精密单点定位技术及其应用_图文(精)

精密单点定位技术在IMU／GPS辅助航空测量中的应用研究[摘要] 简单的介绍精密单点定位（PPP）和IMU/GPS辅助航空测量技术，并进行了利用精密单点定位技术进行IMU/GPS系统数据处理试验。

分析了精密单点定位技术的定位精度，IMU/PPP联合处理的精度，对结果进行了分析，总结了采用精密单点定位技术进行IMU/GPS辅助航空摄影测量的作业流程、精度情况和相对于常规IMU/DGPS辅助航空摄影测量作业的优点，为IMU/GPS辅助航空测量时外业地面工作提出一种新方案。

[关键词] 精密单点定位技术（PPP）IMU/GPS辅助航空测量精度分析1.引言目前IMU/GPS辅助航空摄影测量技术中，GPS的数据处理主要采用差分GPS（DGPS）方法。

DGPS技术不需要考虑复杂的误差模型，解算模型简单、待估参数少、定位精度高，因此被广泛应用在IMU/GPS辅助航空摄影中。

其不足之处在于：作业时至少一台接收机置于基准站上进行连续观测，不仅影响了作业效率，还增加人力、物力和财力的投入；随着用户与基站距离的增加，对流层延迟、电离层延迟等误差的相关性减弱，其精度降低。

随着IGS精密星历和精密钟差精度的不断提高,近些年发展起来的精密单点定位PPP(Precise Point Positioning)技术已成为GPS的一个热点。

精密单点定位实现了用户仅使用单台GPS接收机就可以精确确定点位位置，采用该技术可改变传统的GPS静态相对定位作业模式，大大的提高工作效率。

随着接收机性能的不断改善，载波相位精度不断提高，以及大气改正模型和改正方法不断深入，精密单点定位技术的出现，为IMU/GPS辅助航空摄影提供了新的解决方案。

笔者对精密单点定位技术在IMU/GPS辅助航空测量中的应用进行了大量的研究。

通过试验表明，该方法简单高效、精度可靠，无需架设地面基站，作业时不受距离限制，可以大量的节约成本；能够很好的解决IMU/GPS辅助航空摄影作业时费时费力布设地面基站工作这一问题。

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。

精密单点定位技术在位置确定中的应用作者：蒋骏来源：《消费导刊》2017年第08期摘要：本文讨论了精密单点定位的关键技术与实现方法，针对精密单点定位可以采用一台接收机实现的优势，分析其在位置确定过程中的精度和所需要的时间，以指导其在工程的应用。

数据结果表明：随着观测时间的不断增加，精密单点定位对应的精度有所提高，30分钟观测99%的解算在平面和高程方向能达到厘米级别；1小时观测100%的解算能达到厘米级，这对于工程实践具有重要的指导。

关键词：精密单点定位定位精度工程应用前言精密单点定位是采用IGS的最终轨道和钟差，进行单站定位的理论方法，由于受轨道和钟差产品发布时间的限制，一般要延迟13天的时间才能进行数据解算。

自从Zumberge等人1997年提出到现在经过了10多年的发展，解算方法已经比较成熟。

其作业方式简单、独立，可直接得到高精度的测站绝对坐标，因此其在坐标框架维持、地球动力学研究及低轨卫星定轨、导航定位、地震、大气科学、气象研究等领域都有不可估量的应用前景。

国内外学者在该方面进行了许多研究。

本文在基本理论基础上分析传统定位精密单点定位的静态定位精度，相应研究可以更好的指导精密单点定位在测量工程中的应用。

一、数学模型精密单点定位的传统模型，是采用双频GPS伪距和载波相位观测值的无电离层组合来构成观测模型的，该组合消除了电离层延迟一阶项对定位的影响。

则无电离层组合表示如下：二、数据分析为了分析精密单点定位的性能，以及对应的精度以指导其在工程中的应用，在此研究过程中，采用了不同接收机类型、不同观测时间进行静态模式数据处理。

采用的测站坐标及对应信息如下表1：表1.测站信息数据处理过程中，对不同观测时间对应的解算结果进行了统计。

精密单点定位的静态和动态定位精度，相应研究可以更好的指导精密单点定位在过程中的应用。

对2012年第245天观测数据进行了处理。

处理策略有三种，第一种把各个站的24小时观测数据平均分成48个时段；第二种，把各个站的24小时观测数据平均分成24个时段；第三种，把各个站的24小时数据当成一个时段，分别研究对应的结果。

精密单点定位技术的应用浅析1.前言近年来，我国对于航空动态的测量在GPS定位中主要是通过双差模型进行基于OTF等方法进行动态基线的处理，因此，地面上所设定的GPS基准站主要是能够在进行航空测量时保障动态基线解算可以提供精确性以及可靠性。

我国地区类型复杂且地域辽阔，进行大范围的航空动态测量使得财力、人力、物力等的投入的增大是必然的，而对于地面基准站的建设也是相当有难度的。

随着钟差产品精度以及IGS轨道产品技术的不断提升，精密单点定位技术的应用越来越受关注，为将来航空动态定位提供了新型且有效的解决路径[1]。

2.精密单点定位技术在航空测量中的实例精密单点定位技术中的TriP软件是通过Visual C+ +编程所实现的算法软件，它具有动态定位以及后处理静态定位的功能。

下面将引用TriP软件对格陵兰地区使用航空Lidar测量以及航空重力所收集的关于动态GPS数据进行精密单点定位技术计算的实例进行探讨：首先，于2004年7月1日上午由冰岛飞往苏格兰的航班从上午七点四十分起飞至十一点三十分降落，整个飞行总花时为三个小时五十分钟，两地的距离大概有八百四十公里，飞机上配置了包含备份使用的两套GPS接收机天线，并且安装了航空Lidar测量设备、航空重力仪以及惯性导航设备，而GPS采用1S的数据。

航线的中间以及两端分别设定有3个地面基准站，都是用作双差动态定位的解算，同时，精密动态单点定位技术还使用了卫星钟差产品以及JPL提供的轨道产品。

3.精密动态单点定位的分析参数估计的模型精度以及内符合精度都是根据使用观测值进行验后残差所计算得出的RMS值的大小来评价，若模型精度较高且所对应的残差RMS值较小则表明观测值的验后残差较小。

飞行期间通过精密动态单点定位所计算出观测值的验后残差，而小部分的几颗卫星记录里面的验后残差都超过了5厘米左右，且在对应历元时刻卫星的高度都低于15。

TriP软件的定位解算是根据高角度对观测值进行了加权处理，但事实上高度角卫星的观测值对定位解算的作用其实不大，为此，小部分的卫星的部分历元所产生的验后残差相对来说都比较大，但是根据验后残差所计算得到的每个历元的RMS值均优于大约2厘米左右，同时，内符合精度在使用精密动态单点定位技术的情况下可以达到几个厘米的水平。

简介精密单点定位--precise point positioning（PPP）所谓的精密单点定位指的是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; 用户利用单台GPS 双频双码接收机的观测数据在数千万平方公里乃至全球范围内的任意位置都可以2- 4dm级的精度, 进行实时动态定位或2- 4cm级的精度进行较快速的静态定位, 精密单点定位技术是实现全球精密实时动态定位与导航的关键技术,也是GPS 定位方面的前沿研究方向。

编辑本段精密单点定位基本原理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。

所解算出来的坐标和使用的IGS 精密星历的坐标框架即ITRF 框架系列一致, 而不是常用的WGS- 84 坐标系统下的坐标,因此IGS 精密星历与GPS 广播星历所对应的参考框架不同。

编辑本段密单点定位的主要误差及其改正模型在精密单点定位中, 影响其定位结果的主要的误差包括:与卫星有关的误差(卫星钟差、卫星轨道误差、相对论效应);与接收机和测站有关的误差(接收机钟差、接收机天线相位误差、地球潮汐、地球自转等);与信号传播有关的误差(对流层延迟误差、电离层延迟误差和多路径效应)。

由于精密单点定位没有使用双差分观测值, 所有很多的误差没有消除或削弱,所以必须组成各项误差估计方程来消除粗差。

有两种方法来解决:a.对于可以精确模型化的误差,采用模型改正。

b.对于不可以精确模型化的误差,加入参数估计或者使用组合观测值。

如双频观测值组合,消除电离层延迟;不同类型观测值的组合,不但消除电离层延迟,也消除了卫星钟差、接收机钟差;不同类型的单频观测值之间的线性组合消除了伪距测量的噪声,当然观测时间要足够的长,才能保证精度。

GPS精密单点定位技术及其应用*王晓宾,刘 琨,林乐科,赵振维(中国电波传播研究所,山东青岛266107)摘 要:介绍了精密单点定位的基本原理,利用IGS数据和产品验证了对流层天顶延迟和电离层总电子含量的解算正确性,给出了青岛地区对流层折射率和电离层电子密度剖面的探测结果。

实验结果表明:精密单点定位技术应用于空间环境探测是可行的。

关键词:GPS;精密单点定位;环境探测中图分类号:T P79 文献标志码:A 文章编号:1008 9268(2008)06 0017 04引言空间环境影响通信、导航定位、雷达目标探测、航天器的飞行与测控等,与人类的生存和活动密切相关,而空间环境的探测是了解空间物理现象,进行空间科学技术研究应用的基础,研究开发全天候、高精度、高分辨率和低成本的探测技术是满足各种应用要求的一项紧迫任务。

近年来,GPS技术作为一种新型的探测手段越来越多地应用于空间环境的探测中,如对流层的可降水量PWV,电离层的总电子含量T EC。

为了更加准确、快速、方便地获得空间环境的参数,精密单点定位技术(Precise Po int Positioning,PPP)逐渐成为GPS中继双差分技术之后又一个技术研究的前沿和热点。

精密单点定位技术是美国JPL(喷气推进实验室)的Zumbeg er等人于1997年提出的[1],并在GIP SY软件中实现,定位的精度可以得到厘米至毫米级,与双差分技术相当。

其与双差分相比,其优点是不需要设立参考站,减少了通信等系统成本,不再受作业距离的限制,并且处理速度更快,工作效率大大提高。

另外,精密单点定位技术在解算测站的三维坐标之外,还可以得到对流层延迟等参数,因此非常适合应用于空间环境的探测。

GPS除了可以探测空间环境的积分量,还可以进行剖面的探测。

目前基于GPS的大气剖面反演一般利用掩星技术或地基网络层析技术,Low ry等基于精密单点定位方法,利用仰角5 以下的斜路径延迟进行了6km以下对流层折射率剖面的反演探测[2],林乐科等则基于天顶湿延迟进行了相关研究[3]。

精密单点定位PPP精密单点定位（precise point positioning ，缩写PPP ），指的是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。

在卫星导航应用之中，GPS 作为定位的意义越来越重要，不论是军事上还是工程等方面上，导航定位的研究依然是一个不老的研究主题。

精密单点定位更是导航定位中的一个很值得研究的问题。

PPP 根本上讲属于单点定位范畴，那么单点定位又是怎样进行测量定位的呢？单点定位是利用卫星星历和一台接收机确定待定点在地固坐标系中绝对位置的方法，其优点：一台接收机单独定位，观测组织和实施方便，数据处理简单；缺点：精度主要受系统性偏差（卫星轨道、卫星钟差、大气传播延迟等）的影响，定位精度低。

应用领域：低精度导航、资源普查、军事等。

对于单点定位的几何描述，三个站星距离，作三个球面三个球面两两相交于两点，如下图所示：站星距离的测定：保持GPS 卫星钟同GPS 接收机钟同步；GPS 卫星和接收机同时产生相同的信号；采用相关技术获得信号传播时间；GPS 卫星钟和GPS 接收机钟难以保持严格同步，用相关技术获得的信号传播时间含有卫星钟和接收机钟同步误差的影响。

单点定位虽然是只需要一台接收机即可，但是单点定位的结果受卫星星历误差、卫星钟差以及卫星信号传播过程中的大气延迟误差的影响较为显著，故定位精度一般较差。

PPP 针对单点定位中的影响，采用了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严密的数学模型的技术，如用户利用单台GPS 双频双码接收机的观测数据在数千万平方公里乃至全球范围内，点位平面位置精度可达1~3cm ，高程精度可达2~4cm ，实时定位的精度可达分米级。

精密单点定位的数学模型，对于伪距：222()()()S R i i i i ion trop t t x X y Y z Z V V c V c V ρ=-+-+--+⋅-⋅0()()()S R ii i i i t i ion i trop i i t V l dX m dY n dZ c V c V V V ρρ=---+⋅-⋅+---误差方程为：载波相位：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，且存在着明显的随机抖动，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，可以先利用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。

空中三角测量的精密单点定位技术应用发表时间：2019-07-11T10:21:25.507Z 来源：《建筑学研究前沿》2019年5期作者：李振舟代杨硕贺磊宋亮刘博庸高腾飞[导读] 在以往GPS（全球定位系统）辅助空中三角测量作业开展过程中，摄站点坐标主要利用过拆分定位的方法获取。

而传统定位方法的应用，不仅增加了外业作业难度，而且促使整体作业经费大大提升。

内蒙古北方时代设计研究院股份有限公司内蒙古赤峰市 024000摘要：在以往GPS（全球定位系统）辅助空中三角测量作业开展过程中，摄站点坐标主要利用过拆分定位的方法获取。

而传统定位方法的应用，不仅增加了外业作业难度，而且促使整体作业经费大大提升。

基于此，本文以GNSS精密单点定位（PPP）授时技术为研究对象，阐述了GNSS精密单点定位（PPP）授时技术工作原理，对空中三角测量中GNSS精密单点定位（PPP）授时技术的具体应用进行了简单的分析，以期为空中三角测量精度提升提供有效的借鉴。

关键词：空中三角；测量；GNSS精密单点定位（PPP）授时技术前言：利用GPS（全球定位系统）动态定位技术，获取航空摄影曝光瞬间摄影中心空间位置及摄影测量区域网平差测量参数，是空中三角测量的主要内容。

而GNSS精密单点定位（PPP）授时技术可以充分满足大比例尺成图的精度要求。

据此，对基于精密单点定位的空中三角测量模式进行适当分析非常必要。

一、GNSS精密单点定位（PPP）授时技术概述GNSS精密单点定位（PPP）授时技术主要是利用IGS（国际全球定位系统服务）提供的，或者独立计算的GPS（全球定位系统）卫星精密星历及精密钟差。

在全球任意位置进行精度较高的位置确定。

二、空中三角测量的GNSS精密单点定位（PPP）授时技术应用1、基于GNSS精密单点定位（PPP）授时技术的摄站点坐标获取为了保证精密单点定位方法实际价值的充分发挥，首先，操作人员需要对以往航空摄像系统进行适当改造。

简介精密单点定位--precise point positioning（PPP）所谓的精密单点定位指的是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; 用户利用单台GPS 双频双码接收机的观测数据在数千万平方公里乃至全球范围内的任意位置都可以2- 4dm级的精度, 进行实时动态定位或2- 4cm级的精度进行较快速的静态定位, 精密单点定位技术是实现全球精密实时动态定位与导航的关键技术,也是GPS 定位方面的前沿研究方向。

编辑本段精密单点定位基本原理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。

所解算出来的坐标和使用的IGS 精密星历的坐标框架即ITRF 框架系列一致, 而不是常用的WGS- 84 坐标系统下的坐标,因此IGS 精密星历与GPS 广播星历所对应的参考框架不同。

编辑本段密单点定位的主要误差及其改正模型在精密单点定位中, 影响其定位结果的主要的误差包括:与卫星有关的误差(卫星钟差、卫星轨道误差、相对论效应);与接收机和测站有关的误差(接收机钟差、接收机天线相位误差、地球潮汐、地球自转等);与信号传播有关的误差(对流层延迟误差、电离层延迟误差和多路径效应)。

由于精密单点定位没有使用双差分观测值, 所有很多的误差没有消除或削弱,所以必须组成各项误差估计方程来消除粗差。

有两种方法来解决:a.对于可以精确模型化的误差,采用模型改正。

b.对于不可以精确模型化的误差,加入参数估计或者使用组合观测值。

如双频观测值组合,消除电离层延迟;不同类型观测值的组合,不但消除电离层延迟,也消除了卫星钟差、接收机钟差;不同类型的单频观测值之间的线性组合消除了伪距测量的噪声,当然观测时间要足够的长,才能保证精度。

测量与地质GPS精密单点定位(PPP)原理、测试及应用叶达忠(广西水利电力勘测设计研究院,南宁 530023)[摘要] 通过介绍了精密单点定位技术(PP P)发展背景、精密单点定位技术概念及原理,并利用GPS观测站数据进行国内外软件测试计算、对比得出结论,最后通过实际工程验证。

[关键词] 精密单点定位技术;卫星轨道;精密钟差;非差观测方程;参数随机模型[中图分类号] P228.4 [文献标识码] B [文章编号] 1003-1510(2007)01-0024-031 精密单点定位技术的发展背景当今的卫星定位技术正向着实时、高精度、高可靠性的方向发展,网络化、集中式的数据服务(Data Serv ice)是这些技术的典型特征。

定位技术的领域界限逐渐变得模糊,随着理论的不断完善,各种定位方法相互融合,趋向统一。

定位技术的发展越来越多地依赖于计算机、无线通信、网络等的技术发展,它的技术发展呈现出多元化和学科交叉的特点。

2 精密单点定位技术的概念精密单点定位是早在20世纪70年代美国子午卫星时代针对Doppler精密单点定位提出的概念。

利用预报的GPS卫星的精密星历或事后的精密星历作为知坐标起算数据;同时利用某种方式得到的精密卫星钟来替代用户GPS定位观测值方程中的卫星钟差参数;用户利用单台GPS双频双码接收机的观测数据在数千万平方公里乃至全球范围内的任意位置都可以分米级的精度进行实时动态定位或以厘米级的精度进行较快速的静态定位,这一导航定位方法称为精密单点定位(Precise Po int Position-ing),简称为(PPP)。

3 精密单点定位原理及数学模型[1]在GPS定位中,利用相位组合消除电离层延时的影响后,给定卫星轨道和精密钟差,采用精确的数学模型,单站就可以计算出接收机的精确位置。

GPS接收机量测的相位观测值是接收到的卫星信号相位与接收机本机振荡相位之差。

ij(t r)= ri(t r)- sj(t r)+N+ i j(t r)(1)式中:t r 接收机记录的采样时刻;ri(t r) 时刻测站i本机振荡相位;sj(t r) 时刻测站i接收到卫星j的载波相位;N 时刻测站i卫星j的整周模糊度;ij(t i) 时刻测站i卫星j的观测噪声。