｄ ｔ ｉ ｅ ｈ ｄ ｃ ｎ ｂ ｄ ｌ ｐ ｌ ｄ ｉ ｏ ｅｌ ｎ ｕ ｖ ｙ ｎ ｎ ｈ ｓｍ ｔ ｏ ａ ｅｗｉ ｅ ｙ ａ ｐ ｉ ｓ ｍ ｄ ｓ ｒ ｅ ｅ ｎ ａ ｅ ｇ ｎ ｅ ｉ ｇ ａ ｄ ｏ ｅ ｎ ｓ ｒ ｅ ｉ ｇ ｎ ｉ ｅ ｒｎ ｎ ｃ ａ ｕ ｖ ｙ ｎ ．
要求 。精 密单点 定位 的优点 在 于进行 精密 单点 定位
测
绘
工
程
第 ２ Ｏ卷
时， 除能解 算 出 测 站 坐 标 外 ， 同时 解 算 出 接 收 机 钟 差、 卫星 钟差 、 电离 层 和 对 流 层 延 迟 改 正 信 息 等 参 数， 这些 结果 可 以满足 不 同层次 用户 的需 要 （ 如研究 授时 、 电离 层 、 收 机 钟 差 、 星 钟 差 及 地 球 自转 接 卫
Ｐ（ ）一 ｐ＋ ｃ ｔ ｄ ）＋ ｄ ｏ ｂ＋ ｄ ｔｏ Ｌｉ （ｄ — Ｔ ｒ ｒ ｐ＋
第 二种方 法 利 用 我 院在 某 机 场 用 徕 卡 １ ３ ２０双 频 ＧＰ Ｓ接 收机 采 集 的 Ｇ Ｓ原 始 观 测 数 据 来 计 算 。 Ｐ 数 据 观测 时间 为 ６ｈ 采 样率 为 １ 。精密 星历 及精 ， ５Ｓ 密 钟差 等数 据直 接从 网站 上 下 载 ， 算 各 点 的精 密 计