PPP(精密单点定位)

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RTKPPP定位算法流程

RTKPPP定位算法流程

1基础知识1.1GPS精密单点定位的基本原理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。

观测值中的电离层延迟误差通过双频信号组合消除,对流层延迟误差通过引入未知参数进行估计。

1.2时间系统RTKLIB内部使用GPST(GPST时间)用于GNSS的数据处理和定位算法。

数据在RTKLIB 内部处理之前,需要转换成GPST时间。

使用GPST的原因是避免处理润秒。

RTKLIB使用以下结构体表示时间:typedef structtime_t time; /* time(s) expressed by standard time_t */double sec; /* fraction of second under 1 s */} gtime_t;1.2.1GPST和UTC(Universal Time Coordinated)关系参考【图1】,参考【图2】:图1 转换关系公式图2通过使用GPS导航信息中的UTC参数,GPST到UTC或者UTC到GPST之前的转换可以用更准确的表达方式,如【图3】。

图3这些参数是由GPS导航消息提供的。

1.2.2BDT(北斗导航卫星系统时间)BDT(北斗导航卫星系统时间)是一个连续的时间系统,没有润秒。

开始历元的时间是【UTC 2006年1月1号00:00:00】。

北斗时间计算公式【图4】:图4UTC和GPST时间转换同上面的GPS一样,只不过UTC参数来自与北斗导航信息中。

1.3坐标系统接收机和卫星的位置在RTKLIB中表示为在ECEF(地心地固坐标系)坐标系统中的X, Y, Z 组件。

1.3.1大地坐标到ECEF坐标的转换转换公式如【图5】。

第三个公式最后一行有错,应该为:(v(1 – e2)+h)sin图5参数说明:a :地球参考椭球的长半径f : 地球参考椭球的扁平率h: 椭球高度:纬度: 经度当前版本的RTKLIB使用的值为【图6】:图6图7 参考椭球体1.3.2ECEF坐系到大地坐标的转换转换公式如【图8】图81.3.3本地坐标到ECEF坐标的转换在接收机位置的本地坐标,也被称为ENU坐标,通常使用在GNSS导航处理。

详解RTK,RTD,SBAS,WAAS,PPP,PPK,广域差分等技术之间的关系与区别

详解RTK,RTD,SBAS,WAAS,PPP,PPK,广域差分等技术之间的关系与区别

详解RTK,RTD,SBAS,WAAS,PPP,PPK,广域差分等技术之间的关系与区别小编年前写了一篇关于RTK技术的文章,有粉丝留言问小编RTK,RTD,SBAS,WAAS,PPP,PPK,广域差分等技术的区别与联系。

今天小编就为大家讲解一下这几种技术之前的区别与联系。

先不论这几种技术的之间的所属关系,小编就按照这个顺序一一来讲解。

首先,了解一下这几种技术的含义或概念。

RTK小编已经说过的,没有看过的可以点击链接传送过去阅读:《什么是RTK?》。

01 RTDRTD:英文全称Real Time Differential,中文意思是实时动态码相位差分技术。

工作方法是基准站将伪距(或者坐标)修正值(差分值)发给用户接收机,用户接收机根据差分值与本身的观测值算出精确位置的方法。

在之前使用RTK测量时,连接CORS时候会先出现红色的 RTD,然后才是RTK固定。

其实RTD与RTK在某些原理上是相同的,所以小编在这里放在一起讲。

首先从相同层面的地方来讲,RTD(Real Time Differential)与RTK(Real Time Kinematic)都是属于差分GPS也就是DGPS,并且都是实时、动态、相对定位的。

然后不同的地方,RTD计算的是伪距,根据基准站已知坐标和各卫星的坐标,求出每颗卫星每一时刻到基准站的真实距离。

再与测得的伪距比较,得出伪距改正数,将其传输至用户接收机,属于码(C/A码、P码)差分技术。

而RTK计算的是两个测站载波相位观测值,即是将基准站采集的载波相位发给用户接收机,进行求差解算坐标。

属于载波(L1、L2、L5)相位差分技术。

在实时动态测量中,最先在码相位测量上引入差分技术,所以把实时动态码相位差分测量称作常规差分GPS测量技术。

也就是一般的DGPS/差分定位。

因为RTD使用的是伪距测量,所以精度较低只有亚米级,通常用户汽车导航等非高精度定位领域。

02 SBASSBAS:英文全称Satellite-Based Augmentation System,中文意思是广域差分增强系统,如果不知道这是什么意思,那么说星基增强系统相信大家都知道。

GPS动态精密单点定位(PPP)研究

GPS动态精密单点定位(PPP)研究

东南大学硕士学位论文GPS动态精密单点定位(PPP)研究姓名:陈安京申请学位级别:硕士专业:大地测量学与测量工程指导教师:高成发20070122在广义与狭义相对论的综合影响下,卫星钟的变化频率为Ⅳ2争(I-釜溉(3.2)式中:g为地面重力加速度;c为光速;a-为地球平均半径:R。

为卫星轨道平均半径。

GPS卫星钟的标准频率fo=10.23Mllz,可得Ⅳ=O.00455Mllz(3.3)在综合影响下,卫星钟比地亟钟走得慢,每秒钟相差约0.45ms,为消除这一影响,一般将卫星标准频率减小约0.00455姗z。

上述讨论,是基于GPS卫星作严格的圆周运行。

实际上,6PS卫星轨道是一个椭圆,而椭圆轨道各点处的运行速度是不同的,相对论效应频率补偿,就不是一个常数。

频率常数补偿,所导致的补偿残差称为相对论效应误差。

它所引入的GPS信号时延为蚝:一垒粤sinE(3.4)吒式中:e为GPS卫星椭圆轨道的偏心率;E为6PS]!星的偏近地点角;a为GPS卫星椭圆轨道的长半轴。

当e=O.01,E---900,相对论效应误差导致的时延达到最大值,即为22.897ns,这相当于6.86dm的站星距离,在精密单点定位中,必须予以考虑。

3.1.3卫星天线相位中心偏差卫星天线相位中心偏差指卫星天线质量中心和相位中心之间的偏差,如图3.1所示(Abdcl.salam,M.,2005)。

由于卫星定轨所用的轨道力模型参数是相应于其质心,IGS精密星历和卫星钟差也是相应于卫星质量中心,而观测值是接收机天线相位中心和卫星天线相位中心。

这样.就必须顾及卫星天线质量中心和相位中心之间的偏差。

在星固系中卫星相位中心相图3—1天线相位中心偏差对于卫星质心的偏差如表3-1所示。

表3.1星固系中卫星天线相位偏差(KoubarandHeroux,2000)在星固系中卫星天线相位中心偏差(m)XYZBlockII/IIA0.2790.0001.023BlockIIR0.0000.0000.000等聊=番(n一仍-(1一万f1)c‰,,+(1一砉)c%J(3.14)等jTEC=—f是,-Ata一兄q一丢,—‰.r+tt一丢,e‰Jc,∞,-竽TEC=孺f.2(m。

手机PPP定位能力测试验证

手机PPP定位能力测试验证

手机PPP定位能力测试验证摘要:智能手机使用差分数据增强定位能力已经成为当前趋势,该文首先详细论述了目前A-GNSS(Assisting - Global Navigation Satellite System)技术定位技术的特点以及存在的缺陷,据此提出一种基于A-GNSS的改进PPP (precise point positioning)定位方案,并给出了手机在开阔环境、城市环境和林区环境中测试验证的结果。

该文方法可将商用发售版手机定位精度修正至亚米级,对城市环境和林区环境下定位精度也有很好的提升效果。

关键词:北斗定位 A-GNSS PPP手机终端要实现高精度定位无非是在原有观测条件下将误差尽可能消除,而消除误差的方式除了提升手机本身的天线性能外,最主要的方式是通过某种通信手段的将某种类型的辅助消息实时地传输给终端,由终端利用辅助消息对自身的误差进行消除[1]。

智能手机使用卫星差分数据增强定位能力已经成为主流趋势,在传统测绘领域比较成熟的RTK (Real Time Kinematic)定位技术已经在少数旗舰型号的手机中落地应用,但是鉴于RTK使用成本等一系列问题,未来在全部机型中大规模应用的可能性较低,因此研究低成本、标准化、可规模推广的高精度定位实现方案就显得很有价值。

精密单点定位技术(Precise Point Positioning,PPP)是采用单台GNSS接收机,利用GNSS提供的精密星历和卫星钟差,基于载波相位观测值可实现毫米至分米级高精度定位[2]。

该文将介绍PPP定位在手机中测试验证的一些情况。

1 手机PPP定位方案隨着5G网络建设逐步推进和终端不断完善,用户对高精度需求日益增长[3]。

不同的业务应用场景在天线性能等硬件方面有一定的局限性,在精度和收敛时间等性能方面有差异化的需求。

中国信息通信研究院北斗导航公共服务平台提供基于A-GNSS的PPP的车道级导航服务,通过移动通信网播发北斗系统的钟差、轨差、电离层模型等信息。

GPS精密单点定位测量外文翻译

GPS精密单点定位测量外文翻译

毕业设计(外文翻译)中文题目:GPS 精密单点定位测量英文题目:Surveying using GPS Precise Point Positioning学院测绘与地理信息学院专业测绘工程姓名刘江涛学号201103241指导教师姚德新2015年6月8日GPS精密单点定位测量奥拉,席佩尔,乔恩•格伦挪威摘要精密单点定位(PPP)使用全球导航卫星系统(GNSS)精确定位,是一个可行的替代差分定位方法的技术。

由于没有必要获取地方或区域基准站的数据,PPP具有高性价比。

尤其是在偏远地区的后勤被大大简化。

PPP方法具有潜在的静态厘米级精度和动态亚分米级精度。

挪威生命科学大学开发的PPP软件经过成功校验后,应用于2003年挪威海底水文调查,基于其操作方便,成本低廉和定位精度高,德国坦克公司开发了商用软件。

本文介绍的PPP方法概述重点在动态测量方面。

相比差分定位方法在其优点和缺点进行了讨论。

尖键词:全球导航卫星系统;GPS精密单点定位1绪论在导航、土地测量和一般地理坐标参照系统的应用已简化,由于无线电导航卫星信号的可用性,应用也更精确。

全球导航卫星系统(GNSS)包括军事系统。

如美国的GPS,俄罗斯的GLONASS,以及未来欧洲的民用系统Galileo。

GPS仍然是卫星定位的基石,该系统已用于民用。

1978第一个GPS卫星送入轨道,直到1985年共发射10颗实验卫星。

1989年发射了第一个业务二号卫星被推出,于1994年该系统达到了全部工作能力。

之后不同代的IIA,IIR和IIRM卫星陆续发射,当时有29颗GPS卫星可用,见图1。

1A96 皿旧2VVO 2002 2004 3006>»ar图1近年来各代GPS卫星服务提供的GPS民用称为标准定位服务(SPS)和基于单频伪距观测采用C/A码和导航电文(ICD,2000)。

手持GPS接收机的工作地点良好的卫星的可用性,与约3-5 个准确坐标在垂直于水平和6・10米(95%)可以实现。

精密单点定位技术应用浅述

精密单点定位技术应用浅述

精密单点定位技术应用浅述1 引言随着我国对海洋资源的逐步开发,海洋科研、海洋工程建设等活动日益增加,对海洋定位测量的精度要求也日益提高。

传统的标准单点定位尽管只需要一台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),满足不了海洋定位测量对精度日益提高的要求。

差分GPS 定位技术虽然精度高,但是需要布设至少一个基站,精度随着作业距离的增加而降低,受到作业距离的限制,而且仪器成本和劳动成本都相应增加。

精密单点定位技术恰好继承了标准单点定位和差分定位的优点,它使用非差相位定位模式,改变了以往只能使用双差相位定位模式才能达到较高定位精度的现状。

精密单点定位技术不受作业距离限制,而且能够进行高精度的静态和动态定位,在海洋定位测量中具有更加广阔的应用前景。

2 精密单点定位技术的原理2.1 基本原理精密单点定位技术(Precise Point Positioning ,PPP)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迟。

利用IGS提供的高精度的GPS精密卫星星历和卫星钟差,以及单台双频GPS接收机采集的载波相位观测值,采用非差相位观测模型进行精密单点定位。

其主要计算过程:将精密星历拟合成轨道多项式,对各项误差进行模型改正和参数估计,利用轨道多项式及卫星钟差与用户观测数据一起进行精密单点定位计算。

精密单点定位要求卫星轨道精度达到cm级水平,卫星钟差改正精度达到ns级水平。

精密单点定位的优点在于解算出测站坐标的同时能够解算出接收机钟差、卫星钟差、电离层和对流层延迟改正信息等参数,这些结果能够满足对以上因素研究的需要。

从上面的计算结果来看,Trip软件解算的精密单点定位的精度和GAMIT软件解算的差分定位的精度基本是一致的,能够实现厘米级甚至毫米级的定位精度,这一技术能够满足精密的海洋划界、精密海洋工程测量、海岛礁定位等海洋定位测量的要求。

精密单点定位(PPP)原理及其在境外工程项目中的应用

精密单点定位(PPP)原理及其在境外工程项目中的应用
唐有 国,麦若绵 , 贾登科
(中交第四航务 工程勘 察设计 院有限公 司 ,广 东 广州5 1 0 2 3 0)
摘 要 :G P S 精 密单点定位 ( P P P)方 法采 用单 台双频G P S 接收机进行观测并 解算 获得 毫米级 高精度 的基 于I T R F 框 架的测 站 坐标 ,因其数据采 集及 数据处理 方便 、简单且 费用低 ,极 具 实用性 。简L  ̄ P P P 的基本 原理及其精度 分析 ,并结合近 几年
Abs t r a c t :GP S p r e c i s e p o i n t p o s i t i o n i n g i s a p o s i t i o n i n g me t h o d wh i c h u s i n g a s i n g l e d o u b l e re f q u e n c y
2 0 1 3年 7月
水 运 工程
P o r t& W a t e r w a y E n g i n e e r i n g
J u 1 . 2 0 1 3
No .7 S e r i a lNo . 48l
第 7期
总第 4 8 1 期
精 密单点定位 ( P P P) 原 理 及 其在 境 外 工程 项 目中的应 用
位 ,是 采 用 单 台 G P S 接 收 机 进 行 观 测 获 得 WGS 8 4
坐标 系中的坐标 ,传统的单点定位一般利用测码
伪 距 观 测值 及 广 播 星历 提 供 的 卫 星 轨 道参 数 及卫
者都在精心研究提高单点定位精度 的方法。国际
G P S H  ̄ 务 组织 ( I G S)的成 立及 运 行 为 高精度 单 点 定 位提 供 了条件 。 美 国推 进 喷气 实验 室 ( J P L)的Z u m b e g e r 等 人 于1 9 9 7 年研 究 出一 种 精 密单 点 定 位 的 方法 ,其 静 态 内符 合 精 度 在 水平 方 向达 到 毫 米 级 ,高程 方 向 达厘米级 ( 单 天 解 ),在 全 球 范 围 内动态 定 位 的

改进的精密单点定位方法在航测刺点中的应用

改进的精密单点定位方法在航测刺点中的应用

改进的精密单点定位方法在航测刺点中的应用摘要:在铁路勘测作业中,航测刺点是航测外业中的一项重要内容,随着数码航摄仪的出现及应用,刺点的点间距大为延伸,常规作业模式中,基准站与测站的距离一般不大于10km,这样就带来了频繁的换基站的问题。

本文介绍了一种改进的精密单点定位算法,提高了其收敛速度和解算精度,使之能够应用于航测刺点工作,且该方法受距离限制小,能够大大的提高作业效率。

关键词:精密单点定位PPP 航测刺点航测刺点是航测外业中的一项重要内容,常规作业模式中,基准站与测站的距离一般不大于10km。

随着数码航摄仪的出现及应用,传统的五点法或六点法布点方式不再应用,新的布点法大大延长了待刺点的距离,在地势较为平坦地区,点间距可延长至10km以上,这样,就给外业刺点工作带来了新的问题,即需要频繁的换基站的问题。

精密单点定位(PPP)是近几年的一个热点,与常规的差分方法不同,PPP算法使用模型减弱或消除GPS解算中的各种误差,且不受距离的限制,但正因为如此,其收敛速度慢,即需要更长的观测时间,解算精度相对差分算法也较低。

本文介绍了一种改进的PPP算法,提高了常规PPP算法的收敛速度和解算精度,使PPP算法能够应用于航测刺点工作,且该方法受距离限制小,能够大大的提高作业效率。

1 改进的精密单点定位算法精密单点定位技术是利用IGS精密轨道和精密卫星钟差产品,对单台双频接收机采集的相位和伪距观测值进行非差定位处理,一般采用无电离层组合观测方程,其数学模型如下:利用上述推导的观测模型,可采用卡尔曼滤波或序贯平差的方法进行非差精密单点定位计算,解算时,位置参数在静态情况下可以作为常未知数处理;在未发生周跳或修复周跳的情况下,整周未知数当作常数处理,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;由于接收机钟较不稳定,存在明显的随机抖动,因此将接收机钟差参数当作白噪声处理;而对流层影响变化较为平缓,先利用Saastamonen或其他模型进行改正,再利用随机游走的方法估计其残余影响。

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基于此,我的GPS的结业课程报告题目选择了GPS精密单点定位。但是,这涉及的知识确实很多,每一个误差改正研究透彻都需要花很多精力与时间,在短时间内全面深刻的掌握是不可能的。所以,我有侧重的选择了几个方面的问题。
根据卫星星历以及一台GPS接收机的观测值来独立确定该接收机在地球坐标系中的绝对坐标的方法称为单点定位,也成绝对定位。单点定位的优点是只需要一台接收机即可独立定位,外业观测的组织和实施较为方便自由,数据处理也较为简单。
GPS精密单点定位
陈超
(20101001738 115103班)
摘要
GPS测量主要分为相对定位和绝对定位。我们在课堂上已经学习了差分GPS测量(相对测量),通过双差消除或者削弱了卫星星历误差、电离层延迟、对流层延迟和接收机钟差,观测方程中只剩下了基线向量3个分量和整周模糊度N,这样模型简单了,精度也提高了。这对工程运用是很方便的,但是对我们全面学习GPS是不利的。单点定位就不同了,需要考虑各种模型,需要对各种误差进行改正,才能达到我们需要的精度要求。因此,研究精密单点定位,对我们全面深入的学习GPS是很有必要的。
1.2 IGS
自从二十世纪九十年代以来,GPS一直在地学研究领域尤其是在大地测量领域扮演着一个举足轻重的角色。为了加强国际间GPS地学研究合作应用,IAG于1993年成立了IGS组织,于1994年1月正式运作。
IGS组织主要由全球跟踪站网、数据中心、分析中心和协作分析中心、协调分析中心、中心局及发布中心等几部分组成:
但是,单点定位的结果受卫星星历误差、卫星钟的钟误差(指进行卫星钟差改正后的残余误差)以及卫星信号的传播过程中大气延迟误差的影响较为显著,故定位精度一般较差。对于测绘类领域需要精确获得点位的空间坐标,传统单点定位的精定不足以达到,限制了在测量领域的广泛运用。
基于上面原因,近年来,出现了以精密星历和精密卫星钟差、高精度的载波相位观测值以及较为严密的数学模型为特征的精密单点定位技术(Precise Point Positioning,PPP)。GPS 非差相位精密单点定位是利用GPS 卫星精密星历及由一定方法确定的精密卫星钟差,以单台双频GPS 接收机采集的非差相位数据作为主要观测值来进行单点定位计算,其精度可达分米级甚至厘米级。由于它可利用单台接收机在全球范围内进行静态或动态独立作业,并且能直接得到高精度的ITRF 框架坐标,因此,它在区域高精度的坐标框架维持,区域或全球性的科学考察,高精度动态导航定位及低轨卫星的定轨等方面都具有不可限量的应用前景,是目前GPS 界研究的热点。
(1)全球跟踪站网由全球24小时全天侯观测的GPS跟踪站站网组成。建立连续观测跟踪站网的目的的计算卫星轨道,确定地球参数框架及地球自转参数等。目前,IGS核心站大约为200多个,其地心坐标精度2-3cm。
(2)数据中心分为三类:数据操作中心、地区中心及全球中心。操作中心与跟踪站直接相连,他们的任务是进行数据格式转换、压缩数据、备份数据及传输数据至地区中心。地区中心的目的是从数个操作中心收集数据,满足本地区的需求,减少数据传输流量,并且将数据传输至全球数据中心。全球数据中心的主要任务是为分析中心及外部用户提供数据服务。
GPS精密单点定位指的是利用IGS(或其他机构)提供的GPS精密轨道和精密钟差信息计算卫星轨道和钟差,同时应用比较完善的物理改正模型改正定位过程中的各种误差,进行单站的绝对定位,以确定单测站在ITRF(或者WGS-84)坐标系中坐标的一种定位方法。与传统的绝对单点定位相比,精密单点定位精度较高:与相对定位相比,精密单点定位具有单站即可作用、不受基线长度限制、直接获得点位三维坐标(WGS-84或ITRF框架下的坐标)等优点。因此,精密单点定位在各种领域得到广泛的应用,如在低轨卫星的定轨定位中的应用,在海洋、沙漠、戈壁等测站点位之间距离相对较长的铀矿测绘,森林面积调查、精准农业以及高精度导航等方面都发挥了很大的作用。采用精密单点定位方式,可以节省时间、人力、财力和物力。而将其同水准测量相结合,可以确定大地水准面、ITRF坐标系和国家大地坐标系之间的转换参数等。精密单点定位技术的出现为我们进行长距离高精度的事后动态定位提供了新的解决方案。
基于此,本文介绍精密单点定位原理与实现,主要内容如下:
1、比较单点定位与高精度GPS双差定位的共异性。
2、全面的介绍了国内外精密单点定位的研究现状。
3、详细的阐述了非差相位精密单点定位的观测模型、随机模型和各Байду номын сангаас误差改正模型。
关键词:精密单点定位 国内外研究现状 非差相位观测 误差改正模型
第一章、绪论
1.1
GPS技术的发展已有30年,目前GPS静态定位的应用日臻成熟,先后出现了GAMIT、Bernese、GIPSY、EPOS等几个高精度静态数据处理软件,GPS静态定位的精度也已接近或者达到 。相对而言,GPS动态定位的应用需求日趋广泛,按其定位时效性可以分为:实时动态定位和事后动态定位;按所采用的定位方式可分为:绝对动态定位和相对动态定位;按其所采用的基本观测测量可分为:基于伪距或相位平滑伪距的动态定位和基于相位观测值的动态定位。其中,动态相对定位的作用距离可以从数米到上千公里,其定位的精度也从数十米(常规导航解)到几个厘米(如常规RTK、网络RTK等技术)。目前,随着人们对地理空间数据需求的不断增长,航空动态测量技术(包括航空重力测量、航空摄影测量以及航空LiDAR和机载InSAR等)逐步得到越来越多人的关注,其高效的作业方式是地面常规测量手段无法相比的。在航空动态测量中,GPS动态定位扮演者关键角色。目前,航空动态测量中的GPS定位一般采用传统的双插模型,基于OTF等方法解算双差模糊,进行动态基线处理。为了保证动态基线解算的可靠性和精度,往往要求地面布设有一定密度(30-50km)的GPS基准站,这将大大增加人力、物力和财力的投入。尤其是一些难以达到的地区,根本无法保证足够密度的基准站,甚至找不到近距离的基准站,此时的动态基线长度可能达到几百公里甚至上千公里,OTF方法不再适用,必须需求新的解决方法。精密单点定位技术(Precise Point Positioning,PPP)集成了标准单点定位和差分定位的优点,它的出现改变了以往只能使用双差相位定位模式才能达到高精度定位现状,是GPS定位技术中继RTK和网络RTK技术后又一次技术革命。
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