精密单点定位技术及其应用_图文(精)
单点定位
数据预处理阶段首先进行钟跳探测与修复，避免将接收机钟跳引起的观测值跳变误判为周跳，然后联合使用 GF与MW组合探测周跳。使用扩展卡尔曼滤波（EKF）进行参数估计，并通过对验后残差进行分析，采用改进的 IGGIII抗差估计方案进行质量控制。
BDS/GPS PPP试验及结果分析为了评价BDS PPP的定位性能，选取了March 2015Vol．44No．3AGCS ： ∥xb．sinomaps．com8个测站2013年DOY264—270共7d的BDS/GPS双系统GNSS观测数据，分别进行静态和动态 PPP试验。试验数据来源于IGS的MGEX（muti－GNSS experiment）观测，所选测站信息如表2所示，CUAA、 CUBB以及CUT1－CUT3均分布在Curtin大学里面，GMSD和NNOR分别位于日本和澳大利亚，REUN站位于南非附近。 作为对比，对各测站同时进行GPS PPP解算，并以其静态单天解作为各测站坐标参考真值。
整体上而言，BDS PPP收敛后的定位精度要略低于GPS。这主要是由于当前BDS的MEO卫星数较少，卫星分布 及定位的几何图形结构比GPS差一些，且轨道和钟差产品精度相对较低，导致其PPP定位精度要略低于GPS，动态 精度的差别更为明显，这是因为静态结果统计是对各时段收敛后最后一个历元的定位偏差计算RMS，而动态结果 统计是从各时段的收敛时刻开始对偏差序列计算RMS。
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（)
GPS精密单点定位技术 PPP
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
第6章 单点定位
• 单位权中误差，其受伪距测量精度、星历精度及大气延迟 影响；
• 对应的协因数矩阵，它由卫星的空间几何分布决定
6.1 伪距单点定位
协因数矩阵中各个元素反映了在特定的卫星空间几何分布 下，不同参数的定位精度及其相关性信息。因此，利用这些信 息即可描述卫星空间几何分布对定位精度影响的精度因子: 常用的精度因子有： （1）几何精度因子（Geometric Dilution of Precision, GPOP）
式中 ， Qx
qYX
qYY
qYZ
R
sin L0
cos L0
0
为坐标转换矩阵，
qZX qZY qZZ
cos B0 cos L0 cos B0 sin L0 sin B0
B0和L0分别为对应的大地纬度和大地经度。
6.1 伪距单点定位
由此可得到另两个常用的精度因子 （4）水平精度因子（Horizontal Dilution of Precision, GPOP）
23934824.154
23978631.5766+43
822.577
24181945.803 24298916.7595+116 967.755
22957572.280 22965399.9529+7 834.145
22385541.968 22355209.7858 30 330.506
ni
1
VX VY
VZ
=i
i0
+cV t
i
S
Ii Ti i
cVtR
若接收机同时接收n（ n ≥4）颗卫星，则上式可写为：
6.1 伪距单点定位
l1
l2
l3
精密单点定位技术在IMU／GPS辅助航空测量中的应用研究
精密单点定位技术在IMU／GPS辅助航空测量中的应用研究[摘要] 简单的介绍精密单点定位（PPP）和IMU/GPS辅助航空测量技术，并进行了利用精密单点定位技术进行IMU/GPS系统数据处理试验。
分析了精密单点定位技术的定位精度，IMU/PPP联合处理的精度，对结果进行了分析，总结了采用精密单点定位技术进行IMU/GPS辅助航空摄影测量的作业流程、精度情况和相对于常规IMU/DGPS辅助航空摄影测量作业的优点，为IMU/GPS辅助航空测量时外业地面工作提出一种新方案。
[关键词] 精密单点定位技术（PPP）IMU/GPS辅助航空测量精度分析1.引言目前IMU/GPS辅助航空摄影测量技术中，GPS的数据处理主要采用差分GPS（DGPS）方法。
DGPS技术不需要考虑复杂的误差模型，解算模型简单、待估参数少、定位精度高，因此被广泛应用在IMU/GPS辅助航空摄影中。
其不足之处在于：作业时至少一台接收机置于基准站上进行连续观测，不仅影响了作业效率，还增加人力、物力和财力的投入；随着用户与基站距离的增加，对流层延迟、电离层延迟等误差的相关性减弱，其精度降低。
随着IGS精密星历和精密钟差精度的不断提高,近些年发展起来的精密单点定位PPP(Precise Point Positioning)技术已成为GPS的一个热点。
精密单点定位实现了用户仅使用单台GPS接收机就可以精确确定点位位置，采用该技术可改变传统的GPS静态相对定位作业模式，大大的提高工作效率。
随着接收机性能的不断改善，载波相位精度不断提高，以及大气改正模型和改正方法不断深入，精密单点定位技术的出现，为IMU/GPS辅助航空摄影提供了新的解决方案。
笔者对精密单点定位技术在IMU/GPS辅助航空测量中的应用进行了大量的研究。
通过试验表明，该方法简单高效、精度可靠，无需架设地面基站，作业时不受距离限制，可以大量的节约成本；能够很好的解决IMU/GPS辅助航空摄影作业时费时费力布设地面基站工作这一问题。
工程测量中的精密单点定位技术分析
工程测量中的精密单点定位技术分析摘要：精密单点定位（PPP）是一种可以精确地测定观测点位置的定位方法，在工程测量方面应用比较广泛。
本文根据笔者多年工作实践，对控制测量工程中的精密单点定位技术的应用进行分析，供同行借鉴参考。
关键词：测量工程；精密单点；定位技术前言精密单点定位技术较于传统的定位技术灵活及精度高等特点，能够的有效解决首级控制网坐标问题。
其原理是应用IGS地面跟踪站的GNSS观测数据计算出卫星轨道和卫星钟差，在卫星定位测量中主要的误差在于轨道误差、卫星钟差和电离层延时，这些误差均可以精确的数学模型进行改正。
而IGS目前提供的卫星钟差精度已优于0.02 纳秒，卫星轨道精度可达2～3 cm，此精度的卫星钟差和轨道，可以保证精密单点定位解算获得厘米级精度。
一、精密单点定位技术数据的处理及精度的确定（1）外业观测采用单台GNSS双频接收机进行外业观测，选取控制网中一个点进行观测，最少观测一个时段，时段长度可选6～12h，也可与控制网中其它点一起进行同步观测。
（2）数据处理精密单点定位的数据处理主要有两种方式：一是单机版精密单点定位软件解算；二是网络在线提供PPP定位解算服务。
数据处理步骤一般有数据准备观测数据转为Rinex格式，下载精密星历和钟差文件；然后进行数据预处理，包括粗差剔除、周跳的探测及修复、相位平滑伪距、近似位置坐标计算、初始整周模糊度的确定等；并进行各项误差的改正，包括对流层、天线相位中心、相对论效应、固体潮等；观测模型、随机模型的建立，进行参数估计，选择IGS站点解算出观测点的坐标成果。
在对数据进行采集与处理时需要注意以下几个方面：①仪器选取及设置虽然很多学者专家已经对单频接收机用于精密单点定位测量的精度做了较高的评价，但是在工程运用上，存在着很多不稳定的因素，单频接收机数据解算的精度不是很可靠，一般选用双频且可靠性能比较高的接收机，在高度角、采样率等设置上要根据实际情况而定，一般采用的高度角为100，采样率为1～15s的设置，特别需要注意仪器天线高的设置。
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。
精密单点定位技术的应用浅析
精密单点定位技术的应用浅析1.前言近年来，我国对于航空动态的测量在GPS定位中主要是通过双差模型进行基于OTF等方法进行动态基线的处理，因此，地面上所设定的GPS基准站主要是能够在进行航空测量时保障动态基线解算可以提供精确性以及可靠性。
我国地区类型复杂且地域辽阔，进行大范围的航空动态测量使得财力、人力、物力等的投入的增大是必然的，而对于地面基准站的建设也是相当有难度的。
随着钟差产品精度以及IGS轨道产品技术的不断提升，精密单点定位技术的应用越来越受关注，为将来航空动态定位提供了新型且有效的解决路径[1]。
2.精密单点定位技术在航空测量中的实例精密单点定位技术中的TriP软件是通过Visual C+ +编程所实现的算法软件，它具有动态定位以及后处理静态定位的功能。
下面将引用TriP软件对格陵兰地区使用航空Lidar测量以及航空重力所收集的关于动态GPS数据进行精密单点定位技术计算的实例进行探讨：首先，于2004年7月1日上午由冰岛飞往苏格兰的航班从上午七点四十分起飞至十一点三十分降落，整个飞行总花时为三个小时五十分钟，两地的距离大概有八百四十公里，飞机上配置了包含备份使用的两套GPS接收机天线，并且安装了航空Lidar测量设备、航空重力仪以及惯性导航设备，而GPS采用1S的数据。
航线的中间以及两端分别设定有3个地面基准站，都是用作双差动态定位的解算，同时，精密动态单点定位技术还使用了卫星钟差产品以及JPL提供的轨道产品。
3.精密动态单点定位的分析参数估计的模型精度以及内符合精度都是根据使用观测值进行验后残差所计算得出的RMS值的大小来评价，若模型精度较高且所对应的残差RMS值较小则表明观测值的验后残差较小。
飞行期间通过精密动态单点定位所计算出观测值的验后残差，而小部分的几颗卫星记录里面的验后残差都超过了5厘米左右，且在对应历元时刻卫星的高度都低于15。
TriP软件的定位解算是根据高角度对观测值进行了加权处理，但事实上高度角卫星的观测值对定位解算的作用其实不大，为此，小部分的卫星的部分历元所产生的验后残差相对来说都比较大，但是根据验后残差所计算得到的每个历元的RMS值均优于大约2厘米左右，同时，内符合精度在使用精密动态单点定位技术的情况下可以达到几个厘米的水平。
精密单点定位技术方法
《GPS》培训班
主讲：张小红
3 精密单点定位数学模型
传统模型
双频码观测值无电离层组合观测方程
PIF = ρ − cdT + d trop + d m /( P1+ P 2 ) + ε PIF
cf1 N1 − cf2 N 2 Φ IF = ρ − cdT + dtrop + + d m /(Φ ( L1 + L2 ) + ε Φ IF f12 − f 22
4、PPP误差改正模型
卫星姿态 卫星正常姿态 地影内姿态 用于 卫星天线相位中心偏差改正 相位缠绕改正 卫星硬件延迟 不同类型的码观测值之间 IGS发布
《GPS》培训班
主讲：张小红
4、PPP误差改正模型
电离层延迟误差（无电离层组合或 ION 产品） 对流层延迟误差 模型改正 (Saas.) 估计ZPD 估计水平梯度 接收机端硬件延迟(星间单差 / 浮点解) 接收机天线端误差 天线相位中心偏差和天线相位中心变化 (模型) 负荷潮汐 固体潮 大洋负荷潮 极潮 ...
《GPS》培训班
主讲：张小红
1 PPP技术产生的技术背景
SA关闭前后单点定位精度对比 (From the US Space Command (IGEB, 2000))
《GPS》培训班 主讲：张小红
1 PPP技术产生的技术背景
卫星轨道误差 电离层误差
对流层误差 多路径误差
相位定位中误差与距离的相关性
广域差分GPS
GPS基准站网 (数百公里或数千公里间距) 生成分类差分改正数 (轨道, 卫星钟,电离层) 用户利用差分改正数提高削弱定位误差 单机定位（用户端） 在网内不受作用距离限制 米级精度
(精密单点定位)
简介精密单点定位--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。
编辑本段精密单点定位基本原理GPS 精密单点定位一般采用单台双频GPS 接收机, 利用IGS 提供的精密星历和卫星钟差,基于载波相位观测值进行的高精度定位。
所解算出来的坐标和使用的IGS 精密星历的坐标框架即ITRF 框架系列一致, 而不是常用的WGS- 84 坐标系统下的坐标,因此IGS 精密星历与GPS 广播星历所对应的参考框架不同。
编辑本段密单点定位的主要误差及其改正模型在精密单点定位中, 影响其定位结果的主要的误差包括:与卫星有关的误差(卫星钟差、卫星轨道误差、相对论效应);与接收机和测站有关的误差(接收机钟差、接收机天线相位误差、地球潮汐、地球自转等);与信号传播有关的误差(对流层延迟误差、电离层延迟误差和多路径效应)。
由于精密单点定位没有使用双差分观测值, 所有很多的误差没有消除或削弱,所以必须组成各项误差估计方程来消除粗差。
有两种方法来解决:a.对于可以精确模型化的误差,采用模型改正。
b.对于不可以精确模型化的误差,加入参数估计或者使用组合观测值。
如双频观测值组合,消除电离层延迟;不同类型观测值的组合,不但消除电离层延迟,也消除了卫星钟差、接收机钟差;不同类型的单频观测值之间的线性组合消除了伪距测量的噪声,当然观测时间要足够的长,才能保证精度。