基于参考站网络实时精密单点定位和相对定位对比

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1、基于参考站网络实时精密单点定位和相对定位对比　　摘要：本文从理论方面，比较了基于参考站网络的实时精密单点定位与采用相对定位模型的相对定位，并采用实测的数据验证了比较的内容与结论。两者不同的是：估计参数的具体内容，前者为绝对位置，后者为基线向量；短基线解算中，由于空间相关性误差都被削弱，估计参数的个数只有基线向量、模糊度。关键词：实时精密单点定位；相对定位；实时钟差中图分类号：TN711文献标识码：A文章编号：1前言随着精密单点定位的发展、GPS卫星预报轨道精度的提高、基于GNSS网络GPS卫星实时钟差估计方法的应用，出现了实时网络精密单点定位的算法[1-3]。通过局域或全球的GNSS观测网

2、络，进行GPS卫星钟差的实时估计，然后采用估计的GPS卫星实时钟差、IGS超快速(Ultra-PRD6,IGU)预报轨道，采用单站星间差分技术来进行实时精密单点定位。然而，基于差分技术的相对定位，是通过双差观测模型，削弱站间、星间公共误差，来实现基线解的估计，进而根据已知点坐标，计算测站坐标的解算。网络精密单点定位与差分相对定位的共同点是都通过已知点进而计算观测站的位置，但是其所估计的参数、参数的估计方法具有不同的特点。本论文将从基本理论出发推导基于GNSS网络的实时精密单点定位与相对定位的异同。2.定位模型2.1非差观测模型GPS定位中，根据待估计参数的特征、削弱误差的能力进行各种观测组

3、合，并构造成相应的参数估计模型。非差观测模型为最基本的观测模型，其为：(1)式中：为相位观测值；为GPS卫星到接收机的距离；为相位整周模糊度；为接收机钟差；GPS为卫星钟差；为光速；，分别为接收机、卫星的UPD；为误差项，误差项主要来自多路径效应、接收机噪声、对流层延迟、电离层延迟等。2.2单差观测模型单差观测模型包括单站星间差分和站间差分，单站星间差分是对同一测站的不同卫星进行差分，观测模型为：(2)式中：为同一测站卫星的相位差分观测值；为同一测站卫星对应的站星距离之差；为同一测站卫星的钟差之差；为同一测站卫星的整周模糊度之差；为同一测站卫星的UPD之差；为同一测站卫星对应的误差项之差。

4、同一测站，没有周跳时，相邻历元间差分得到：6（）(3)式中：为相邻历元的相位差分观测值；为相邻历元站星距离之差；为相邻历元接收机钟差之差；为相邻历元卫星钟差之差；为相邻历元的误差项之差；一定时间、空间范围，UPD的大小保持稳定[4]，历元间差分时，会抵消其影响。不同测站，进行星间差分，其观测模型为：(4)式中：为不同测站同一卫星对应的相位差分观测值；为不同测站对应的站星距离之差；为不同测站对应的钟差之差；为不同测站同一卫星对应的整周模糊度之差；为不同测站的UPD之差；为不同测站同一卫星对应的误差项之差。2.3双差观测模型不同测站、星间差分，可以用抵消公共误差、以及强相关性误差，观测模型为：

5、(5)式中：为相位观测值的双差值；为站星距的双差值；为双差模糊度；为误差项的双差值。2.4RT-PPP与差分相对定位的对比RT-PPP是基于GNSS网络、历元间差分、单站星间差分实现的。其中实时钟差是通过星间差、历元间差进行估计的：(6)6式中：为第历元的相对钟差；为第个相对钟差的历元间差值；为考历元的相对钟差。依据（1）、（2）可以得到相对钟差不会受UPD的影响。由于估计得到的钟差为相对于参考历元的相对钟差，RT-PPP进行参数估计时，以星间差分模型进行参数估计时，参考历元的相对钟差会被模糊度所吸收：(7)式中：为伪模糊度；为单站星间模糊度之差。由于UPD、以及参考历元钟差影响，从而使模

6、糊度具有非整数性。其实现过程为：图1基于GNSS网络的实时精密单点定位Fig1flowchartofGNSSNetworkbasedreal-timeprecisepositioning基于GNSS网络，可利用任意一个参考站与观测站进行相对定位，然后基于参考站确定观测站的位置，可采用多个参考站与流动站相对定位结果的平均值。如图2所示，假设流动站接收3个参考站数据，则可构成3条基线。图2相对定位示意图Fig2Sketchmapofbaseline求解三条基线向量，，，然后求解观测站位置：(8)6从观测模型比较，RT-PPP采用单站星间差分模型，难以消除星间UPD差，以及对流层延迟、电离层延迟

7、、潮汐改正、卫星天线相位中心等误差的影响，因此，在进行参数估计时，在对相应误差进行改正的基础上，采用无电离层观测组合，估计的参数有坐标、对流层天顶延迟、伪模糊度。相对定位采用双差观测模型，可以抵消接收机、卫星UPD的影响，对于短基线，双差模型可以抵消对流层延迟、电离层延迟以及其他误差的影响，可以采用相应的相位观测组合，估计参数的为基线向量、整周模糊度；对于长基线，双差模型也难以抵消对流层延迟、电离层延迟、潮汐改正、卫星天