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1、第24卷 第3期 桂林工学院学报Vol.24No.32004年7月 JOURNALOFGUILININSTITUTEOFTECHNOLOGYJul12004文章编号:1006-544X(2004)03-0340-05GPS非差相位精密单点定位技术的发展1,21刘智敏,林文介(11桂林工学院土木工程系,广西桂林 541004;21武汉大学GPS工程技术研究中心,湖北武汉 430079)摘 要:论述了非差相位精密单点定位的原理、方法,讨论了非差相位精密单点定位及其数据处理过程中的误差改正、数据预处理方法.展望了非差
2、相位精密单点定位的应用:利用单台双频GPS接收机在全球范围内进行静态或动态作业,可直接得到高精度的ITRF框架坐标,对高精度动态导航定位及低轨卫星的定轨等具有重大意义.关键词:GPS定位技术;单点定位;非差相位精密单点定位中图分类号:P22814文献标识码:A①又称伪距法单点定位.其优点是数据采集和数据1问题的提出处理简单,定位速度快,用户在任一时刻只需用1GPS技术以其可在全球范围内实现全天候、台GPS接收机就能获得测点在WGS-84坐标系中连续、实时的三维导航、定位、测时、测速的特的三维坐标.但由于伪距观测值的精度一般为数点,在大地测量领域得到广
3、泛应用,其作业方式分米至数米,用广播星历所求得的卫星位置的误主要是差分GPS(DifferentialGPS,简称DGPS),通差可达数米至几十米,卫星钟改正数的误差为±过组成双差观测值消除接收机钟差、卫星钟差等20ns左右,伪距定位精度使用P码时约为6m,公共误差,削弱对流层延迟、电离层延迟等相关使用C/A码时约为20～30m,只能用于导航定位性强的误差影响,从而达到提高精度的目的.这及资源调查、勘探等一些低精度领域中.种方式不需考虑复杂的误差模型,解算模型简单、随着目前IGS所提供的精密星历精度已优于5待估参数少、定位精度高,同时利用了双差模糊c
4、m,卫星钟钟差改正数已达到011～012ns,以及度的整数特征,因而得到广泛使用.其不足之处接收机性能的不断改善,大气延迟改正模型和改在于:作业时需至少一台接收机置于基准站上连正方法的研究也在不断深入.1997年,ZumbegerJ续观测,影响了作业效率,提高了作业成本;随F等人提出了利用高精度的GPS精密星历、卫星着用户站与基准站距离的增加,对流层延迟、电钟钟差和双频载波相位观测量,采用非差模型进离层延迟等误差的相关性减弱,为达到预期精度,行精密单点定位(Un-differencedPrecisePointPosi2必须相应延长观测时间;双差观测值
5、本身存在数tioning,简称PPP)的方法.其单天解的精度在水[1,2]学相关,相互独立的双差观测值较难组成,难以平方向和垂直方向分别为1cm和2cm.随后,进行质量控制;双差残差包括4个观测值的共同JPL的Muellerschoen等人提出利用非差双频载波相影响等.位观测值,在初始化后进行单历元精密单点定位.而传统GPS单点定位,是由广播星历采用距以实现全球范围内的实时动态定位,试验结果表离交会法来解算接收机天线所在点的三维坐标,明,平面位置的定位精度为±(10～20)cm.2001①收稿日期:2003-12-25基金项目:广西区科技攻关项目(桂
6、科攻0330008-7)作者简介:刘智敏(1975-),女,博士研究生,讲师,研究方向:GPS原理、算法及应用.第24卷 第3期 刘智敏等:GPS非差相位精密单点定位技术的发展341年Hatch提出利用JPL实时定轨软件实现全球RTK212PPP的数学模型的计划,即利用单台接收机以平面坐标精度±10在精密单点定位中,采用双频观测值消除了cm的标准独立地在全球范围内静态或动态作业,电离层影响,利用卫星钟差估计值消去卫星钟差直接得到高精度的国际地球参考架(ITRF)框架项,GPS卫星坐标可以用精密星历计算出来.设∧坐标.文献[3]提出了
7、改进模型并用自行研制的用户站坐标的近似初始值为γi,0,参数估值γi,0=定位软件进行试算,单天解的精度在纬度方向γi,0+Δγi,Δγi为相应的修正量,计算出的接收机近(B)优于1cm,经度方向(L)优于2cm,垂直似钟差为δt0δ,t=δt0+Δδt,将其围绕用户i,Li,Li,Li,L方向(H)优于3cm.动态定位初始化时间约为站初始坐标值线性化,并略去高次项,得到:15min,此后单历元解的精度在B,L,H方向均优ŒρjΔΦj(t)=iΔ,LγΔδtδtj,L+i,LiŒrri=rii,0+c·i,L-c于20cm.利用GPS精密预报星历和实
8、时估计的卫ijjjj星钟差进行实时动态定位时,其精度为40cm左Ti+λNi,L+Mi,L+εφi,L;(1
