精密单点定位技术方法

当今和未来精密单点定位技术创新应用摘要：精密单点定位技术是当前研究热点。

本文首先介绍国内外精密单点定位测量发展现状；其次对精密单点定位原理和误差来源进行了分析，然后列举精密单点定位技术在具体领域中应用；最后对未来发展做了展望。

关键词：精密单点定位；误差；具体应用0引言GPS精密单点定位一直是一个热门话题，PPP需用户自己设置地面基准站、单机作业、定位不受作用距离的限制、作业机动灵活、成本低。

PPP一般采用非差观测模型，能同时精确估计测站在ITRF框架下的绝对坐标、接收机钟差以及绝对天顶对流层延迟及其水平梯度、信号传播路径上的电离层延迟等参数，与相对定位的双差模型相比，PPP在广域精密定位、地震监测、水汽反演和电离层监测等方面应用具有突出优势。

因此，PPP在低轨卫星定轨、精密授时、大气科学、地球动力学等诸多方面具有独特的应用价值。

1精密单点定位测量发展早在20世纪70年代初，Anderle首次提出利用固定已知的卫星轨道和多普勒卫星观测值信息来确定单站位置，并将这种定位方式命名为 Precise Point Positioning（PPP）。

Kouba利用消电离层组合模型，加入各种误差改正项，获得厘米级的精密单点定位精度。

JPL的Muellerschoen 等提出全球实时动态精密单点定位技术，利用非差双频载波相位观测值，在经过一段时间初始化后进行单历元实时动态精密单点定位。

实验结果表明，平面位置定位精度为10～20cm。

Colombo使用自主研发的PPP软件IT对动态精密单点定位的精度做了详细分析，该软件使用了卡尔曼滤波和平滑技术，获取了静态厘米级和动态优于10cm的定位精度，收敛时间为30min。

NAVCOM的Hatch提出了利用JPL实时定轨软件RTG实现全球RTK计划，其目标是实现水平方向 10cm定位精度的全球实时动态定位。

国内学者对精密单点定位技术也做了比较深入的研究。

武汉大学的叶世荣深入地探讨了非差参数估计模型、非差数据预处理、精密卫星钟差估计等关键问题，并且研发了GPS定位软件，其单天解算精度为纬度方向优于1cm，经度方向优于2cm，高程方向优于3cm；同时利用精密单点定位技术进行动态单点定位，其初始化时间大约是15min，单历元解算精度在3个方向上均优于20cm，大多数解的精度优于10cm；采用GPS精密星历和实时钟差计算出的实时动态精密单点定位的精度为40cm。

单点定位的基本原理在现代科技发展的背景下，我们可以看到越来越多的应用需要获取用户的位置信息。

而单点定位技术就是一种获取用户位置信息的基本原理。

通过单点定位，我们可以精确地确定一个点的经纬度坐标，从而实现定位服务。

单点定位的基本原理是通过多个基站或卫星的信号来确定一个点的位置。

下面我们来详细介绍单点定位的基本原理。

1. GPS定位GPS（Global Positioning System）是一种基于卫星的定位系统。

它由一组卫星、地面监控站和用户设备组成。

卫星以固定的轨道绕地球运行，每颗卫星通过无线电信号向地面用户设备广播时间和位置信息。

用户设备接收到至少三颗卫星的信号后，可以通过计算信号传播时间来确定自己的位置。

2. 基站定位基站定位是利用移动通信基站的信号强度来确定用户的位置。

移动通信基站会不断地向周围的设备发送信号，设备接收到信号后会返回一个响应信号。

基站可以根据信号的强度以及信号传播的时间来计算设备与基站之间的距离，进而确定设备的位置。

3. WiFi定位WiFi定位是通过扫描周围的WiFi信号来确定设备的位置。

每个WiFi路由器都有一个唯一的MAC地址，设备可以通过扫描周围的WiFi信号并获取到MAC地址和信号强度信息。

通过比较设备与不同WiFi路由器之间的信号强度，可以确定设备与不同路由器的距离，进而确定设备的位置。

4. 蜂窝定位蜂窝定位是利用移动通信网络中的蜂窝基站来确定设备的位置。

移动通信网络由多个蜂窝基站组成，每个蜂窝基站负责覆盖一个特定的区域。

设备可以通过检测周围蜂窝基站的信号强度和信号传播时间来计算自己与基站之间的距离，从而确定自己的位置。

以上就是单点定位的基本原理。

通过GPS、基站、WiFi和蜂窝等信号，我们可以确定设备的位置信息。

这些定位技术已经广泛应用于导航、物流、智能家居等领域，为我们的生活带来了便利。

同时，随着技术的不断进步和发展，单点定位的精确度也在不断提高，为用户提供更准确的位置信息。

精密单点定位技术的应用研究
摘要
精密单点定位技术是一种利用多普勒效应来定位和导航的技术。

它利用一种可靠的接收机，可以在远程接收GPS系统的信号并将其转换为实时位置，从而获得精确的定位和导航信息。

它可以提供更精确的定位和导航信息，为用户提供更精确的定位结果。

本文综述了现代精密单点定位技术在多个领域的应用，这些领域包括：海洋科学/防浪应用、林业应用、军事方面的应用、航空应用以及未来的应用等。

针对这些应用，进行了技术分析和技术发展预测。

本文结合实际情况，探讨了精密单点定位技术的发展趋势，以及如何发挥其在实际应用中的最大价值。

关键词：精密单点定位；多普勒效应；海洋科学；林业；航空
Research on the Application of Precision Single Point Positioning Technology
Abstract。

单点定位名词解释什么是单点定位单点定位（Single Point Positioning，简称SPP）是一种用于确定物体或人在空间中单一位置的定位技术。

它是基于全球导航卫星系统（Global Navigation Satellite System，简称GNSS）的原理和技术，通过接收来自多颗卫星的信号，并利用这些信号的时间延迟、频率变化等信息，来计算被定位物体或人的地理坐标。

GNSS与单点定位的关系GNSS是由一组卫星组成的导航系统，包括全球定位系统（GPS，GlobalPositioning System）、伽利略卫星导航系统（Galileo）、北斗卫星导航系统（BeiDou）等。

这些卫星以恒定的轨道绕地球运行，向地面发送无线电信号，接收器接收并处理这些信号，从而实现定位和导航功能。

单点定位是GNSS中最基本的定位方式，它仅利用一个接收器接收卫星信号，通过计算信号的时间差、频率等信息，确定接收器所在的位置。

相比于差分定位和RTK定位，单点定位的精度较低，但它具有简单、易操作等特点，在不需要高精度定位的情况下，具有较为广泛的应用。

单点定位的原理单点定位的原理主要基于三个方面的信息：接收时间、卫星位置和信号传播速度。

•接收时间：接收器接收到来自卫星的信号后，可以通过测量信号到达的时间差来计算信号的传播距离。

•卫星位置：接收器需要知道至少四颗卫星的位置信息，这样才能计算得到接收器所在的位置。

卫星的位置信息可以通过广播信号传输给接收器。

•信号传播速度：信号在空间中传播的速度是一个固定值，接收器可以利用信号的传播速度，将信号传播时间转换为接收器与卫星之间的距离。

基于上述信息，接收器可以通过解算的方式，计算出接收器所在的位置坐标。

常用的解算方法包括最小二乘法、加权最小二乘法等。

单点定位的误差源单点定位的精度受到多个因素的影响，主要的误差源包括以下几个方面：1.天线相位中心偏移误差：接收器的天线相位中心与经纬度坐标系的参考点之间存在一定的偏移，这会引入一定的误差。

单点校正法
单点校正法是一种定位技术，它可以帮助人们准确掌握所处位置。

它是“单点定位”的主要方法，通过计算空间坐标系中特定点的位置，实现定位的功能。

单点校正法的定位原理很简单，通过计算从已知点到单个点的直线距离，可以确定单个点的空间坐标。

首先，通过在已知点上测量出距离，确定单点位置；其次，计算点到点之间的距离，以及距离和空间坐标之间的关系；最后，按照已知点上测得的距离来计算单个点的位置坐标。

单点校正法应用广泛，包括土地登记、地理编码、路径规划、交通运输在内的各个领域。

它的特点之一就是精度高，控制误差的能力也很强，并且可以在大篇幅的区域中普遍应用。

在土地登记中，单点校正是一种常用的调查技术。

可以采用精密测距仪和平板电脑来获取测量点之间的距离，并结合卫星导航数据来确定坐标。

采用单点定位原理可以较准确地确定土地的边界线和权界点的位置，防止因不熟悉地形而导致的精度下降。

在地理编码领域，单点校正法也可以得到精确的定位结果。

它可以通过测量两个点之间的距离并将结果投影到地图上，以计算出最终定位坐标。

这种方法非常适用于计算任何类型的地理编码，包括街道编码、建筑物编码等。

此外，单点校正法还可以用于路径规划和交通运输。

它可以帮助路径规划者准确测量出最佳路线，而在交通运输方面，可以通过跟踪
车辆的位置，帮助改善交通状况。

单点校正法在定位技术领域有着不可替代的作用。

它的特点是精度高，控制误差的能力也很强，还可以普遍应用于各种领域，为人们准确定位提供了便利。

基于精密单点定位的ADS40航测技术在线路工程中的应用研究①摘要:随着gps技术、ccd技术和计算机的发展,基于精密单点定位的航测技术已逐渐成为当今主要摄影测量作业方法。

为探索单点定位技术与ads40航摄仪结合应用于电力线路勘测工程的方式和精度情况,本文结合电力线路工程的试验,介绍了单点定位技术和ads40航摄仪,并对试验结果做了详细精度统计分析,最后对其应用进行总结,为其在线路勘测工程的深入应用提供借鉴。

关键词:pppads40电力勘测带状工程精度分析中图分类号:tp2 文献标识码:a 文章编号:1674-098x(2011)07(b)-0108-021 引言gps技术以其可在全球范围内实现全天候、联系、实时的三维导航、定位、测时、测速的特点,在测量领域得到广泛应用,其相对定位的定位方式发展迅速,从最先的码相对定位到现在的rtk,使gps 定位精度不断提高,而绝对定位即单点定位发展相对缓慢。

美国喷气推进实验室(jpl)的zumberge提出了精密单点定位技术(precise point positioning,ppp)技术,只要给定卫星的轨道和精密钟差,采用精密的观测模型,就可以计算出接收机的精确位置。

目前国际gps 服务组织(igs)能够提供卫星的精密轨道和钟差,卫星轨道的精度能达到2～3cm,卫星钟差的精度优于0.02ns。

随着gps技术的发展,集成了高精度惯性导航定向系统和全球卫星定位系统的数码航摄系统逐渐出现,其中最具代表性的是推扫式航空传感器ads系统,可无需进行外业控制测量就可以直接进行加密和测图,不仅大大减少外业控制测量工作及成本,更可以提高工作效率,缩短成图周期。

国内对ads40传感器的各类试验也早已在测绘系统中展开,但多侧重于区域网模式,而在国内,诸如输电线路一类的带状工程中的应用较少。

本文结合工程,对基于精密单点定位的ads40航测技术在线路勘测工程中的应用、精度和误差情况做了一些深入研究。

BDS/GPS组合精密单点定位关键技术研究全球导航卫星系统深刻地改变了人们的生活方式,极大地促进了社会进步,在民用和军事领域都发挥着至关重要的作用。

精密单点定位技术仅需单台接收机便可以完成定位任务,具有机动灵活、不受作业距离限制、使用成本低等特点。

PPP技术最早用于高精度坐标参考框架的维持,此后扩展至大地测量和地球动力学等诸多领域,在气象研究、形变监测、地震预警、低轨卫星定轨等方面得到了广泛使用,具有重要的应用价值。

随着GNSS的快速发展,卫星星座和导航信号越来越丰富,精密产品的精度也越来越高,多系统PPP实验条件日趋成熟。

在多系统条件下,可用观测量更多、卫星几何构型更强、平差系统冗余程度更高,多系统PPP可以提高定位的精确性、可用性和可靠性,并有效缩短初始化时间,是当前GNSS领域的研究热点。

多系统PPP数据处理方法与单系统PPP相比,既存在相似之处,也有自身特点。

由于不同系统的卫星类型、系统参考时间和硬件延迟存在差异,多系统PPP 受到更多系统性偏差的影响,此类偏差的稳定性分析和处理方法是目前亟待解决的问题,多系统PPP数据融合处理方法还有待进一步研究。

论文围绕BDS/GPS组合PPP关键技术,主要从系统间偏差、硬件延迟偏差、电离层延迟误差和多系统融合4个方面开展研究,主要工作和创新点如下:(1)利用长期数据分析了ISB单天和一周稳定性,探讨了使用不同精密产品和不同类型接收机所得ISB的特性。

试验结果表明:ISB单天稳定性较好,单天标准差约为0.5ns,而不同年份数据ISB周平均值和周标准差的差异较大;同一测站使用不同精密产品计算得到的ISB周平均值之间存在系统性偏差,且不同测站的该系统性偏差大小基本相同;ISB周平均值与接收机类型有关。

(2)针对传统ISB预报方法忽略了拟合数据权重不同的问题,提出一种改进的ISB建模和预报方法。

该方法采用Kalman滤波估计ISB模型参数,并根据ISB拟合数据距离预报时刻的远近调整其方差,充分利用拟合数据的时空相关性,从而提高了ISB预报精度。

2020年6月第3期现代导航·171·GPS/BDS实时精密单点定位技术实现张之琛（西安邮电大学通信与信息工程学院，西安710121）摘要：为给各类用户提供高精度、高可靠定位、导航、授时等服务，设计了一款基于ARM+FPGA的GPS/BDS双模双频接收机，嵌入基于GPS/BDS双系统的实时精密单点定位软件。

简单介绍了接收机的硬件设计中的电源和射频模块，针对实时改正数差分龄期过大和IODE与广播星历不匹配造成实时PPP定位中断的问题，给出了相应解决办法。

最后通过对实时GPS/BDS 组合PPP长时间测试表明：静态条件下，水平方向偏差RMS为2.1cm，高程方向偏差RMS值为3.6cm；动态条件下，水平方向偏差RMS值为12.6cm，高程方向偏差RMS值为14.7cm。

关键词：GPS/BDS；软件接收机；高精度；多频；实时；精密单点定位中图分类号：TN967.1 文献标志码：A 文章编号：1674-7976-(2020)-03-171-07 Realization of GPS/BDS Real-Time Precise Single-Point Positioning TechnologyZHANG ZhichenAbstract: In order to provide high-precision, high-reliable positioning, navigation, timing and other services for various users, a GPS/BDS dual-mode dual-frequency receiver based on ARM+FPGA is designed which is embedded a real-time precise point positioning software. The power and radio frequency module of the receiver are briefly introduced. Aiming at the problem of positioning interruption caused by overage of correction difference age and mismatch of IODE between real-time correction number and broadcast ephemeris, The corresponding solutions are given. Finally, the long-time test of real-time GPS/BDS PPP shows that the horizontal deviation RMS is 2.1 cm and the elevation deviation RMS is 3.6 cm under static condition, the horizontal deviation RMS is 12.6 cm and the elevation deviation RMS is 14.7 cm under dynamic condition.Key words: GPS/BDS; Software Receiver; High Precision; Multiple-Frequency; Real Time; Precise Point Positioning0 引言精密单点定位（Precise Point Positioning，PPP）是指单台接收机利用精密的卫星轨道和钟差和现有精确函数模型或附加参数估计等方式消除与定位相关的误差项，实现高精度的绝对定位。

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。

Panda软件精密单点定位解算在测绘生产中的应用摘要：本文介绍了利用武汉大学卫星导航定位技术研究中心自主研发的软件panda解算国家2000坐标的全过程，并通过实例验证了解算出坐标成果的精度与可靠性，在缺少国家2000坐标控制点地区，利用该软件解算国家2000坐标可以满足一定等级控制网的起算点要求，具有一定的实用价值。

1、引言精密单点定位技术（precise point positioning；PPP ）是利用单台GPS双频双码接收机的观测数据，以及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，进行基于相位和伪距观测值的高精度定位解算，它可在全球范围任意位置以分米级精度进行动态定位，或以厘米级精度进行静态定位。

Panda软件是在国家自然科学基金等课题资助下，由武汉大学卫星导航定位技术研究中心自主研发的卫星精密定轨、定位综合处理分析软件，该软件是在WINDOWS系统下开发，具有界面友好，精度高等优点，经多个测区的实际作业，采用Panda软件精密单点定位方式解算出的我国2000坐标成果，可满足航空摄影基站及一定等级的GPS控制网控制点要求，其作业流程如下：2、野外GPS观测观测时，需选用双频双码GPS接收机，采用静态观测方式，观测时根据精度需求，选用合适的观测时间，但一般需观测23小时，下载观测数据需按GPS 年积日存放，观测成果应该转成RINEX格式，天线高要归化到天线相位中心。

3、下载精密星历、精密钟差文件、卫星导航文件根据观测时GPS的年积日、公历时间，计算星历的GPS周、GPS周天，下载IGS对应的精密星历、精密卫星钟差文件以及卫星导航文件，经下载解压后，得到精密星历文件格式为(igs****#.sp3)，精密钟差文件格式为（igs****#.clk），卫星导航文件格式为（年积日.n），其中igs为事后精密星历缩写，****代表相应星历的GPS周（1980年1月6日子夜零点UTC时起算），#代表GPS周天，如果跨天（卫星轨道合并），还需下载下一天的精密星历文件，下载文件名有三个可选，final为事后星历,精度小于5cm/0.1ns，命名为igs，一般13天后可取，rapid为快速星历，精度为5cm/0.1ns，命名为igr，约17个小时可以获取，ultrarapid为预报星历，精度为5cm/~0.2ns，延迟3小时，每天4次播报，其中的final产品精度最高，当高精度解算时需采用此产品。