精密单点定位技术方法
当今和未来精密单点定位技术创新应用
当今和未来精密单点定位技术创新应用摘要：精密单点定位技术是当前研究热点。
本文首先介绍国内外精密单点定位测量发展现状；其次对精密单点定位原理和误差来源进行了分析，然后列举精密单点定位技术在具体领域中应用；最后对未来发展做了展望。
关键词：精密单点定位；误差；具体应用0引言GPS精密单点定位一直是一个热门话题，PPP需用户自己设置地面基准站、单机作业、定位不受作用距离的限制、作业机动灵活、成本低。
PPP一般采用非差观测模型，能同时精确估计测站在ITRF框架下的绝对坐标、接收机钟差以及绝对天顶对流层延迟及其水平梯度、信号传播路径上的电离层延迟等参数，与相对定位的双差模型相比，PPP在广域精密定位、地震监测、水汽反演和电离层监测等方面应用具有突出优势。
因此，PPP在低轨卫星定轨、精密授时、大气科学、地球动力学等诸多方面具有独特的应用价值。
1精密单点定位测量发展早在20世纪70年代初，Anderle首次提出利用固定已知的卫星轨道和多普勒卫星观测值信息来确定单站位置，并将这种定位方式命名为 Precise Point Positioning（PPP）。
Kouba利用消电离层组合模型，加入各种误差改正项，获得厘米级的精密单点定位精度。
JPL的Muellerschoen 等提出全球实时动态精密单点定位技术，利用非差双频载波相位观测值，在经过一段时间初始化后进行单历元实时动态精密单点定位。
实验结果表明，平面位置定位精度为10～20cm。
Colombo使用自主研发的PPP软件IT对动态精密单点定位的精度做了详细分析，该软件使用了卡尔曼滤波和平滑技术，获取了静态厘米级和动态优于10cm的定位精度，收敛时间为30min。
NAVCOM的Hatch提出了利用JPL实时定轨软件RTG实现全球RTK计划，其目标是实现水平方向 10cm定位精度的全球实时动态定位。
国内学者对精密单点定位技术也做了比较深入的研究。
武汉大学的叶世荣深入地探讨了非差参数估计模型、非差数据预处理、精密卫星钟差估计等关键问题，并且研发了GPS定位软件，其单天解算精度为纬度方向优于1cm，经度方向优于2cm，高程方向优于3cm；同时利用精密单点定位技术进行动态单点定位，其初始化时间大约是15min，单历元解算精度在3个方向上均优于20cm，大多数解的精度优于10cm；采用GPS精密星历和实时钟差计算出的实时动态精密单点定位的精度为40cm。
单点定位的基本原理
单点定位的基本原理在现代科技发展的背景下，我们可以看到越来越多的应用需要获取用户的位置信息。
而单点定位技术就是一种获取用户位置信息的基本原理。
通过单点定位，我们可以精确地确定一个点的经纬度坐标，从而实现定位服务。
单点定位的基本原理是通过多个基站或卫星的信号来确定一个点的位置。
下面我们来详细介绍单点定位的基本原理。
1. GPS定位GPS（Global Positioning System）是一种基于卫星的定位系统。
它由一组卫星、地面监控站和用户设备组成。
卫星以固定的轨道绕地球运行，每颗卫星通过无线电信号向地面用户设备广播时间和位置信息。
用户设备接收到至少三颗卫星的信号后，可以通过计算信号传播时间来确定自己的位置。
2. 基站定位基站定位是利用移动通信基站的信号强度来确定用户的位置。
移动通信基站会不断地向周围的设备发送信号，设备接收到信号后会返回一个响应信号。
基站可以根据信号的强度以及信号传播的时间来计算设备与基站之间的距离，进而确定设备的位置。
3. WiFi定位WiFi定位是通过扫描周围的WiFi信号来确定设备的位置。
每个WiFi路由器都有一个唯一的MAC地址，设备可以通过扫描周围的WiFi信号并获取到MAC地址和信号强度信息。
通过比较设备与不同WiFi路由器之间的信号强度，可以确定设备与不同路由器的距离，进而确定设备的位置。
4. 蜂窝定位蜂窝定位是利用移动通信网络中的蜂窝基站来确定设备的位置。
移动通信网络由多个蜂窝基站组成，每个蜂窝基站负责覆盖一个特定的区域。
设备可以通过检测周围蜂窝基站的信号强度和信号传播时间来计算自己与基站之间的距离，从而确定自己的位置。
以上就是单点定位的基本原理。
通过GPS、基站、WiFi和蜂窝等信号，我们可以确定设备的位置信息。
这些定位技术已经广泛应用于导航、物流、智能家居等领域，为我们的生活带来了便利。
同时，随着技术的不断进步和发展，单点定位的精确度也在不断提高，为用户提供更准确的位置信息。
精密单点定位技术的应用研究
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度进行较快速的静态定位， 精密单点定位技术 以通过不同频率的信号到达接 收机的时间差来
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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精密单点定位技术在海岛(礁)测绘中的应用
也可进 行 数据 文件 的任 意切 割与合 并 、观测 值类 型 的删 减 、 星 系统 的选择 及特 定卫 星 的禁用 ； 卫 质量 检
核 可 以反 映 出 Ｇ Ｓ数 据 的 电离 层延 迟 、多 路 径 影 Ｐ
响 、 收机 周 跳 、 星信 号 信 噪 比等 信 息 ， 实 现 了 接 卫 并
・
８ ・
浙 江测 绘 ２ １ ０ ０年 第 ４期
ＧＰ Ｓ精 密单点定位技术在海 岛 （ ） 绘 中的应 用 礁 测
王 双 喜 ， 家琨 ， 雪 洁 许 孙
（２ ９ ９ ８ ９部 队 ， 波 ３ ５ ０ ） 宁 １２ ０
摘 要 ： 过 远 离 大陆 海 岛 （ ） 于精 密单 点 定 位 技 术 的 实 验 ， 论 了精 密 单 点 定位 解 算过 程 中 的 几 个 关键 技 术 问题 。 通过 精 通 礁 基 讨 密 单 点 定位 的静 态和 动 态 测 量模 式 的 实验 分 析 ， 验证 了精 密单 点 定 位 技 术 在 海 岛 （ ） 绘 中应 用 的 可 行性 。 礁 测 关 键 词 ： Ｐ 精 密单 点 定位 ； ｒｆ ａ ： 制 测 量 Ｇ Ｓ； Ｇ ａＮ ｖ 控
可视 化 。
在具 体应用 中对所有 观 测数据 的信 噪 比 、多路 径 效 应 和 周 跳 情 况 进 行 分 析 和 处 理 。 首 先 运 用
Ｔ ＱＣ的质 量检 查 功能 生成 观测 数 据质 量检 查 结果 Ｅ
了外 业作 业 的工作 效率 以及 设备 的 利用率 ；与差 分
定 位作 业方 式相 比 ， 它不需 要基 准 站 ， 受作 业距 离 不
实现 高精 度单 点静 态定 位 和动态 定位 。Ｇ Ｓ精 密单 Ｐ 点 定 位 技 术 是 近 年 来 发 展 起 来 的一 种 全新 的 Ｇ Ｓ Ｐ 作业 方 式 。与传 统 的定位 方法 相 比 ，它 具有 厘米 级 的高定 位精度 ； 南于是 单机 独立 作业 ， 如果 不 考虑其 他 因素 ， 台仪器 可 以完成 整个 外业 控制 工作 ， 显示绘 图文件 并分 析 和记 然 ＶＥ 录各 文件 的数 据质 量情 况 。最后 采用 Ｔ Ｑ 的数据 Ｅ Ｃ 编辑 功能 对数 据进 行编 辑 ，剔除 质量 较差 的观 测数 据 。Ｔ ＱＣ软件 对 标准 的数 据格 式 能够 进行 有 效 的 Ｅ 处理 ， 在 实际 过程 中 ， Ｅ 但 Ｔ ＱＣ对 数 据格 式要 求 非 常 高 ，处理 起来 也 比较繁琐 ，经常会 出现通 不过 的情
精密单点定位技术应用在矿区控制测量的精度分析
为 了准确 的反 映成 果 可靠 性 ，本 文选 取 了分布 在 甘肃 阿 克塞 、武都 、瓜州 三个 矿 区 １ ０ ３个 控
图２ ：点 Ａ除 了前 ０ ． ５ ｈ观测 时间 的时 间与精 度分 布 图
精 密 单 点定 位解 算 是采 用 迭代 的方式 求 出最 终 的结 果 ，精 度 与测 量 的时 间有 直接 的关系 ，理论 上 说 ，时 间越 长精 度越 高 ，但 是 工程 运 用 同 时要考 虑
很 多 其他 因 素 ， 比如 ：作业 条 件 ，效 率等 ，这就 需
要 根 据 任务 精 度要 求 合理 的确 定 观测 时 间 。本 文将
表 １ ：矿 区 １ ０ ３个控制 点 统计 分析 结果
‘
时 间点 （ ｍ ｉ ｎ ）
１ ０ ３ 点的中误差 — ＼
１ ０
３ ０
ｌ
６ ０
９ ０
１ ２ ０
３ ６ ０
中误差 （ 米）
０ 。 ２ ６ ３ ０ ． ０ ９ ８ ０ ． ０ ６ ０ ０ ． ０ ４ ２ ０ ． ０ ３ １ ０ ． ０ ２ ７
２ ． ３计 算结果分 析
测量 时 间与精度 关 系分析 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 利用 精 密 单 点定位 处 理 的每 个 历元 的坐 标 与 已 运 用 上 ，存 在着 很 多不 稳 定 的因 素 ，单频 接 收机 数 知 坐标 （ Ｇ Ａ Ｍ Ｉ Ｔ ／ Ｇ Ｌ ０ Ｂ Ｋ处理 的成果 ）差值 比较分 析其 据 解算 的精度 不 是很 可 靠 ，一 般选 用双 频 且 可靠 性 测量 时 间与精度 关 系 ：
单点定位名词解释
单点定位名词解释什么是单点定位单点定位（Single Point Positioning，简称SPP）是一种用于确定物体或人在空间中单一位置的定位技术。
它是基于全球导航卫星系统（Global Navigation Satellite System，简称GNSS）的原理和技术，通过接收来自多颗卫星的信号，并利用这些信号的时间延迟、频率变化等信息，来计算被定位物体或人的地理坐标。
GNSS与单点定位的关系GNSS是由一组卫星组成的导航系统，包括全球定位系统（GPS，GlobalPositioning System）、伽利略卫星导航系统（Galileo）、北斗卫星导航系统（BeiDou）等。
这些卫星以恒定的轨道绕地球运行，向地面发送无线电信号，接收器接收并处理这些信号，从而实现定位和导航功能。
单点定位是GNSS中最基本的定位方式，它仅利用一个接收器接收卫星信号，通过计算信号的时间差、频率等信息，确定接收器所在的位置。
相比于差分定位和RTK定位，单点定位的精度较低，但它具有简单、易操作等特点，在不需要高精度定位的情况下，具有较为广泛的应用。
单点定位的原理单点定位的原理主要基于三个方面的信息：接收时间、卫星位置和信号传播速度。
•接收时间：接收器接收到来自卫星的信号后，可以通过测量信号到达的时间差来计算信号的传播距离。
•卫星位置：接收器需要知道至少四颗卫星的位置信息，这样才能计算得到接收器所在的位置。
卫星的位置信息可以通过广播信号传输给接收器。
•信号传播速度：信号在空间中传播的速度是一个固定值，接收器可以利用信号的传播速度，将信号传播时间转换为接收器与卫星之间的距离。
基于上述信息，接收器可以通过解算的方式，计算出接收器所在的位置坐标。
常用的解算方法包括最小二乘法、加权最小二乘法等。
单点定位的误差源单点定位的精度受到多个因素的影响，主要的误差源包括以下几个方面：1.天线相位中心偏移误差：接收器的天线相位中心与经纬度坐标系的参考点之间存在一定的偏移，这会引入一定的误差。
单点校正法
单点校正法
单点校正法是一种定位技术，它可以帮助人们准确掌握所处位置。
它是“单点定位”的主要方法，通过计算空间坐标系中特定点的位置，实现定位的功能。
单点校正法的定位原理很简单，通过计算从已知点到单个点的直线距离，可以确定单个点的空间坐标。
首先，通过在已知点上测量出距离，确定单点位置；其次，计算点到点之间的距离，以及距离和空间坐标之间的关系；最后，按照已知点上测得的距离来计算单个点的位置坐标。
单点校正法应用广泛，包括土地登记、地理编码、路径规划、交通运输在内的各个领域。
它的特点之一就是精度高，控制误差的能力也很强，并且可以在大篇幅的区域中普遍应用。
在土地登记中，单点校正是一种常用的调查技术。
可以采用精密测距仪和平板电脑来获取测量点之间的距离，并结合卫星导航数据来确定坐标。
采用单点定位原理可以较准确地确定土地的边界线和权界点的位置，防止因不熟悉地形而导致的精度下降。
在地理编码领域，单点校正法也可以得到精确的定位结果。
它可以通过测量两个点之间的距离并将结果投影到地图上，以计算出最终定位坐标。
这种方法非常适用于计算任何类型的地理编码，包括街道编码、建筑物编码等。
此外，单点校正法还可以用于路径规划和交通运输。
它可以帮助路径规划者准确测量出最佳路线，而在交通运输方面，可以通过跟踪
车辆的位置，帮助改善交通状况。
单点校正法在定位技术领域有着不可替代的作用。
它的特点是精度高，控制误差的能力也很强，还可以普遍应用于各种领域，为人们准确定位提供了便利。
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
GNSS定位原理与方法
R 1 u(T t) u(T )dt
T T
13
GNSS测距原理（载波相位）
观测值 首次观测：
0 Fr( )0
以后的观测：
i Int( )i Fr( )i
通常表示为：
~ N0 Int( ) Fr( ) t0
整周计数 Int
整周未知数 N0 （整周模糊度）
优点
N
气象参数获取 ➢ SSL、GPT、GPT2
对流层映射函数 ➢ NIELL、VMF、GMF
28
GNSS误差源
多路径（Multipath）误差
在GPS测量中，测站附近的物 体反射的卫星信号（反射波） 被接收机天线所接收，与直接 来自卫星的信号（直接波）产 生干涉现象，从而使观测值偏 离真值产生“多路径误差”。
其中：c 为以米/秒为单位的光速
j i
(t
)
为该历元的伪距观测值
d j (t) 为该历元卫星 j 的轨道误差
Ti j (t) 为该历元卫星 j 的对流层延迟误差
Rij (t) 为该历元的卫星至接收机天线的几何距离
i ti (t) 和 t j (t) 为该历元卫星 j 的卫星钟差和测站 的接收机钟差
组合观测值的一般特性 频率特性
fn,m n fL1 m fL2
波长特性
n,m
c fn,m
整周未知数特性
Nn,m n N L1 m N L2
（频率特性）
（波长特性） （整周未知数特性）
16
几种特殊的组合观测值
宽巷组合观测值（wide-lane）(n=1, m=-1)
widelane L1 L2
C10
IGSO
0.5
B3