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几种精密单点定位方法探讨

地球精密单点定位技术是利用IGS 提供的精密卫星轨道和精密卫星钟差信息产品削弱轨道误差及卫星钟差影响,同时应用完善的数学改正模型改正定位过程中的各种误差,利用双频相位观测值解算测站三维空间坐标的绝对定位方法[1]三目前在精密单点定位技术的研究中取得了许多的研究成果,本文结合实例,分析探讨几种精密单点定位方法的研究应用三

1基于UofC 模型的精密单点定位1.1UofC 模型

UofC 模型是一种采用模糊度伪固定的方法加速模糊度收敛,提高精密单点定位的精度的方法[2]三基于UofC 模量精密单点定位算法的公式如下;

1.2预处理

对模型中能够准确描述的误差源采用精确的模型进行修正;对无法精准确定的模型误差源采用未知参数进行估计修正;对周跳修复则采用电离层残差法和TurboEdit 方法进行周跳修正[3]三

1.3应用实例

收集了某地IGS 观测站的车载二般载和机载观测数据,统计分析UcofC 模型评估精密单点定位的误差统计结果,见表1三

从表1可以看出,般载数据和机载数据效果良好,均方根误差

均小于10cm ,而车载数据误差较大,其原因可能与地面物体遮挡有关三

2基于基准站改正信息的精密单点定位2.1基准站改正信息模型

基准站改正信息的精密单定位方法是通过已知的基准点坐标和观测数据,解算出与流动站共性的误差,并对观测值进行修正,然后对修正后的观测数据进行双频动态精密单点定位计算[4]三基准站改正信息的精密单点定位模型如下;

2.2处理步骤

(1)模型修正,即对观测值的模型化观测误差进行扣除;

(2)求差,即利用基准站观测值改正信息修正流动站观测值精度;

(3)参数估计,即用待估参数进行滤波处理,消除大气残差三2.3应用实例

以某机载航空GPS 数据为例,统计分析了基于基准站改正信

息的精密单点定位方法的实际应用结果,X 方向残差数据在-0.16~0.19之间,Y 方向残差数据在-0.08~0.10之间,Z 方向残差数据在-0.19~0.2之间三因此利用基准站改正信息模型能够有效地提高三维方向的定位精度,残差值得到了极大的改善三

3基于历元间差分技术的精密单点定位分析3.1历元间差分模型

历元间差分是一种基于抗差估计原理,分析历元间伪距二相位差分以及参数的估计方法[5]三历元间差分模型公式如下;

3.2方法步骤

(1)通过已知坐标与历元间位置差的组合求得接收机的轨迹;(2)验证历元间位置差的精密单点定位精度;(3)误差分析三3.3应用实例

以某地航载数据为例,统计分析了基于历元间差分的精密单点定位方法的误差,X 方向误差为0.20,Y 方向误差为0.13,Z 方向误差为0.08三因此基于历元间差分的精密单点定位结果精度高,误差小三

4基于RTKLIB 技术的精密单点定位分析4.1RTKLIB 模型

RTKLIB 模型包括GPS 二GALILEO 二BDS 二GLONASS 四系统联合定位的集成,其最大优势在于所有源代码公开,便于自主开发与应用三RTKLIB 是利用无电离层组合形成观测方程[6],其数学模型如下;

4.2预处理

(1)一阶电离层影响误差平均仅为3cm ,因此电离层影响在精

密单点定位中不作考虑;

(2)硬件延迟偏差对精密单点定位影响较大,可达十几个纳秒,相当于几米的误差三因此在卫星钟差上必须加一个改正数三

4.3应用实例

统计利用RTKLIB 模型解算的IGS 跟踪站的数据误差知,N 方向平均误差为0.14,E 方向误差为0.17,U 方向误差为0.12三因此采用RTKLIB 模型具有非常高的精度三

5结论

分析探讨四种精密单点定位方法的原理二处理以及应用实例可以看出,历元间差分模型的精度最高,而UofC 模型的误差值相对较大三因此在实际应用中,合理选择正确有效的精密单点定位方法有助于提高GPS 定位的实时性和有效性三

建明

[摘要]本文从UofC 二基准站改正信息二历元间差分和RTKLIB 模型的方法原理出发,探讨了它们在精密单点定位中的应用三结果表明不同模型的精度有明显的差异三因此合理选择模型,对提高定位精度非常重要三[关键词]UofC 基准站改正信息历元间差分RTKLIB 精密单点定位[中图分类号]P228[文献码]A [文章编号]1000-405X (2015)-5-200-1

几种精密单点定位方法探讨

|地球|勘探与测绘|

参考文献

[1]黄相发,熊永良,袁林果.全球定位系统(GPS )理论与实践[M].成都:西南交通大学出版社,2006.

[2]阮仁桂,郝金明,张勇.基于UofC 模型的精密单点定位精度分析[J].大地测量与地球动力学,2009,29(6):104-108.

[3]刘基余.GPS 卫星导航原理与定位方法(第二版)[M].北京:科学出版社,2000.[4]黄观文,涂锐,张勤,等.基于基准站改正信息的实时动态精密单点定位[J].大地测量与地球动力学,2010,30(6):135-139.

(长治市精图测绘有限公司山西长治047600)

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2212221121表1UcofC 模型评估精密单点定位误差分析

最大值误差(cm ) 均方根误差(cm )

实验 N 方向 E 方向 U 方向 N 方向 E 方向 U 方向 车载数据 42 66 28 32 40 18 般载数据 7 15 13 4 6 6 机载数据

7 14 6 2 3 2

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几种精密单点定位方法探讨

作者:程建明

作者单位:长治市精图测绘有限公司 山西长治 047600

刊名:

地球

英文刊名:The Earth

年,卷(期):2015(5)

参考文献(4条)

1.黄相发;熊永良;袁林果全球定位系统 (GPS) 理论与实践 2006

2.阮仁桂;郝金明;张勇基于UofC模型的精密单点定位精度分析[期刊论文]-{H}大地测量与地球动力学 2009(6)

3.刘基余GPS卫星导航原理与定位方法 2000

4.黄观文;涂锐;张勤基于基准站改正信息的实时动态精密单点定位[期刊论文]-{H}大地测量与地球动力学 2010(6)引用本文格式:程建明几种精密单点定位方法探讨[期刊论文]-地球 2015(5)

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