精密单点定位的数学模型选择

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GPS精密单点定位技术 PPP

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5.2 I(Identification)诊断一维模型诊断
构造统计量：tk
T 1 CK VK Vk T 1 CK VK k CK 1 2
T CK 0
0 1 0
0
若�� > �� (0,1 ，则表明相应观测值最可能存在异
常若认为只有观测模型,则用残差向量来诊断
IGS 是对上述加权平均
8
3.1.1 IGS产品基准统一

卫星星历和卫星钟差共同决定PPP的基准，而非测站点决定。
广播星历坐标（即通过n文件中参数计算） WGS-84 精密星历（SP3文件获取） ITRF05 ITRF08
SP3文件:
clk文件:
并且，选取一个处理中心的产品，因为各个中心的处理方式和软件有所不同！
IF
4
2、1卫星信号发射时刻计算
在GPS定位计算中，需要计算卫星在信号发射时刻的位置，根据信号的接收时刻即观测数据的记录时间，通过迭代方式计算信号的发射时刻。信号发射时刻ts与信号的接收时刻tr之间有下列关系：
t s tr X s (ts ) X r (tr ) c
取信号传播时间近似值为0.075s，经过迭代，当差值小于10−7 ��时结束。 Tion _ trop 30 / (3 108 ) 1107 s 计算时忽略大气延迟，因为
[ X , Y , Z , N1 , N 2 ... N n , trop, c R ]
相应的状态噪声矩阵状态转移矩阵
0 k 0 0
0
2 trop
0
0 1 k / k 1 0 0 2 clock 0

GPS精密单点定位数据处理分析

GPS精密单点定位数据处理分析在信息技术快速发展的过程中，GPS研究领域中的GPS精密单点定位技术是當前一项研究的热点。

本文就GPS精密单点定位数据处理进行简单分析。

标签：GPS精密单点定位数据处理0前言在过去的GPS应用中，采用都是相对定位的操作方式进行应用。

在使用的过程中通过组成观察两者之间出现的数值，消除各部分之间产生的差值影响，以此来达到高精度的目的。

在使用这种方式的过程中，不会将复杂的误差模型应用在内。

通常指需要采用简单的模型进行精度定位就可以。

但是，相较于目前应用GPS的实际情况来看，依然存在着不少的问题。

在作业的过程中之应用一台接收装置尽心观测，对作业的效率造成影响，同时还使得作业才成本相应增加。

在条件不同的情况，影响也各不相同。

GPS精密单点定位能够有效克服这方面的问题。

同时还能够直接应用，有效解决问题，使得其应用范围前景非常可观。

1 GPS精密单点定位原理与数学模型了解GPS精密单点定位原理与数学模型。

这两方面的认识是开展相关研究活动的前提。

1.1 GPS精密单点定位原理精密单点定位（PrecisePointPositioning）研发的起源是绝对定位思想[1]。

但是精密单点定位相较于常规的绝对定位具有一定的不同之处。

精密单点定位进行定位计算的坐标与钟差主要来源于国际GNSS服务机构IGS提供的相对精度较高的卫星轨道信息与钟差信息。

在使用的过程中出需要应用到观测值，还需要使用载波相位观测值。

与此同时，在误差处理的过程中相较于其他的绝对定位思想存在一定的不同之处。

在误差数据处理的过程中，精密单点定位利用各种模型将观测值进行组合，进而小若或者完善其中产生的误差。

1.2 GPS精密单点定位数学模型首先，传统模型。

在GPS精密单点定位过程中所应用到的传统模型主要采用的载波相位与双频GPS观测点离层，进行组合观测模型。

传统模型组成的共识公示通常是该领域最有名的公式。

将这种模型的公式进行简化如下所示：其次，UofC 模型。

精密单点定位的数学模型选择

精密单点定位的数学模型选择鲍建宽;陈伟荣;高成发【摘要】GPS精密单点定位技术常用的数学模型是非差模型.在分析常用的3种模型基础上,引入观测方程的差分模型.通过理论分析与实例比较,得到各种差分方法在精度与实时性方面的优缺点,并根据比较结果设计出一种新的差分模型,即二次差——一次差组合模型.试验表明,对比非差模型,新的差分模型的计算收敛速度明显加快,提高幅度约30％.【期刊名称】《黑龙江工程学院学报（自然科学版）》【年(卷),期】2013(027)002【总页数】5页(P1-4,7)【关键词】GPS精密单点定位;数学模型;差分模型【作者】鲍建宽;陈伟荣;高成发【作者单位】黑龙江工程学院测绘工程学院,黑龙江哈尔滨 150050;东南大学测绘工程系,江苏南京 210096;东南大学测绘工程系,江苏南京 210096【正文语种】中文【中图分类】P228.4GPS技术为测量定位带来了巨大的进步，目前常用的主要有传统单点定位和差分GPS定位。

传统的标准单点定位（Standard Point Positioning，SPP）尽管只需1台GPS接收机就可以进行实时的导航定位，且在导航领域具有广泛的应用，但精度低（数米至数十米），满足不了许多高精度定位用户的精度要求；差分GPS定位（DGPS）技术虽然精度高，但需要布设至少1个基站，作业时，不仅受作业距离的限制，仪器成本和劳动成本都相应增加不少。

Zumbeger于1997年提出精密单点定位技术（Precise Point Positioning，PPP），利用IGS提供的精密星历和精密卫星钟差，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，在一定条件下能够达到与差分GPS技术相当的定位精度，在处理单机静态观测数据时取得了厘米级的定位结果。

GPS精密单点定位技术单机作业，机动灵活，作业不受作用距离的限制。

它集成了标准单点定位和差分定位的优点，克服了各自的缺点，具有广阔的应用前景。

单点定位

精密单点定位摘要关键词：(GPS、精密单点定位、数学模型、静态精度分析)单点定位就是根据一台接收机的观测数据来确定接收机位置的方式，它只能采用伪距观测量，可用于车船等的概略导航定位。

也称为“绝对定位”。

精密单点定位--precise point positioning（PPP）所谓的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。

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; 用户利用单台GPS 双频双码接收机的观测数据在数千万平方公里乃至全球范围内的任意位置都可以2- 4dm级的精度, 进行实时动态定位或2- 4cm级的精度进行较快速的静态定位, 精密单点定位技术是实现全球精密实时动态定位与导航的关键技术,也是GPS 定位方面的前沿研究方向。

1.引言GPS是美国从20 世纪70 年代开始研制的, 于1994 年全面建成, 具有在海、陆、空进行全方位实时三维导航与定位能力的新一代卫星导航与定位系统。

尤其是经过近几年的研究,GPS 更在测绘、航空遥感和气象等方面有了新的应用, 并以全天候、高精度、自动化、高效益等显著特点, 赢得广大用户的信赖。

随着对定位精度要求的不断提高, 人们对GPS卫星星历的精度和实时性提出了越来越高的要求。

卫星的星历, 是描述有关卫星运动轨道的信息。

利用GPS进行定位, 就是根据已知的卫星轨道信息和用户的观测资料, 通过数据处理来确定接收机的位置及其载体的航行速度。

所以, 精确的轨道信息是精密定位的基础。

GPS 的卫星星历按照精度可分为精密星历和广播星历。

精密星历是由国际GPS服务中心( IGS) 通过Internet 发布,它的轨道精度可达到10cm 左右, 足以满足精密定位的需要。

GPS精密单点定位原理及应用

对于传统的伪距单点定位而言，大气层延迟、轨道误差和钟差等误差都大大降低了定位精度，只能适用于普通的导航定位以及一些低精度作业。而近年来随着载波相位静态 RTK ）以定位、常规实时动态差分定位（ Real Time Kinematic，及网络 RTK 的逐步实现，相对定位的技术有了长足的发展。但是相对定位技术也有着显著的缺点，需要架设基站、作业半径有限、野外无网络 RTK 信号覆盖，这都给油气田及管道工程的测量工作加大难度。在油气田及管道测量工作中，根据不同需求往往要求达到十几厘米甚至几厘米的定位精度。伪距单点定位的定位精度已经无法满足要求，而相对定位又有着难以忽视的局限性。随着 GPS 精密单点定位的发展，简单可靠的单点定位测量模式应运而生。一、精密单点定位的原理及数学模型 PPP ）最早精密单点定位技术（ Precise Point Positioning，由美国喷气推进实验室（ JPL）的 Zum berge 年提出，当时这一非差定位技术采用 JPL 自行研发的 GIPSY 软件可达到亚米级精度。随着精密星历和钟差成果精度的提高以及对流层延迟和电离层延迟改正模型的完善，单点定位的精度也有了显著提高。其观测方程如下： P IF = ρ － cdT + d trop + d ino， i + ε PIF IF = ρ － cdT + d trop + cf1 N1 － cf2 N2 + d ino， i + ε IF f1 2 － f2 2
表2
星历 / 钟差精度（ cm / ns）滞后时间更新率采样间隔星历广播钟差超快速（预测）超快速（观测）星历钟差星历钟差星历快速钟差星历最终钟差＜ 0． 1 0． 1 ＜5 13 天 1 次 /周 5 分钟 7 10 实时 5 ＜5 3 小时 0． 2 4 次 / 天 15 分钟 4 次 / 天 15 分钟 160 实时 — 1天点号

精密单点定位估计GPS卫星的P1-C1码偏差及稳定性分析

关键词：ＰＰ；ＰＧＰＳ卫星； — ＰｌＣ１码偏差；定性稳
中图分类号：２８４Ｐ２．
文献标志码：Ａ
文章编号：１０ —２８２１）２００－５０８９６（Ｏ１０ —０ｉ０
０引言
利用ＧＳ进行测量时，一些情况下（Ｐ在如使用单频接收机ｃ／１ｘ型和Ｃ／２型接收机）必须考１Ｐ，虑仪器偏差（的文献也称为硬件延迟）影有的响［］１。不同类型的测距码以及不同频率的载波所引起的仪器偏差不同，１Ｐ、２对应的仪器偏差Ｃ、１Ｐ分别为：Ｃ、Ｐ、Ｐ２。绝对偏差往往无法得ＢＩＢ１Ｂ２Ｌ］到，常所求的是它们之间的相对值一Ｐ一通１Ｃ１和
并以ＢＲＵＳ、ＧＯＤＥ、ＨＡＯ和ＮＩＴ四个跟踪站２１ＳＳＯＯ年１０月份一个月的观测数据为例，采
用ＰＰ方法计算了所有ＧＳ卫星的Ｐ－１码偏差，与欧洲定轨中心提供的Ｐ一１码偏差ＰＰ１Ｃ并１ｃ进行了比较，结果表明：四个站估计的Ｐ一１偏差精度均可达到几个厘米。一个月的计算结１Ｃ码果表明：星的Ｐ一ｌ码偏差在一个月内变化平缓。卫１Ｃ
ｂｔＤｅｅｍｉａｉｎｉｒｐ，ＯＤＥ）自１５ＳｉｔｒｎｔＥｕｏｅＣｏｎ０７ＧＰ
式中：Ｐｃ

GPS非差相位精密单点定位技术探讨

第27卷第3期武汉大学学报・信息科学版Vol.27No.3 2002年6月G eomatics and Information Science of Wuhan University J une2002文章编号:1000-050X(2002)03-0234-07文献标识码:AGPS非差相位精密单点定位技术探讨刘经南1　叶世榕2(1　武汉大学校长办公室,武汉市珞珈山,430072)(2　武汉大学GPS工程技术研究中心,武汉市珞喻路129号,430079)摘　要:探讨了精密单点定位的基本原理、处理方法、所涉及的误差改正及数据处理中的一些关键技术;采用直接内插IGS卫星精密星历的方法代替利用IGS跟踪站进行轨道精化方法计算卫星轨道参数,对现有精密单点定位计算方法进行了简化,使之更具有实用性。

最后利用自主研发的精密非差单点定位软件计算和分析了实测数据。

计算结果表明,经过大约15min的初始化后,非差相位单历元的定位结果精确度在X、Y、Z方向上均优于20cm。

关键词:GPS;精密单点定位;非差相位定位中图法分类号:P228.41 在过去的10年里,GPS技术在大地测量领域得到广泛应用,从全球板块地壳运动监测、区域性的高等级控制网、城市差分连续运行系统到小范围的建筑物变形监测,GPS都扮演着重要的角色。

在这些应用中,一般都采用GPS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、卫星钟差等公共误差及削弱对流层延迟、电离层延迟等相关性强的误差影响,来达到提高精度的目的。

这种作业方式无需考虑复杂的误差模型,具有解算模型简单、定位精度高等优势。

但也存在一些不足,如作业时至少有一台接收机置于已知站上观测,影响了作业效率,提高了作业成本。

另外,随着距离的增加,对流层延迟、电离层延迟等误差的相关性减弱,必须相应地延长观测时间,才能达到预期精度。

是否有新的作业方式,能克服GPS相对定位的这些缺点呢?1997年,美国喷气推进实验室(J PL)的Zumbeger等人提出了一种有效的解决方案,即非差精密单点定位方法。

精密单点定位技术在位置确定中的应用

精密单点定位技术在位置确定中的应用作者：蒋骏来源：《消费导刊》2017年第08期摘要：本文讨论了精密单点定位的关键技术与实现方法，针对精密单点定位可以采用一台接收机实现的优势，分析其在位置确定过程中的精度和所需要的时间，以指导其在工程的应用。

数据结果表明：随着观测时间的不断增加，精密单点定位对应的精度有所提高，30分钟观测99%的解算在平面和高程方向能达到厘米级别；1小时观测100%的解算能达到厘米级，这对于工程实践具有重要的指导。

关键词：精密单点定位定位精度工程应用前言精密单点定位是采用IGS的最终轨道和钟差，进行单站定位的理论方法，由于受轨道和钟差产品发布时间的限制，一般要延迟13天的时间才能进行数据解算。

自从Zumberge等人1997年提出到现在经过了10多年的发展，解算方法已经比较成熟。

其作业方式简单、独立，可直接得到高精度的测站绝对坐标，因此其在坐标框架维持、地球动力学研究及低轨卫星定轨、导航定位、地震、大气科学、气象研究等领域都有不可估量的应用前景。

国内外学者在该方面进行了许多研究。

本文在基本理论基础上分析传统定位精密单点定位的静态定位精度，相应研究可以更好的指导精密单点定位在测量工程中的应用。

一、数学模型精密单点定位的传统模型，是采用双频GPS伪距和载波相位观测值的无电离层组合来构成观测模型的，该组合消除了电离层延迟一阶项对定位的影响。

则无电离层组合表示如下：二、数据分析为了分析精密单点定位的性能，以及对应的精度以指导其在工程中的应用，在此研究过程中，采用了不同接收机类型、不同观测时间进行静态模式数据处理。

采用的测站坐标及对应信息如下表1：表1.测站信息数据处理过程中，对不同观测时间对应的解算结果进行了统计。

精密单点定位的静态和动态定位精度，相应研究可以更好的指导精密单点定位在过程中的应用。

对2012年第245天观测数据进行了处理。

处理策略有三种，第一种把各个站的24小时观测数据平均分成48个时段；第二种，把各个站的24小时观测数据平均分成24个时段；第三种，把各个站的24小时数据当成一个时段，分别研究对应的结果。

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Ｊｕｎ．，２０１３
精密单点定位的数学模型选择
鲍建宽，陈伟荣。，高成发。
（１．黑龙江工程学院测绘工程学院，黑龙江哈尔滨１５００５０；２．东南大学测绘工程系，江苏南京２１００９６）
Ｓｅｌｅｃｔｉｎｇｔｈｅｍａｔｈｅｍａｔｉｃｍｏｄｅｌｓｆｏｒｐｒｅｃｉｓｅｐｏｉｎｔｐｏｓｉｔｉｏｎｉｎｇ
ＢＡＯＪｉａｎ－ｋｕａｎ，ＣＨＥＮＷｅｉ — ｒｏｎｇ。，ＧＡＯＣｈｅｎｇ — ｆａ。
摘
要：ＧＰＳ精密单点定位技术常用的数学模型是非差模型。在分析常用的３种模型基础上，引入观测方程的差分
模型。通过理论分析与实例比较，得到各种差分方法在精度与实时性方面的优缺点，并根据比较结果设计出一种新
ｃｏｍｐａｒｉｓｏｎｒｅｓｕｌｔ，ａｎｅｗｄｉｆｆｅｒｅｎｃｅｍｏｄｅｌｉｓｄｅｓｉｇｎｅｄ，ｗｈｉｃｈｉｓｃｏｍｂｉｎｅｄｂｙｄｏｕｂｌｅ — ｄｉｆｆｅｒｅｎｃｅａｎｄｓｉｎｇｌｅ —
第２７卷第２期
２０１３年６月
黑
龙
江
工
程
学
院
学报（自然科学２
ｏｆＴｅｃｈｎｏｌｏｇｙＪｏｕｒｎａｌｏｆＨｅｉｌｏｎｇｊｉａｎｇＩｎｓｔｉｔｕｔｅ
（１．Ｃｏｌｌｅｇｅｏｆ－ＭａｐｐｉｎｇａｎｄＳｕｒｖｅｙｉｎｇＥｎｇｉｎｅｅｒｉｎｇ，ＨｅｌｌｏｒｉａｎｇＩｎｓｉｔｕｔｅｏｆＴｅｃｈｎｏｌｏｇｙ，Ｈａｒｂｉｎ１５００５０，Ｃｈｉｎａ．２．Ｄｅｐｔ．ｏｆ
的差分模型，即二次差——一次差组合模型。试验表明，对比非差模型，新的差分模型的计算收敛速度明显加快，提
高幅度约３Ｏ。
关键词：ＧＰＳ精密单点定位；数学模型；差分模型
中图分类号：Ｐ２２８．４文献标志码：Ａ文章编号：１６７１４６７９（２０１３）０２ — ０００１０４
ＧＰＳ技术为测量定位带来了巨大的进步，目前
理单机静态观测数据时取得了厘米级的定位结果。
ｄｉｆｆｅｒｅｎｃｅｓｏｌｕｔｉｏｎｓ．Ｔｈｅｅｍｐｉｒｉｃａｌｒｅｓｕｌｔｓｓｈｏｗｔｈａｔｔｈｉｓｎｅｗｍｏｄｅｌｏｂｖｉｏｕｓｌｙａｃｃｅｌｅｒａｔｅｓｔｈｅｃｏｎｖｅｒｇｅｎｃｅｔｉｍｅｒａｔｈｅｒｔｈａｎｎｏｎ－ｄｉｆｆｅｒｅｎｃｅｍｏｄｅｌ，ｗｈｉｃｈｃａｎｂｅｉｎｃｒｅａｓｅｄｕｐｔｏ３０．Ｋｅｙｗｏｒｄｓ：ＧＰＳｐｒｅｃｉｓｅｐｏｉｎｔｐｏｓｉｔｉｏｎｉｎｇ；ｍａｔｈｅｍａｔｉｃａｌｍｏｄｅｌ；ｄｉｆｆｅｒｅｎｃｅｍｏｄｅｌ
ＳｕｒｖｅｙＥｎｇｉｎｅｅｒｉｎｇ，ＳｏｕｔｈｅａｓｔＵｎｉｖｅｒｓｉｔｙ，Ｎａｎｊｉｎｇ２１００９６，Ｃｈｉｎａ）Ａｂｓｔｒａｃｔ：ＩｎＧＰＳｐｒｅｃｉｓｅｐｏｉｎｔｐｏｓｉｔｉｏｎｉｎｇ，ｎｏｎ — ｄｉｆｆｅｒｅｎｃｅｍｏｄｅｌｉｓｃｏｍｍｏｎｌｙｕｓｅｄ．Ｔｈｒｅｅｃｏｍｍｏｎｍｏｄｅｌｓａｒｅａｎａｌｙｚｅｄ．Ａｎｄｏｎｔｈｉｓｂａｓｉｓ，ｄｉｆｆｅｒｅｎｃｅｍｏｄｅｌｓｏｆｏｂｓｅｒｖａｔｉｏｎｓａｒｅａｄｖａｎｃｅｄ．Ｔｈｒｏｕｇｈｔｈｅｏｒｅｔｉｃａ１ａｎａｌｙｓｉｓａｎｄｃｏｍｐａｒｉｓｏｎ，ａｄｖａｎｔａｇｅｓａｎｄｄｉｓａｄｖａｎｔａｇｅｓｏｆｅａｃｈｍｏｄｅｌｈａｖｅｂｅｅｎｆｏｕｎｄ．Ｂａｓｅｄｏｎ