精密单点定位及其精度分析

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。

第19卷第2期 测　绘　工　程 Vol.19№.22010年4月 EN GIN EERIN G O F SU RV EYIN G AND MA PP IN G Apr.,2010静态精密单点定位的精度和收敛性分析梁　寅1,李星星1,畅　毅2,何锡扬1,林晓静1(1.武汉大学测绘学院,湖北武汉430079;2.东方地球物理公司装备事业部长庆作业部,宁夏银川750006)摘　要:精密单点定位(PP P)是当前GPS 界研究的热点之一。

为讨论其精度及收敛性,应用TriP 软件处理分析5min 、30min 、2h 、24h 不同时段长度的单站GPS 观测值。

结果表明,随着观测时间的增加,定位精度不断提高,30min 内即可稳定在厘米级,最终实现毫米级精密定位。

与此同时定位结果不断收敛,且收敛速度由快变慢,前15min 收敛较快,此后随观测时间的增加收敛速度逐步变慢且逐渐趋于缓和。

关键词:精密单点定位;静态;精度;收敛速度中图分类号:P228.4 文献标志码:A 文章编号:100627949(2010)022*******Precision and conver gence analysis of static precise point position ingL IAN G Yin 1,L I Xing 2xing 1,C HAN G Y i 2,H E Xi 2yang 1,L IN Xiao 2jing 1(1.Sc hool of G eodesy and G eo matics ,Wuha n Univer sity ,Wuhan 430079,China ;2.Cha ngqing Depart ment of Work in Division of Equipme nt ,E a ste rn G eophysical Company ,Y inchua n 712000,China)Abstract :Research on t he preci se point posi tioning (P PP )is one of t he hot topics in t he GPS fi el d.To di s 2cuss t he precise a nd converge nce ,different single GPS observations ,w hic h a re sel ecte d by 5mi nut es ’i n 2t erval ,30mi nut es ’i nte rval ,2hours ’interval and 24hour s ’i nt erval ,are cal culat ed by t he soft wa re named Tri P.The result s show t hat :t he preci se of PP P i mproves graduall y and t he resul t will be stabl e at cm 2l evel i n t hirt y minut es and i t will achieve mm 2level as ti me i ncrea sed.At t he same time ,t he conver 2gence rat e will be get ting slower wit h t he i ncrea si ng observation ti me ,observations of t he fir st 15minut es ’have a relati ve fa st convergence and t hen it get s slower lit t le by lit t le and achieves a steady rate wi t h t he observat ion time i ncrea si ng.K ey w or ds :precise poi nt positioni ng ;stati c ;p reci sion ;co nvergence 收稿日期22作者简介梁　寅(6),男,硕士研究生 在利用GPS 卫星进行定位时,会受到接收机钟差、卫星钟差、对流层延迟、电离层延迟及其轨道误差等影响,SA 关闭后,传统GPS 单点定位的精度仅能达到10m 左右,很难满足高精度导航和定位的要求。

单点定位精度统计方法
1. 标准差分析，通过收集一系列定位数据点的坐标，并计算这
些数据点与其平均值之间的偏差，从而得出定位精度的标准差。

标
准差越小，表示定位精度越高。

2. 累积误差分析，通过比较实际测量的位置和真实位置之间的
误差，并对这些误差进行累积分析，以确定定位系统在一段时间内
的整体精度表现。

3. 精度分布分析，将测量的位置误差按照一定的区间进行分组，并统计每个区间内的位置误差数量，从而得出定位精度的分布情况，可以通过直方图或概率分布函数来展示。

4. 置信区间分析，采用统计学方法计算定位精度的置信区间，
以确定在一定置信水平下的定位精度范围，这有助于评估定位系统
的可靠性。

5. 相对精度分析，通过对同一区域内不同定位系统或不同参数
设置下的定位数据进行比较，从而评估它们之间的相对定位精度。

综合以上方法，可以全面地评估单点定位的精度，并为定位系统的优化提供参考。

当然，在进行统计分析时，还需要考虑数据采集的环境、时间、天气等因素对定位精度的影响，以确保评估结果的准确性和可靠性。

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静态精密单点定位精度分析的开题报告导师评审意见：需要提供更具体的研究目标和方法，以及论文的贡献和实用价值。

一、选题的背景和研究意义全球定位系统（GPS）是一种基于卫星的导航系统，它可以提供高精度的位置和时间信息。

GPS应用广泛，包括导航、地质勘探、城市规划、农业、航空航天等领域。

GPS定位技术的精度是其应用的关键，因此研究GPS定位技术的精度分析具有重要的意义。

静态精密单点定位是GPS定位技术中重要的一部分，它主要用于提供精度高、误差低的位置信息。

静态精密单点定位的精度受到多种因素的影响，包括信号传播环境、接收机性能、大气延迟、卫星轨道误差等等。

因此，在实际应用中，需要进行精度分析，以确定GPS定位的误差范围，从而保证GPS定位的精确度和可靠性。

目前，国内外研究GPS静态精密单点定位精度的文献比较多，但还存在一些问题。

例如，这些研究往往针对特定的环境和条件进行分析，存在一定的局限性；同时，这些研究大多使用传统的统计方法进行精度分析，缺乏定量的分析方法。

因此，本研究着眼于改进GPS静态精密单点定位的精度分析方法，以提高GPS定位精确度和可靠性。

二、研究目标和研究内容本研究的目标是改进GPS静态精密单点定位的精度分析方法，以提高GPS定位的精确度和可靠性。

具体而言，本研究将重点研究以下内容：1.建立GPS静态精密单点定位的误差模型，包括信号传播环境误差、接收机性能误差、大气延迟误差、卫星轨道误差等。

2.分析影响GPS静态精密单点定位精度的主要因素，包括接收机的性能、信号传播环境、大气条件等因素。

3.提出一种基于统计学和机器学习的GPS静态精密单点定位精度分析方法，针对不同的误差来源进行不同的处理，提高GPS定位的精确度和可靠性。

4.设计实验验证所提出的GPS静态精密单点定位精度分析方法的实际效果，并与传统的精度分析方法进行比较和评估。

三、论文的贡献和实用价值本研究的主要贡献如下：的误差来源进行不同的处理，提高GPS定位的精确度和可靠性。

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。