GPS精密单点定位精度分析与应用
精密单点定位技术的相关理论与应用
12
工作组（Working Groups）
3.电离层工作组
目的：发展全球性和区域性的电离层延迟图 目前，CODE和NGS发布格式为IONEX的电离层产品。 IONEX格式示例
LATITUDE BAND COVERED MINIMUM LATITUDE (DEGREES) MAXIMUM LATITUDE (DEGREES) ADDITIONAL INFORMATION NUMBER OF CONTRIBUTING STATIONS NUMBER OF CONTRIBUTING SATELLITES ELEVATION CUT-OFF ANGLE (DEGREES) MAXIMUM TEC AND ITS RMS ERROR (TECU) COMMENT / WARNING COEFFICIENTS DEGREE ORDER VALUE (TECU) RMS (TECU) 0 0 12.96054650 0.0340 1 0 -2.68840669 0.0312 1 1 5.01878198 0.0344 1 -1 3.30707632 0.0313 2 0 -3.71365092 0.0321 2 1 -0.68308873 0.0313 2 -1 -0.38465300 0.0293 2 2 1.73454196 0.0329 : : -89.59 89.04
IGS共有7个分析中心：
CODE： 瑞士伯尔尼大学的欧洲定轨中心 (http://www.aiub.unibe.ch) NRCan：加拿大自然资源部的大地资源分局 GFZ： ESA： 德国地学中心 (http://www.gfz-postdam.de) 欧洲空间工作中心(http://nng.esoc.esa.de)
中央局（)
精密单点定位技术的应用研究
精密单点定位技术的应用研究
摘要
精密单点定位技术是一种利用多普勒效应来定位和导航的技术。
它利用一种可靠的接收机，可以在远程接收GPS系统的信号并将其转换为实时位置，从而获得精确的定位和导航信息。
它可以提供更精确的定位和导航信息，为用户提供更精确的定位结果。
本文综述了现代精密单点定位技术在多个领域的应用，这些领域包括：海洋科学/防浪应用、林业应用、军事方面的应用、航空应用以及未来的应用等。
针对这些应用，进行了技术分析和技术发展预测。
本文结合实际情况，探讨了精密单点定位技术的发展趋势，以及如何发挥其在实际应用中的最大价值。
关键词：精密单点定位；多普勒效应；海洋科学；林业；航空
Research on the Application of Precision Single Point Positioning Technology
Abstract。
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。
GPS精密单点定位(PPP)技术精度分析研究
GPS精密单点定位（PPP）技术精度分析研究介绍了精密单点定位技术的定位原理，分析了对其定位精度影响的误差源，应用TriP（1.0）软件对IGS观测站进行数据处理，得出了其定位精度可靠性。
标签：精密单点定位（PPP）原理分析精度可靠性分析1绪论精密单点定位（Precise Point Positioning，PPP）技术由美国喷气推进实验室（JPL）的Zumberge 于1997年提出。
该技术的思路非常简单，在GPS定位中，主要的误差来源于三类，即轨道误差、卫星钟差和电离层延时。
如果采用双频接收机，可以利用LC相位组合，消除电离层延时的影响。
如果选择地心地固系表示卫星轨道，计算的参考框架同为地心地固系，可以消去观测方程中的地球自转参数。
本文应用武汉大学研制的TriP（1.0）软件，通过对IGS提供的GPS 原始观测数据进行数据处理，解算出时间系列，通过对其进行分析，得出了其定位的精度可靠性。
2精密单点定位技术的定位原理精密单点定位技术（PPP）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。
在精密单点定位中，一般是利用IGS的精密卫星钟差估计值消去卫星钟差项，并且采用双频观测值消除电离层影响，其观测值误差方程如下：式中：A为相应的设计矩阵，L（i）为相应的观测值减去概略理论计算值得到的常数项，X（i）为待估计参数，其中x、y、z为三维位置参数，δt 为接收机钟差参数、δρzd为对流层延迟参数、Nj为整周未知数参数。
利用上述推导的观测模型，即可采用卡尔曼滤波的方法或最小二乘法进行非差精密单点定位计算，在解算时，位置参数在静态情况下可以作为常未知数处理；在发生周跳的情况下，整周未知数当作一个新的常数参数进行处理；对流层影响选用Saastamonen 或其他模型改正，再利用随机游走的方法估计其残余影响。
单次定位技术在测量中的应用及精度分析
单次定位技术在测量中的应用及精度分析引言随着科技的发展，定位技术在现代测量中的应用越来越广泛。
单次定位技术作为一种高精度的测量方法，在测绘、导航、环境监测等领域发挥着重要作用。
本文将探讨单次定位技术在测量中的应用，并对其精度进行分析。
一、单次定位技术的原理和应用1.1 单次定位技术的原理单次定位技术是通过接收一次测量信号来确定目标的位置。
它利用卫星导航系统（如GPS、北斗等）发射的信号，通过接收机接收并处理信号，得到目标的位置信息。
单次定位技术具有定位速度快、使用方便、定位精度高等优点。
1.2 单次定位技术在测绘中的应用单次定位技术在测绘中起到了至关重要的作用。
利用单次定位技术，可以对地球上的各种地理要素进行测量和定位。
例如，利用GPS技术可以对地形地貌进行测绘，制作出高精度的地图。
单次定位技术还可以在工程测量、土地测量等领域中得到广泛应用。
1.3 单次定位技术在导航中的应用单次定位技术在导航系统中也起到了重要的作用。
通过接收卫星导航系统发射的信号，利用单次定位技术可以确定导航目标的位置信息，并实现导航功能。
例如，人们在使用导航仪、手机导航等设备时，就是通过单次定位技术确定自己所处的位置，以获取导航信息。
1.4 单次定位技术在环境监测中的应用单次定位技术在环境监测中也有着广泛的应用。
例如，通过单次定位技术可以实时监测气象信息，如温度、湿度、风速等。
在环境监测领域中，利用单次定位技术可以对灾害地区进行精确定位，为应急救援提供重要的参考信息。
二、单次定位技术的精度分析2.1 卫星信号误差对精度的影响在单次定位技术中，卫星信号的误差是影响定位精度的一个重要因素。
卫星信号由于在空中传播中受到大气湿度、电离层扰动、多路径效应等因素的影响，会引起信号的延时、折射等问题，从而导致定位误差。
因此，在精度分析中，需要充分考虑卫星信号误差的影响。
2.2 接收机性能对精度的影响接收机的性能也是影响单次定位技术精度的重要因素。
GPS精密单点定位技术初探
GPS精密单点定位技术初探摘要：本文简单介绍了GPS精密单点定位的技术原理、定位精度及应用情况，同时对精密单点定位（PPP）和RTK的各项技术参数进行了初步的对比分析。
关键词：GPS；精密单点定位；原理；精度1 引言GPS自投入使用以来，其相对定位方式的研究发展迅速，从最先的码相对定位到现在的RTK，使GPS的定位精度不断升高；而绝对定位(即单点定位)的发展则相对缓慢。
随着我国海洋战略的实施、区域或全球性的科学考察等活动日益增加，对定位的精度也提出了新的要求，往往要求达到十几或几十厘米的定位精度。
采用伪距差分定位只能提供米级的定位精度；使用RTK技术，作用距离又达不到；对于这部分定位需求，则需要寻求一种新的定位方式或技术。
2 精密单点定位技术2.1 精密单点定位的思路精密单点定位(Precise Point Positioning，PPP)技术由美国喷气推进实验室(JPL) 的Zumberge于1997年提出。
该技术的思路非常简单，在GPS定位中，主要的误差来源于三类，即轨道误差、卫星钟差和电离层延时。
如果采用双频接收机，可以利用LC相位组合，来消除电离层延时的影响。
只要给定卫星的轨道和精密钟差，采用精密的观测模型，就能像伪距一样，单站计算出接收机的精确位置、模糊度以及对流层延时参数。
2.2 PPP的误差改正有别于双差定位模式，非差观测模型是描述非差观测值与其它物理影响因素的函数关系，因此需要精确估计3类误差源的影响：①与测站相关；②与卫星相关；③与信号传播路径相关。
2.2.1 与测站相关的误差改正①接收机钟差。
以接收机钟差及其变化量作为待定参数，并认为各历元之间是相互独立的，看成一种白噪声，和测站位置、速度一起进行估计计算。
②地球固体潮改正。
地球固体潮改正由和纬度相关的长期项与周期项组成。
PPP利用单天解消除周期性误差后的残差影响在水平方向可达5cm，在垂直方向可达12cm，还需利用模型加以改正。
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
GPS单点定位精度分析
GPS单点定位精度分析GPS单点定位精度分析摘要：GPS单点定位因其体积小灵敏度高等优势在旅游、测绘等众多领域得到了广泛的应用，但测量精度低是其进一步推广的瓶颈。
本文对GPS单点定位时，误差经过多长时间才会稳定在一个较小的范围内进行了研究。
关键词：GPS单点定位；手持GPS接收机；等精度观测值的最或然值人们在GPS应用过程中，一般都会采用相对定位的作业方式，以便于通过组差消除接收机钟差、卫星钟差等公共误差以及削弱对流层延迟、电离层延迟等相关性比较强的误差影响，以达到提高精度的目的。
这种作业方式不需要考虑复杂的误差模型，具有定位精度高、解算模型简单等优势，但也有不足之处，比如作业时必须有两台以上的接收机，其中至少需要一台放在已知站点上观测，这样就影响了作业效率，增加了作业的成本。
除此之外，随着距离的增加，电离层延迟、对流层延迟等误差相关性减弱，这样只有延长观测的时间，才能达到预期的效果和精度。
因此，许多研究人员已经开始对单点定位进行研究。
1数据采集本次实验所采用的工具为GARMINlegend传奇手持GPS接收机。
选择四周空旷，易于接收GPS的信号的实验场地，可以减少多路径误差的影响。
本次实验的时间选在5月11日、5月13日、5月15日、5月17日、5月19日这5天下午15：00-16：00，实验日期的天气都是晴天少云，有助于提高GPS定位的精度。
特征点选取后，在五天内利用手持GPS接收机，每天下午15：00-16：00对特征点进行1小时的连续观测。
2数据处理由于条件的限制，没能得到特征点的真实坐标，由此只能用数学方法以求出特征点的平均坐标，这里使用最或然值法求特征点的坐标，即把手持GPS 接收机测得的特征点的坐标依次记录，并算出特征点的这些测量结果的经度最或然值、纬度最或然值和海拔高度最或然值。
为更好的提高GPS单点定位的精度，可以采取外部数据的处理方法即定位数据后处理的方法来提高手持GPS的定位精度。
- 1、下载文档前请自行甄别文档内容的完整性，平台不提供额外的编辑、内容补充、找答案等附加服务。
- 2、"仅部分预览"的文档,不可在线预览部分如存在完整性等问题,可反馈申请退款(可完整预览的文档不适用该条件!)。
- 3、如文档侵犯您的权益，请联系客服反馈,我们会尽快为您处理(人工客服工作时间：9:00-18:30)。
２ 数 据 处 理 流 程
为更 好符 合生 产 实 际情 况 ， 数 据 处 理 以 ＧＰ Ｓ
接 收机原 始 观测值 作 为对 象 ， 按 图 １流程 进行 ：
控制 点 Ｇ Ｐ ｓ 观 测 数 据ｌ 讣 ￣ － Ｇ Ｐ Ｓ Ｎ、 周 天 ｌ Ｉ Ｉ Ｉ数 据预处理 精密星历、 钟差下载ｌ Ｉ ｛
（ Ｐ ｒ ｅ ｃ ｉ ｓ ｅ Ｐ ｏ ｉ ｎ ｔ Ｐ ｏ ｓ ｉ ｔ ｉ ｏ ｎ ｉ ｎ ｇ ， 简称 Ｐ Ｐ Ｐ ） 是 利 用 高
精度 的 ＧＰ Ｓ卫 星 星历 和卫 星钟 差 以及 单 台接 收 机 的双频 载 波相 位观 测 值 进 行 定 位 ， 其 具 有 可单 机作 业 、 机动灵活、 低成本 、 高效率 ， 可 直 接 获 得
Ｎａ ｖ ｉ Ｐ。 精 度
—
［ 文献标识码］ Ｂ
［ 文章 编 号 ］ １ ０ ０ ７ －３ ０ ０ ０ （ ２ ０ １ ３ ） ０ ５ —３
传统 的 ＧＰ Ｓ技 术 应 用 一般 都 采 用 相对 定 位
的作 业方 式 ， 这种作业方式存 在一些不 足， 如 作
业 时必须 至 少 有 １台 接 收 机 安 置 于 已知 点 上 观
～
数 据 用 Ｎａ ｖ ｉＰ 。 软 件 进 行 单 点 定 位 试 验 。从 内符 合 和 外 符 合 两 个 方 面分 析 出 Ｇ Ｐ Ｓ单 点 定位 的 精 度 ， 并提 出
—
精 密单 点 定位 应 用 于 生 产 中的 建议 。
［ 关键词］ Ｇ Ｐ Ｓ 精 密单 点定位
［ 中图分类号］ Ｐ ２ ２ ８ ． ４
中误 差 Ｍ＾：±０ ． Ｏ １ ８ ｍ。
１ 数 据 处 理 软 件 及 数 据 源 基 本情 况
Ｎａ ｖｉ
—
Ｐ。 精 密 单 点 定 位 软 件 是 由武 汉 大 学
卫 星导航 定位 技 术 研 究 中心 研 发 ＧＰ Ｓ单 点定 位 数据 处 理 软 件 。对 于 经 过 数 据 预处 理 的单 台 双 频Ｇ Ｐ Ｓ接 收机 的观测 数 据 ， 使用 Ｉ Ｇ Ｓ精密 卫 星星 历 和精密 卫星 钟 差 ， 修 正 电 离层 、 对 流层 、 接 收 机 钟差 等误 差 ， 得到单点 Ｉ Ｔ ＲＦ框 架 ＷＧＳ 一８ ４坐
Ｉ Ｔ ＲＦ框架 下 的三 维坐 标 等优 点 ］ 。本 文 通 过试
验 总结 出精 密单 点 定 位 软 件 数 据 处 理 的方 法 和 流程 并检 验 出 ＧＰ Ｓ精 密单 点定 位 的精度 ， 为Ｇ Ｐ Ｓ 精密 单 点定位 技术 应用 于生 产提 供 了依据 。
得１ ９ ８ ５国家 高程 系统下 的 正常高 。 上述 观测 成果 经 网平 差 和外 部检 核 ， 控 制 点
８ ０
・
北京测 绘 ・
２ ０ １ ３年 第 ５期
பைடு நூலகம்
Ｇ Ｐ Ｓ精 密单点定位精度分析 与应 用
赵 彦刚 党 军 勇
（ 国家测绘地理信息局第二地形测量 队， 陕西 西安 ７ １ ０ ０ ５ ４ ）
［ 摘 要 ］ 本 文 介 绍 了 精 密 单 点 定 位 优 势 及 精 密 单 点 定 位 计 算 软 件一 Ｎ口 Ｐ 。。然 后 结 合 已 有 Ｇ Ｐ Ｓ
间联 测 了 Ｉ ＴＲ Ｆ ９ ７框 架 ， ２ ０ ０ ０ ． ０历 元 的 ＧＰ Ｓ Ａ、
测， 这样 不仅 影 响 了作 业 效 率 ， 也 增 加 了作 业 成
本， 更 重 要 的是 在 没 有 已知 点 的地 区无 法 获得 定
位点 准 确 的 ＷＧＳ一 ８ ４ 坐 标 。 精 密 单 点 定 位
标 系统 的定位 结果 。 本 次试 验使 用 的 ＧＰ Ｓ数 据源 为某 省“ 地震 灾 区１ ： ２ ０ ０ ０数 字 正 射 影 像 地 图 生 产 ” 外 业 控 制 Ｇ Ｐ Ｓ测 量 成 果 。该 成 果 使 用 Ｔ ｒ ｉ ｍｂ ｌ ｅ ５ ７ ０ ０双 频 Ｇ Ｐ Ｓ接 收机 进行 相对 静 态 观测 ， 起 算 点 观 测 时 间 大于 ６ ０分 钟 ， 其 它 控制点 在 ３ ０ ￣４ ５分 钟之 间 ； 其
Ｂ 、 Ｃ级大 地点 ３ 个 。经过 基 线 解算 、 Ｇ Ｐ Ｓ网平 差 得到 观 测 点 位 的 ＷＧＳ 一８ ４坐 标 系坐 标 与 ２ ０ ０ ０ 国家 大地 坐标 系坐 标［ ２ ］ 。高程采 用省 似 大地水 准
面模 型 ， 通 过平 差后 的 ＷＧＳ 一８ ４坐 标 系 坐标 ， 求
［ 作者简 介］ 赵彦 刚（ １ ９ ８ ５ 一） ， 男， 汉族 ， 陕西铜川人 ， 大学本科 ， 助理工程师 ， 主要从事航测 内外业工作 。
２ ０ １ ３ 年第 ５ 期
・ 北京测 绘 ・
８ １
（ １ ） 数据预处理 与格式转换 ： 将 观 测 数 据 导 入 ＴＧＯ软 件 ， 剔 除 周跳 等不 正 常观 测 数据 ； 检 查 合格 后 的 观 测 数 据 ， 经 ＴＧＯ 软 件 转 换 为 标 准
Ｒ Ｉ ＮＥ Ｘ格 式 ；
单点 定位计 算 出 的 ｗＧＳ 一８ ４大地 坐 标按 高 斯一
精度 为 ： ＷＧＳ～ ８ ４ 坐 标 系 坐 标 点 位 中 误 差
±１ ． ６ ９ ｃ ｍ， ２ ０ ０ ０国家大 地坐 标 系坐标 点位 中误 差 ±０ ． ９ ４ ｃ ｍ。拟 合 后 高 程 经 外 部 检 核 ， 高 程 较 差 Ｈ 一 一０ ． ０ ０ １ ｍ； Ｈ… 一 一０ ． ０ ２ ５ ｍ， 点 位 高 程
Ｎａ ｖ ｉ
＿
Ｐ 。 计 算 摔 制 点 ｗ Ｇ ｓ 一 ８ ４ 地 理 坐 标Ｈ 计 算 ２ ０ ０ ０ 国 家 大 地 坐 标 系 平 面 坐 标
『
ｃ Ｉ Ｑ Ｇ ２ ０ Ｏ ｏ 格嘲 模型 内 插ｌ ９ ８ ５ 正 常 高Ｉ
图 １ 数 据 处 理 流 程
［ 收 稿 日期 ］ ２ ０ １ ３ 一Ｏ ４ —１ ８