动态精度单点定位(PPP)的精度分析
- 格式:pdf
- 大小:362.82 KB
- 文档页数:6
精密单点定位(PPP)收敛速度的研究的开题报告一、研究背景:在航空、航天、导航等领域中,精密单点定位(PPP)技术已被广泛使用。
PPP技术是一种基于卫星导航系统(GNSS)的高精度定位方法,其定位精度可以达到数厘米级别。
但是,长时间收敛速度一直是制约PPP技术应用广泛的瓶颈之一。
虽然已有许多学者对PPP收敛速度进行了研究,但是仍然需要对PPP的收敛速度进行深入的研究,以改善PPP技术的性能和稳定性。
二、研究目的:本研究旨在研究精密单点定位技术的收敛速度,并提出相应的改进方法,以提高PPP技术的实用性和精度。
三、研究内容:1. PPP技术的原理和应用现状分析,包括PPP技术的基本概念、定位原理以及应用范围等。
2. PPP收敛速度的基本概念和计算方法研究,包括PPP信号接收时间、载波相位延迟等因素的影响,以及PPP定位参数的计算方法等方面的研究。
3. 在现有PPP技术的基础上,结合卫星导航系统几何学等相关知识,对PPP技术的收敛速度进行优化改进,提出相应的实用性解决方案。
4. 通过实验和仿真等方法,对改进方案进行验证和评估,并对PPP技术的应用前景进行探讨和展望。
四、研究意义:1. 对PPP技术的应用前景进行探讨和展望,有助于提高PPP技术的实用性和精度,增强其在各领域的应用。
2. 研究PPP技术的收敛速度,有助于解决PPP技术长时间收敛速度较慢的问题,提高PPP技术的稳定性和性能。
3. 通过本研究,可以对PPP技术的原理、应用和收敛速度等方面进行系统地研究和总结,为PPP技术的发展提供有力的支撑。
五、研究方法:1. 文献综述法:通过对PPP技术相关文献的收集和综述,确定PPP技术的原理、应用和收敛速度等方面的研究方向和方法。
2. 数学建模法:建立PPP技术的数学模型,分析PPP信号接收时间、载波相位延迟等因素的影响,探讨PPP定位参数的计算方法和收敛速度的优化改进方案。
3. 实验仿真法:通过实验和仿真等方法,验证改进方案的可行性和有效性,并对PPP技术的性能和稳定性进行评估。
PPP-RTK 模糊度快速固定算法研究1.导言全球导航卫星系统(GNSS)在现代定位、导航和测量领域中发挥着重要作用。
由于其简便性、稳定性和高度可靠性,GNSS 测量已被广泛应用于许多领域,如航空、航天、地质、海洋、地震、水文等。
由于GNSS 系统本身的精度限制,相比于GNSS 单点定位,借助差分GPS、层间差分GPS 及实时运动动态定位等技术可以提高定位精度。
但在一些高精度的地震监测、地形建模等应用场合,仍然需要更加精密、快速的定位算法。
PPP-RTK(Precise Point Positioning-Real Time Kinematic)模糊度快速固定算法由于在短时间内实现高精度定位,被广泛关注。
2.PPP-RTK 算法原理2.1PPP 算法原理PPP 算法是一种单点定位算法,主要利用多颗卫星的导航信号,通过计算接收机与卫星间的伪距观测值,再经过多天线建模、大气延迟模型、钟差模型等处理得到接收机在惯性参考系下的三维位置、速度和钟差误差等。
PPP 算法的优势在于其独立性,只需要单个接收机即可完成定位计算,因此可以满足在复杂环境下的高精度定位要求。
2.2RTK 算法原理RTK 算法通过使用基站与流动站之间的差分观测值,来消除大气延迟和信号传播误差,从而实现了更高精度的实时定位。
该算法的主要处理流程包括固定解算、模糊度固定、流动站坐标更新等计算过程,能够达到厘米级别甚至毫米级别的高精度定位。
2.3PPP-RTK 算法原理PPP-RTK 算法将PPP 和RTK 相结合,融合两者的优势。
该算法可以先使用PPP 算法计算流动站的位置,然后再通过基站的差分观测值,解算出流动站与基站之间的相对位置,并通过模糊度快速固定算法大幅提高RTK 算法的收敛速度和精度。
PPP-RTK 算法主要求解的是流动站与基站之间的相对位置,因此基站需要知道其位置信息以及流动站与基站之间的约束信息。
同时,由于是实时运动的过程,基站还需要对自身位置进行更新。
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。
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。
单点定位精度指标
单点定位精度是指通过某种定位技术获取的一个位置的准确程度。
在现代导航系统中,单点定位精度是评估定位系统性能的重要指标之一。
它的高低直接关系到导航系统的可靠性和使用效果。
在GPS导航系统中,单点定位精度是由多个因素共同影响的。
首先,卫星的位置和信号质量会对定位精度产生重要影响。
如果卫星的位置不准确或者信号质量较差,那么定位结果就会受到影响。
其次,地球大气层的影响也是一个重要因素。
大气层中的电离层会对GPS 信号的传播造成衰减和延迟,从而影响定位精度。
此外,接收机的性能以及周围环境的影响也会对单点定位精度产生一定影响。
在实际应用中,单点定位精度的要求因不同应用场景而有所不同。
在一些普通导航场景中,几米的定位精度已经能够满足需求;而在高精度导航和测量领域,对于定位精度的要求更高,需要达到几十厘米甚至更高的精度。
因此,根据不同的应用需求,可以采用不同的定位技术和算法来提高单点定位精度。
除了GPS技术,还有其他定位技术也可以用于提高单点定位精度。
比如,北斗、伽利略等卫星导航系统都可以提供定位服务,它们的定位精度也在不断提高。
此外,还可以利用惯性导航、无线信号定位、视觉定位等技术来辅助提高单点定位精度。
单点定位精度是评估定位系统性能的重要指标,它直接关系到导航
系统的可靠性和使用效果。
通过采用不同的定位技术和算法,以及改善卫星信号质量和接收机性能,可以提高单点定位精度,满足不同应用场景对定位精度的要求。
关于GPS精密单点定位(PPP)技术的精度探讨徐贤青;李东强【期刊名称】《测绘与空间地理信息》【年(卷),期】2012(035)010【摘要】This paper demonstrates the factors which influence the GPS PPP accuracy and selects a large number of data to get the PPP accuracy level. The results show that the level of accuracy of the PPP technology can be used to direct orientation of small - scale map- ping and the PPP accuracy is limited by the precise ephemeris accuracy level and software algorithms.%用实例数据验证了GPS PPP技术的精度水平及影响因素等。
结果表明,PPP技术的精度水平可以用于小比例尺测图直接定向;PPP精度受限于精密星历的精度水平及软件的算法。
【总页数】3页(P100-102)【作者】徐贤青;李东强【作者单位】山西亚太数字遥感新技术有限公司,山西太原030006;山西亚太数字遥感新技术有限公司,山西太原030006【正文语种】中文【中图分类】P228.4【相关文献】1.基于精密单点定位技术的手持GPS接收机定位精度提升方法研究 [J], 朱伟刚;田厚勇;王琳琳2.GPS精密单点定位技术(PPP) 在像片控制测量中的应用探讨 [J], 张增场;苟红兵3.GPS 精密单点定位技术(PPP)在像片控制测量中的应用 [J], 龚伟;董冬4.精密单点定位(PPP)技术在1∶2000地形图像控点测量中的精度分析 [J], 鄢继选5.GPS RTG实时精密单点定位技术精度探讨 [J], 张之孔;刘文华;瘐辉因版权原因,仅展示原文概要,查看原文内容请购买。
北斗观测数据质量及动态PPP性能分析何聪聪;王中元;张坦【期刊名称】《全球定位系统》【年(卷),期】2024(49)1【摘要】为分析北斗卫星导航系统(BeiDou Navigation Satellite System,BDS)在全球范围内的数据质量、动态精密单点定位(precise point positioning,PPP)性能及不同区域内的性能差异,选取三个不同区域内共9个多GNSS实验(Multi-GNSS Experiment,MGEX)连续跟踪站的观测数据,以GPS为参考,从卫星可见性、伪距多路径效应、数据完整率、信噪比(signal-to-noise ratio,SNR)及PPP定位精度五个方面对BDS的数据测质量以及定位精度进行分析.结果表明:BDS的卫星可见性具有区域差异,多路径效应及SNR并没有呈现出区域特征,其中北斗三号(BeiDou-3Navigation Satellite System,BDS-3)的数据质量优于北斗二号(BeiDou-2 Navigation Satellite System,BDS-2)的,且BDS不同频点的数据质量也有明显差异,B1I频点数据质量较差. BDS的动态定位精度略弱于GPS,多系统对提高定位精度具有显著的效果.【总页数】7页(P120-126)【作者】何聪聪;王中元;张坦【作者单位】中国矿业大学环境与测绘学院【正文语种】中文【中图分类】P228【相关文献】1.基于Anubis的北斗观测数据质量分析2.山东半岛北斗基准站观测数据质量分析与评价3.北斗全球卫星导航系统的后处理动态PPP性能分析4.基于北斗三号PPP 服务的快速静态和低动态定位性能分析5.北斗三号PPP-B2b服务实时动态定位性能分析因版权原因,仅展示原文概要,查看原文内容请购买。
基于GPS和BDS组合精密单点定位精度分析张震【摘要】Beidou navigation positioning system ( BDS) has begun to provide such services as continuous passive po-sitioning,navigation and timing to most areas of the Asia Pacific since the end of 2012.In the article,theory of GPS and BDS precise point positioning (PPP) is described briefly.The ionosphere-free model and Kalman filtering model are given here.Then several static and dynamic measurement data of GPS and BDS are used to calculate PPP .Before calcu-lating the station position , we correct the tropospheric delay , relative error , the earth rotation error and so on .And we make a comparison of standalone experiment result between BDS and GPS .The experimental results show to us that the number of visible GPS satellites is a little more than BDS normally ,but sometimes just the opposite .The constellation of BDS is well and it has good performance .Therefore,the precision of static PPP reaches to 9.89 cm and the dynamic ex-periment reaches to the level of dm.As to the positioning trajectory,the BDS’s is just the same as the dynamic GPS’s, which conforms to the demand of BDS design .When combined GPS and BDS, we get a more precise result with static precision 1~2cm and the dynamic result within 10cm.%北斗定位导航系统( BDS)于2012年底开始向亚太大部分地区正式提供连续无源定位、导航、授时等服务。
GNSS精密单点定位算法研究与实现高精度GNSS单点定位是空间测量技术的热点,GNSS精密单点定位(PPP)数据处理模型的不断完善使其在测绘等各个领域得到广泛应用,但其周跳探测及修复和模糊度解算两大关键问题仍存在不足。
本文研究GNSS PPP的周跳探测及修复和模糊度解算的新方法,并自主开发GNSS PPP软件以验证提出的新方法的可靠性和有效性,主要研究内容如下:1)精密单点定位与差分定位主要区别之一在于精密单点定位需要对更多的误差源进行改正。
本文首先分析了GNSS PPP各项误差特性及其对解算精度的影响机理,给出了各项误差源的量级。
通过不同模型实验结果对比,确定最优改正模型,以提高GNSS PPP导航定位精度;2)数据预处理方法直接影响卡尔曼滤波的收敛速度和GNSS PPP的解算精度与可靠性,周跳探测及修复是其关键问题之一。
研究GNSS PPP非差观测值周跳探测及修复问题,提出基于经验模态分解(EMD)异常值检测的周跳探测方法。
该方法分析观测信息的信号特征及信号的异常值特性,通过检测信号的异常值判断周跳发生的位置与大小,并通过实例验证该方法的适用性;3)研究了TECR/M-W组合周跳探测及修复算法,针对电子含量变化率(TECR)无法准确探测采样间隔较大(如30s)数据周跳的问题,提出利用TECR 预测值与实测值的残差作为检验量进行周跳探测方法,消除TECR算法中时间项的影响。
实验结果表明:改进的TECR/M-W组合周跳探测及修复算法充分利用两种算法的优点,提高了周跳探测及修复效率,对任意采样间隔、大小和不同组合的周跳均能有效探测并修复;4)介绍了目前常用的PPP模糊度解算方法,在此基础上通过推导浮点模糊度、宽巷组合模糊度与窄巷模糊度三者之间关系,提出无基站PPP模糊度解算方法。
利用SOPAC提供的ITRF坐标以及GAMIT解算结果作为真值,对全球IGS站数据与实测数据解算结果与之对比,验证提出的无基站PPP 模糊度解算方法的解算精度和可靠性。
单点定位精度指标单点定位精度是指通过使用各种定位技术,如全球卫星定位系统(GPS)、北斗导航系统、GLONASS等,对目标进行精确定位的能力。
它是现代导航和定位技术中的重要指标,广泛应用于航空航天、自动驾驶、智能手机导航和位置服务等多个领域。
单点定位精度的衡量指标通常以距离误差为依据,例如水平定位误差和垂直定位误差。
水平定位误差是指目标在地面平面上与真实位置之间的水平距离误差;垂直定位误差是指目标在垂直方向上与真实位置之间的距离误差。
这两个指标都对单点定位精度的评价非常重要。
在讨论单点定位精度时,首先需要了解定位系统的基本原理。
GPS是最常用的定位系统之一。
它依靠卫星信号通过三角测量方法计算目标的位置。
然而,由于多种因素的影响,如地理环境、大气条件、接收机精度等,定位系统的测量结果存在一定的误差。
首先,地理环境是影响单点定位精度的重要因素之一。
在城市环境中,高楼大厦、隧道、山谷等阻挡了卫星信号的传输和接收,导致信号质量下降,从而影响定位精度。
此外,地形的起伏以及水体的存在也可能对定位误差产生较大影响。
其次,大气条件也会对单点定位精度带来一定影响。
天气变化、尤其是气象条件不佳的情况下,如风、雨、雪等极端天气,都会影响卫星信号的传播和接收,从而导致定位精度下降。
另外,接收机精度也是决定定位精度的重要因素。
接收机的性能会在一定程度上限制定位的准确性。
较低质量的接收机可能不够灵敏,导致无法接收到足够的卫星信号,从而深入定位误差的产生。
除了这些因素之外,不同的定位技术和算法也会对单点定位精度产生影响。
研究人员一直在努力为不同应用场景开发更精确的定位算法,从而提高单点定位的准确性。
针对提高单点定位精度,有一些解决办法和技术被提出。
首先,采用多系统融合定位技术可以有效提高定位精度。
例如,GPS与北斗卫星导航系统的融合应用可以充分利用两个系统的优势,减小误差,提高定位精度。
其次,差分定位是另一种提高单点定位精度的方法。
动态精度单点定位(PPP)的精度分析 张小红 (武汉大学,测绘学院卫星应用工程研究所,湖北武汉430079)
摘要:首先简要介绍了精密单点定位的数学模型及笔者独立研发的后处理精密单点定位软 件一TriP。然后重点结合航空动态GPS数据,用研制的TriP软件进行动态单点定位实践。从内 符舍和外符合两个层面,比较分析了航空动态GPS单点定位的结果和精度。计算结果表明:采用 精密单点定位技术可以获得几个厘米的动态定位精度。 关键词:GPSI动态I精密单点定位I精度分析 中图分类号:P207 文献标识码:A 文章编号:1008—9268(2006)01—0007—05
1 引 言 精密单点定位技术的出现,为我们进行长距离 高精度的事后甚至实时动态定位提供了新的解决 方案。尽管精密单点定位技术的研究已有七八年 之久,大部分文献都集中于静态精密单点定位的试 验及结果分析,也包括一些动态模拟的试验结果或 地面车辆的动态定位试验。目前,精密单点定位技 术进行动态定位特别是高动态定位能达到什么样 的精度水平,一直是业界用户普遍关心的问题。在 本文用自己开发的软件系统,将精密单点定位用于 航空测量,用实测的航空GPS动态数据,进行动态 精密单点定位的实践,从内符合和外符合两个层 面,比较分析了航空动态GPS单点定位的结果和 精度。
2精密单点定位及软件实现 利用IGS提供的或自己计算的GPS卫星的精 密星历和精密钟差,用户利用单台GPS双频双码 接收机的观测数据在数千平方公里乃至全球范围 内的任意位置都可以实现实时的或事后的高精度 定位,这一定位方法称为精密单点定位(Precise Point Positioning,简称为PPP)。在精密单点定位 中,通常采用双频无电离层组合观测值组成观测方 程: ZP=ID+c(dt—dT)+M·zpd+E尸 (1) Z口 P+c(dt—dT)+arab+M·zpd+ p (2) 式中:z 为P1和P2的无电离层伪距组合观测值I
收稿日期:2005—12-25 2006.1/全球定位系统
l。为L1和L2无电离层相位组合观测值(距离); d 为地面GPS接收机钟差IdT为GPS卫星钟差; c为真空中的光速;arab为无电离层组合相位观测 值(距离)的模糊度(不具有整数特性)}M为投影 函数,zpd为天顶方向对流层延迟改正参数,£P和 E。分别为两种组合观测值的观测噪声和多路径误 差;ID为测站(X,,y ,Zr)和GPS卫星(Xs,Ys,Zs) 间的几何距离:
p=J(Xs—X,)。十(ys—y,) +(Zs—zr) 将(1),(2)两式线性化后可得到观测误差方 程: V=A8x+W 式中:A为设计矩阵, 为待估参数,其中包 括测站坐标、接收机钟差、无电离层组合模糊度及 对流层天顶延迟改正参数。事后精密单点定位的 详细模型已在诸多文献中均有详细介绍(Zum— berge et al,1997;Kouba and Herous,2001,Gao 等,2001等),为节省篇幅,本文不详述。笔者基于 无电离层组合的非差相位观测值和P码伪距,采 用Visual C++,编程实现了精密单点定位的全部 算法及软件。软件取名为TriP(即TrbP,Precise Point Positioning,3个P的意思)。 TriP软件同时具有后处理静态定位和动态定 位的功能,限于文章篇幅,本文只讨论动态单点定 位部分。TriP软件主要包括数据预处理模块,误 差改正模块和精密单点定位的参数估计模块。下 面就几个主要模块简单介绍该软件系统的数据处 理策略。
7
维普资讯 http://www.cqvip.com (1)数据预处理 在非差定位中,数据预处理的好坏直接决定定 位精度的高低,而数据预处理的关键就是要准确可 靠地探测相位观测值中出现的周跳。非差的周跳 探测较双差的周跳探测难,很多双差模式中使用的 周跳探测方法在非差模式中不再适用。笔者测试 了不少非差数据周跳的探测方法,结果表明Tur— boEdit(Blewitt,1990)方法比较有效。所以TriP 软件在吸收TurboEdit方法的基础上,对算法进行 了部分改进,对于GPS相位观测数据中出现的小 周跳或L1和L2上出现相同周数的周跳的情形, 改进的方法也能有效探测出来。鉴于非差相位数 据中周跳的修复比探测更为困难,甚至不可能准确 修复。所以TriP的数据预处理只探测周跳,而不 修复出现的周跳,对于每个出现周跳的地方增加一 个新的模糊度参数。若某卫星相邻两个周跳间的 有效弧段小于预先设定的阈值(阈值的大小取决于 数据的采样率),则剔除该短弧段的观测数据。 (2)误差改正 GPS精密单点定位中使用非差观测值,没有 组成差分观测值。所以GPS定位中的所有误差项 都必须考虑。目前主要通过两种途径来解决。其 就是对于能精确模型化的误差采用模型改正,比 如卫星天线相位中心的改正,各种潮汐的影响,相 对论效应等都可以采用现有的模型精确改正。其 二是对于不能精确模型化的误差加参数进行估计 或使用组合观测值。比如对流层天顶湿延迟,目前 还难以用模型精确模拟,则加参数对其进行估计; 而电离层延迟误差可采用双频组合观测值来消除 低阶项。关于GPS精密单定定位中的误差改正模 型在相关文献上都有详细介绍,本文不再重复。 (3)参数估计方法 在动态定位中,接收机天线的位置每个历元都 在变化,接收机的钟差每个历元也不一样。因此, 除了相位模糊度参数和天顶对流层延迟参数(zpd) 外,动态定位中每个历元还有四个(三个位置参数 和一个钟差参数)必须估计的参数。举例来说,如 果某个动态接收机以1秒的采样率采集了1个小 时(共3600历元)的动态GPS数据,那么要解求的 总未知数个数是: a)3600×4(3个站坐标十1个接收机钟差)一 14400个站坐标和钟差参数; b)N(N>=4)个模糊度参数; c)至少一个天顶对流层延迟参数; 8 目前对于后处理的精密动态单点定位的参数 估计,主要有两种估计方法。一种是Kalman滤 波;另外一种就是最/b--乘法。如果先验信息给得 不合适Kalman滤波往往容易造成发散,定位结果 会严重偏离真值。TriP软件中采用最小二乘估计 法。但不能简单套用最小二乘,因为既使是对上述 个小时的动态GPS数据进行单点定位解算,待 估参数也将超过14400个。可以想象,使用常规的 最小二乘方法,用PC机要完成如此大型的法方程 组成并求解几乎无能为力。既使我们采用相当优 化的矩阵存取和矩阵运算算法,耗时也会相当长, 可能是以天来计算。若采用大型工作站计算就另 当别论了 但大部分GPS用户还是习惯或喜欢使 用PC机来处理GPS数据。因此,TriP软件中使 用一种递归的最小二乘估计方法。其核心思想是 分类处理不同的参数,在GPS精密单点定位的数 学模型中有四类参数:测站的位置,接收机钟差,对 流层天顶延迟以及组合后的相位模糊度参数。动 态定位中站坐标参数随着时间而发生变化,这主要 取决于观测时接收机天线的运动状态,比如有些情 况下站坐标变化数米每秒,有些情况接收机天线位 置变化每秒达几公里(如低轨卫星上GPS接收 机)。接收机钟的漂移主要取决于钟的质量,比如 石英钟的频率稳定性约为10 。。相对来说,天顶 对流层延迟参数在短时间内变化量相对较小,一般 为几厘米每小时。而对于组合模糊度参数,若不发 生周跳,组合模糊度参数为常数。TriP中对上述 这些不同的参数分类递归处理,大大提高了数据处 理的速度。采用这种优化的参数估计方法,对于数 小时的1s采样率的动态GPS数据,使用Pentium 4 1.8GHZ的普通笔记本电脑,TriP软件只需要2 3min就可以解算出所有的待估参数。该软件不 需要任何的人工干预,数据处理非常简单,只要用 户提供观测值文件和精密星历和钟差文件,剩下的 工作由软件自动完成。
3精密单点定位实例及精度分析 为了客观评价精密动态单点定位在高动态条 件下的定位精度,本文用笔者开发的TriP软件对 丹麦国家空间研究中心(DNSC)在格陵兰地区进 行航空Lidar测量所采集的动态GPS数据进行定 位解算。限于文章篇幅,文中只结合其中的一个航 次进行分析。该航次于2003年7月4日上午从冰 岛飞往苏格兰,飞行线路如图1所示。整个飞行时 GNSS Wodd of China/2006.1
维普资讯 http://www.cqvip.com 问从7点41起飞,ll点31降落,飞行时间长达3 小时5O分,飞行距离大约800多千米。飞机上装 有两套GPS接收机天线,其中一套用于备份,GPS 数据的采样率为1s。
图1 航空测量飞行线路图 图2给出了整个航线的飞行高程剖面图。图 中每秒都给出一个航高,数据非常密集,飞机航高 的细部状态体现不出来。如果局部放大就可以看 出飞机在飞行期间的波动。图中放大的部分是飞 机在下降过程的高程变化。
时间gyrc小时) 图2飞机垂直方向的飞行轨迹
图3给出了整个飞行期间各个历元时刻所观 测到的卫星个数,及其所对应的PDOP值。图中 的纵轴同时表示卫星个数和PDOP值。图中下面 的那条曲线是PDOP的变化情况。图中上面阶跃 变化的线段表示航行期间观测卫星数的变化情况。 在精密点定位中,卫星的几何图形强度对定位结果 的影响显著。这在大部分GPS的相关书籍中都有 理论推导,这里不再累述。从图3可以看出,整个 飞行期间的PDOP值都小于4,最大为3.6,观测期 间卫星的几何图形强图还不算差 3.1 精密动态单点定位的内符合精度分析 2006.I/全球定位系统
图3飞行期间的观测卫星数和PⅨ)P值 最小二乘中通常使用观测值的验后残差及由 残差所计算得RMS值的大小来评价参数估计的 内符合精度或模型精度。观测值的验后残蓑越小, 说明模型精度越高,其对应的残差的RMs也越 小。图4给出了TriP进行精密动态单点定位计算 得到的飞行期间所有可用卫星的组合相位观测值 的验后残差系列。图4中有少数几颗卫星的部分 历元的验后残差超过了5cm,而这些卫星在对应历 元时刻的高度角均小于15。。由于TriP软件定位 解算时对观测值都根据高度角进行了加权处理,也 就是说实际上这些低高度角卫星的观测值对定位 解算的贡献很小。因此既使有少数几颗卫星的部 分历元的验后残差较大,但每个历元根据验后残差 计算得到的三维RMs值都优于2.5cm(见图5)。 图4和图5说明精密动态单点定位的内符合精度 可以到几个厘米的水平。
时阃(trrc小时) 田4观测卫星相位观测值的验后残差系列
图S飞机动态点定位每个历元的三维RMS值 9