文档介绍：第 28卷第 19期甘肃科技 Vol28 No19
2012年 10月 GansuScienceandTechnology Oct 2012
GPS非差相位精密单点定位技术研究
赵元
(甘肃省地图院,甘肃兰州 730000)
摘要:为满足快捷、低成本、高精度的 GPS定位与导航要求,精密单点定位技术的研究与发展势在必行。通过论述
非差相位精密单点定位的原理、方法,讨论了其作业过程中的误差改正、数据处理方法,展望了非差相位精密单点定
位的应用。利用双频 GPS接收机的单机作业,可直接得到高精度的 ITRF框架坐标,精度可以达到分米乃至厘米级,
对 GPS作业的便捷化与低成本化有着积极的意义。
关键词:GPS;非差相位;精密单点定位
中图分类号:P2284
随着全球定位与导航技术的快速发展,GPS技一起进行精密单点定位计算。因为精密星历每
术在大地测量领域的应用也变得越来越广泛。目前 15min给定一个卫星钟差值,这个间隔不能满足精
的 GPS作业,一般都采用相对定位的方式:通过多密单点定位的要求,加上卫星钟差的变化较快而不
台接收机联测所组成的双差观测值,来消除接收机能直接以 30s为间隔进行线性内插,因此必须利用
钟差、卫星钟差等公共误差;削弱对流层、电离层延多个 IGS跟踪站 GPS观测数据与精密星历来得到
迟等相关性强的误差影响,达到提高精度的目的。 30s历元间隔的卫星钟差。精密单点定位要求卫星
这种作业方式具有解算模型简单、定位精度高等优轨道精度需达到厘米级水平,卫星钟差改正精度需
势,但也存在一些不足:作业时需至少一台接收机置达到亚纳秒级水平。
于基准站上连续观测,影响了作业效率,提高了作业为了达到分米甚至厘米级的定位精度,精密单
成本;在一些困难作业地区,同步观测条件难以达到; 点定位要处理以下几个关键问题:
随着用户站与基准站距离的增加,对流层延迟、电离 1)在定位过程中需同时采用载波相位和伪距
层延迟等误差的相关性减弱,为达到预期精度,必须观测值,其质量的好坏直接影响到精密单点定位的
相应延长观测时间等。而传统的伪距法 GPS单点定初始化时间、非差模糊度的确定问题;
位,由于广播星历及钟差误差较大,只能实现米级的 2)正确剔除粗差、修复周跳;
精度,只能用于导航、勘探等一些低精度领域中。 3)需考虑更精确的其他误差改正模型。
近年来,随着 IGS(InternationalGNSSService) 11 数学模型
组织所提供的精密星历和卫星钟差精度的提高,以在精密单点定位中,采用双频观测值消除了电
及接收机性能的不断完善,精密单点定位(Precise 离层影响,利用卫星钟差估计值消去卫星钟差项,
PointPositioning,PPP)技术也越来越为人们所关注。 GPS卫星坐标可以用精密星历计算出来。其观测方
精密单点定位技术逐渐成为全球精密实时动态定位程如下:
i
的关键技术,也成为了 GPS定位方面的前沿研究方 Lp=ρ+c(dtr-dT)+Mzpd+εp (1)
i i
向之一。 Lφ=ρ+c(dtr! dT)+a+Mzpd+εφ(2)
式中,Lp 为消除电离层影响的伪距组合观测值;Lφ
1 精密单点定位及其方法