实时精密单点定位研究综述

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1、实时精密单点定位研究综述长安大学陕西西安710054摘要：GPS精密单点定位（PPP）是一种利用高精度的GPS卫星星历和卫星钟差以及双频载波相位观测值，并采用非差模型进行高精度单点定位的方法。实时精密单点定位技术（RT-PPP）己成为当前GNSS领域的研究热点，也将是目前乃至未来实时高精度动态定位的主要技术手段之一。木文对其从研究背景、国内外研究现状，以及发展前景等方面进行了综述。关键词：GPS；实时精密单点定位；研究背景；发展现状；前景1研究背景全球定位系统GPS（GlobalPositioningSystem）是美国从上世纪7

2、0年代开始研制，于1994年全面建成的新一代卫星导航定位系统。目前，GPS以全天候、高精度、自动亿、高效益等显著特点，诸多领域得到了广泛应用。GPS的出现，给测绘领域带来了一场深刻的技术革命。传统的GPS单点定位是指利用单台接收机的测码伪距及广播星历的卫星轨道参数和卫星钟差改正进行定位，因其较低的定位精度己不能满足精密导航、大地测量、变形监测、精密工程测量等的要求。为了提高精度，出现了GPS相对定位，它是用两台以上接收机同步观测相同的GPS卫星，以确定基线端点的相对位置或基线向量。GPS相对定位通过组成差分观测值来消除接收机钟差、

3、卫星钟差等公共钟差以及减弱对流层延迟、电流层延迟等相关性的影响，因此，它是目前GPS定位中精度最好的一种方法。PPP技术作为一种最近十几年发展起来的一项GPS定位新技术，在低轨卫星精密定轨、高精度坐标框架维持、区域或全球性科学考察、航空动态测量和海洋测绘等方面具有不可估量的应用前景，目前己经成为GPS导航和定位界的研究热点。经过近十几年国内外学者的硏究，精密单点定位的事后处理算法及应用已经比较成熟。与相对定位中的实时定位技术RTK相对应，在实时GPS卫星轨道和钟差产品的支持下，精密单点定位的数据处理可以在实吋情况下进行，得到实吋定

4、位结果，称之为实吋PPP技术。实吋PPP定位技术与目前已有两种GPS实时定位服务系统(基于单基准站RTK技术系统和基于多基准站的CORS系统)相比具有以下显著优点：1•系统服务覆盖区域人；2•总投资和运营成本低。2国内外研究现状与进展国际GPS服务组织IGS(InternationalGPSService)是国际人地测量协会IAG(InternationalAssociationofGeodesy)于1993年创建的一个为GPS提供应用服务的国际组织。由于IGS能够提供精密的卫星星历和卫星钟差，因此，就使得单点定位无需差分而获得高

5、精度成为可能。JPL的Zumberge等人在1997年就提出了利用双频接收机进行非差单点定位。NRCan(NaturalResourcesCanada)的Kouba和Herous(2000)首先详细地论述了利用双频接收机进行非差单点定位技术。JPL的Muellerschoen(2000)等人提岀了全球实吋精密单点定位技术。加拿大Calgary大学的GaoY和ShenX(2001)也对此作了详细的论述，同吋提出了一种新的观测模型。除了以上的学术研究机构外，几个大的商业公司对精密单点定位技术也非常关注并口进行了不同程度的研究，如NAV

6、COM公司的StarFire和Omnistar-HP系统就包含有精密单点定位的内容(Bisnath,2003)。在国内方面，黄城等人研究了采用GIPSY软件的精密单点定位方法解算区域基准网问题。武汉大学的时世榕博士对非差相位精密单点定位技术进行了深入研究，并利用自己提岀的改进模型及自行研制的定位软件进行了试算。武汉人学的张小红副教授也对PPP作了深入的研究，并首次将PPP技术应用到航空测量和极地科学考查中,并编制了Trip解算软件。从国内外研究成果的分析来看，目前研究的重点主要集中在PPP定位模型的建立、大气折射的影响分析、软件实

7、现和PPP静态定位精度分析等方面，对于动态精密单点定位的精度研究还不够深入。与GPS相对定位技术不同，PPP技术由于采用非差观测值进行数据处理，破坏了相位模糊度的整周特性，这使得不能进行非差相位模糊度的固定。而相对定位技术由于采用站际星际二次差观测值,UPD在二次差过程中被消去，从而使得双差模糊度具有整数特性。因此，要使PPP能够达到工程上的实吋定位要求，就必须开展加快PPP定位收敛速度的研究。国际上众多学者尝试进行精密单点定位中相位模糊度固定，并取得了可喜的进展。上述各种精密单点定位整周模糊度固定方法大致可以分为两类：一类是估计

8、破坏相位模糊度整数特性的硬件延迟非整周部分的方法，简称为FCB方法;另一类则是不显式估计硬件延迟非整周部分，而采用卫星钟差参数吸收这些便件延迟，从而在定位计算中恢复了模糊度整数特性的方法，简称为IRC方法。Geng等人从理论推导和算例分析两个方面证