PPP(精密单点定位)

1基础知识1.1GPS精密单点定位的基本原理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。

观测值中的电离层延迟误差通过双频信号组合消除，对流层延迟误差通过引入未知参数进行估计。

1.2时间系统RTKLIB内部使用GPST(GPST时间)用于GNSS的数据处理和定位算法。

数据在RTKLIB 内部处理之前，需要转换成GPST时间。

使用GPST的原因是避免处理润秒。

RTKLIB使用以下结构体表示时间：typedef structtime_t time; /* time(s) expressed by standard time_t */double sec; /* fraction of second under 1 s */} gtime_t;1.2.1GPST和UTC(Universal Time Coordinated)关系参考【图1】，参考【图2】：图1 转换关系公式图2通过使用GPS导航信息中的UTC参数，GPST到UTC或者UTC到GPST之前的转换可以用更准确的表达方式，如【图3】。

图3这些参数是由GPS导航消息提供的。

1.2.2BDT（北斗导航卫星系统时间）BDT（北斗导航卫星系统时间）是一个连续的时间系统，没有润秒。

开始历元的时间是【UTC 2006年1月1号00:00:00】。

北斗时间计算公式【图4】：图4UTC和GPST时间转换同上面的GPS一样，只不过UTC参数来自与北斗导航信息中。

1.3坐标系统接收机和卫星的位置在RTKLIB中表示为在ECEF(地心地固坐标系)坐标系统中的X, Y, Z 组件。

1.3.1大地坐标到ECEF坐标的转换转换公式如【图5】。

第三个公式最后一行有错，应该为:(v(1 – e2)+h)sin图5参数说明：a :地球参考椭球的长半径f : 地球参考椭球的扁平率h: 椭球高度:纬度: 经度当前版本的RTKLIB使用的值为【图6】：图6图7 参考椭球体1.3.2ECEF坐系到大地坐标的转换转换公式如【图8】图81.3.3本地坐标到ECEF坐标的转换在接收机位置的本地坐标，也被称为ENU坐标，通常使用在GNSS导航处理。

详解RTK,RTD,SBAS,WAAS,PPP,PPK,广域差分等技术之间的关系与区别小编年前写了一篇关于RTK技术的文章，有粉丝留言问小编RTK，RTD，SBAS，WAAS，PPP，PPK，广域差分等技术的区别与联系。

今天小编就为大家讲解一下这几种技术之前的区别与联系。

先不论这几种技术的之间的所属关系，小编就按照这个顺序一一来讲解。

首先，了解一下这几种技术的含义或概念。

RTK小编已经说过的，没有看过的可以点击链接传送过去阅读：《什么是RTK？》。

01 RTDRTD：英文全称Real Time Differential，中文意思是实时动态码相位差分技术。

工作方法是基准站将伪距（或者坐标）修正值（差分值）发给用户接收机，用户接收机根据差分值与本身的观测值算出精确位置的方法。

在之前使用RTK测量时，连接CORS时候会先出现红色的 RTD，然后才是RTK固定。

其实RTD与RTK在某些原理上是相同的，所以小编在这里放在一起讲。

首先从相同层面的地方来讲，RTD（Real Time Differential）与RTK（Real Time Kinematic）都是属于差分GPS也就是DGPS，并且都是实时、动态、相对定位的。

然后不同的地方，RTD计算的是伪距，根据基准站已知坐标和各卫星的坐标，求出每颗卫星每一时刻到基准站的真实距离。

再与测得的伪距比较，得出伪距改正数，将其传输至用户接收机，属于码（C/A码、P码）差分技术。

而RTK计算的是两个测站载波相位观测值，即是将基准站采集的载波相位发给用户接收机，进行求差解算坐标。

属于载波（L1、L2、L5）相位差分技术。

在实时动态测量中，最先在码相位测量上引入差分技术，所以把实时动态码相位差分测量称作常规差分GPS测量技术。

也就是一般的DGPS/差分定位。

因为RTD使用的是伪距测量，所以精度较低只有亚米级，通常用户汽车导航等非高精度定位领域。

02 SBASSBAS：英文全称Satellite-Based Augmentation System，中文意思是广域差分增强系统，如果不知道这是什么意思，那么说星基增强系统相信大家都知道。

东南大学硕士学位论文GPS动态精密单点定位（PPP）研究姓名：陈安京申请学位级别：硕士专业：大地测量学与测量工程指导教师：高成发20070122在广义与狭义相对论的综合影响下，卫星钟的变化频率为Ⅳ２争（Ｉ－釜溉（３．２）式中：ｇ为地面重力加速度；ｃ为光速；ａ－为地球平均半径：Ｒ。

为卫星轨道平均半径。

ＧＰＳ卫星钟的标准频率ｆｏ＝１０．２３Ｍｌｌｚ，可得Ⅳ＝Ｏ．００４５５Ｍｌｌｚ（３．３）在综合影响下，卫星钟比地亟钟走得慢，每秒钟相差约０．４５ｍｓ，为消除这一影响，一般将卫星标准频率减小约０．００４５５姗ｚ。

上述讨论，是基于ＧＰＳ卫星作严格的圆周运行。

实际上，６ＰＳ卫星轨道是一个椭圆，而椭圆轨道各点处的运行速度是不同的，相对论效应频率补偿，就不是一个常数。

频率常数补偿，所导致的补偿残差称为相对论效应误差。

它所引入的ＧＰＳ信号时延为蚝：一垒粤ｓｉｎＥ（３．４）吒式中：ｅ为ＧＰＳ卫星椭圆轨道的偏心率；Ｅ为６ＰＳ］！星的偏近地点角；ａ为ＧＰＳ卫星椭圆轨道的长半轴。

当ｅ＝Ｏ．０１，Ｅ－－－９００，相对论效应误差导致的时延达到最大值，即为２２．８９７ｎｓ，这相当于６．８６ｄｍ的站星距离，在精密单点定位中，必须予以考虑。

３．１．３卫星天线相位中心偏差卫星天线相位中心偏差指卫星天线质量中心和相位中心之间的偏差，如图３．１所示（Ａｂｄｃｌ．ｓａｌａｍ，Ｍ．，２００５）。

由于卫星定轨所用的轨道力模型参数是相应于其质心，ＩＧＳ精密星历和卫星钟差也是相应于卫星质量中心，而观测值是接收机天线相位中心和卫星天线相位中心。

这样．就必须顾及卫星天线质量中心和相位中心之间的偏差。

在星固系中卫星相位中心相图３—１天线相位中心偏差对于卫星质心的偏差如表３－１所示。

表３．１星固系中卫星天线相位偏差（ＫｏｕｂａｒａｎｄＨｅｒｏｕｘ，２０００）在星固系中卫星天线相位中心偏差（ｍ）ＸＹＺＢｌｏｃｋＩＩ／ＩＩＡ０．２７９０．０００１．０２３ＢｌｏｃｋＩＩＲ０．００００．００００．０００等聊＝番（ｎ一仍－（１一万ｆ１）ｃ‰，，＋（１一砉）ｃ％Ｊ（３．１４）等ｊＴＥＣ＝—ｆ是，－Ａｔａ一兄ｑ一丢，—‰．ｒ＋ｔｔ一丢，ｅ‰Ｊｃ，∞，－竽ＴＥＣ＝孺ｆ．２（ｍ。

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。

毕业设计（外文翻译）中文题目：GPS 精密单点定位测量英文题目：Surveying using GPS Precise Point Positioning学院测绘与地理信息学院专业测绘工程姓名刘江涛学号201103241指导教师姚德新2015年6月8日GPS精密单点定位测量奥拉，席佩尔，乔恩•格伦挪威摘要精密单点定位（PPP）使用全球导航卫星系统（GNSS）精确定位，是一个可行的替代差分定位方法的技术。

由于没有必要获取地方或区域基准站的数据，PPP具有高性价比。

尤其是在偏远地区的后勤被大大简化。

PPP方法具有潜在的静态厘米级精度和动态亚分米级精度。

挪威生命科学大学开发的PPP软件经过成功校验后，应用于2003年挪威海底水文调查，基于其操作方便，成本低廉和定位精度高，德国坦克公司开发了商用软件。

本文介绍的PPP方法概述重点在动态测量方面。

相比差分定位方法在其优点和缺点进行了讨论。

尖键词：全球导航卫星系统；GPS精密单点定位1绪论在导航、土地测量和一般地理坐标参照系统的应用已简化，由于无线电导航卫星信号的可用性，应用也更精确。

全球导航卫星系统（GNSS）包括军事系统。

如美国的GPS,俄罗斯的GLONASS，以及未来欧洲的民用系统Galileo。

GPS仍然是卫星定位的基石，该系统已用于民用。

1978第一个GPS卫星送入轨道，直到1985年共发射10颗实验卫星。

1989年发射了第一个业务二号卫星被推出，于1994年该系统达到了全部工作能力。

之后不同代的IIA，IIR和IIRM卫星陆续发射，当时有29颗GPS卫星可用，见图1。

1A96 皿旧2VVO 2002 2004 3006>»ar图1近年来各代GPS卫星服务提供的GPS民用称为标准定位服务（SPS）和基于单频伪距观测采用C/A码和导航电文（ICD，2000）。

手持GPS接收机的工作地点良好的卫星的可用性，与约3-5 个准确坐标在垂直于水平和6・10米（95%）可以实现。

精密单点定位技术应用浅述1 引言随着我国对海洋资源的逐步开发，海洋科研、海洋工程建设等活动日益增加，对海洋定位测量的精度要求也日益提高。

传统的标准单点定位尽管只需要一台GPS接收机就可以进行实时的导航定位，且在导航领域具有广泛的应用，但精度低（数米至数十米），满足不了海洋定位测量对精度日益提高的要求。

差分GPS 定位技术虽然精度高，但是需要布设至少一个基站，精度随着作业距离的增加而降低，受到作业距离的限制，而且仪器成本和劳动成本都相应增加。

精密单点定位技术恰好继承了标准单点定位和差分定位的优点，它使用非差相位定位模式，改变了以往只能使用双差相位定位模式才能达到较高定位精度的现状。

精密单点定位技术不受作业距离限制，而且能够进行高精度的静态和动态定位，在海洋定位测量中具有更加广阔的应用前景。

2 精密单点定位技术的原理2.1 基本原理精密单点定位技术（Precise Point Positioning ，PPP）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迟。

利用IGS提供的高精度的GPS精密卫星星历和卫星钟差，以及单台双频GPS接收机采集的载波相位观测值，采用非差相位观测模型进行精密单点定位。

其主要计算过程：将精密星历拟合成轨道多项式，对各项误差进行模型改正和参数估计，利用轨道多项式及卫星钟差与用户观测数据一起进行精密单点定位计算。

精密单点定位要求卫星轨道精度达到cm级水平，卫星钟差改正精度达到ns级水平。

精密单点定位的优点在于解算出测站坐标的同时能够解算出接收机钟差、卫星钟差、电离层和对流层延迟改正信息等参数，这些结果能够满足对以上因素研究的需要。

从上面的计算结果来看，Trip软件解算的精密单点定位的精度和GAMIT软件解算的差分定位的精度基本是一致的，能够实现厘米级甚至毫米级的定位精度，这一技术能够满足精密的海洋划界、精密海洋工程测量、海岛礁定位等海洋定位测量的要求。

改进的精密单点定位方法在航测刺点中的应用摘要:在铁路勘测作业中,航测刺点是航测外业中的一项重要内容,随着数码航摄仪的出现及应用,刺点的点间距大为延伸,常规作业模式中,基准站与测站的距离一般不大于10km,这样就带来了频繁的换基站的问题。

本文介绍了一种改进的精密单点定位算法,提高了其收敛速度和解算精度,使之能够应用于航测刺点工作,且该方法受距离限制小,能够大大的提高作业效率。

关键词:精密单点定位PPP 航测刺点航测刺点是航测外业中的一项重要内容,常规作业模式中,基准站与测站的距离一般不大于10km。

随着数码航摄仪的出现及应用,传统的五点法或六点法布点方式不再应用,新的布点法大大延长了待刺点的距离,在地势较为平坦地区,点间距可延长至10km以上,这样,就给外业刺点工作带来了新的问题,即需要频繁的换基站的问题。

精密单点定位(PPP)是近几年的一个热点,与常规的差分方法不同,PPP算法使用模型减弱或消除GPS解算中的各种误差,且不受距离的限制,但正因为如此,其收敛速度慢,即需要更长的观测时间,解算精度相对差分算法也较低。

本文介绍了一种改进的PPP算法,提高了常规PPP算法的收敛速度和解算精度,使PPP算法能够应用于航测刺点工作,且该方法受距离限制小,能够大大的提高作业效率。

1 改进的精密单点定位算法精密单点定位技术是利用IGS精密轨道和精密卫星钟差产品,对单台双频接收机采集的相位和伪距观测值进行非差定位处理,一般采用无电离层组合观测方程,其数学模型如下:利用上述推导的观测模型,可采用卡尔曼滤波或序贯平差的方法进行非差精密单点定位计算,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,存在明显的随机抖动,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,先利用Saastamonen或其他模型进行改正,再利用随机游走的方法估计其残余影响。

RTKPPP定位算法流程1 基础知识1.1 GPS精密单点定位的基本原理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。

观测值中的电离层延迟误差通过双频信号组合消除，对流层延迟误差通过引入未知参数进行估计。

1.2 时间系统RTKLIB内部使用GPST(GPST时间)用于GNSS的数据处理和定位算法。

数据在RTKLIB 内部处理之前，需要转换成GPST时间。

使用GPST的原因是避免处理润秒。

RTKLIB使用以下结构体表示时间：typedef structtime_t time; /* time(s) expressed by standard time_t */double sec; /* fraction of second under 1 s */} gtime_t;1.2.1GPST和UTC(Universal Time Coordinated)关系参考【图1】，参考【图2】：图1 转换关系公式图 2通过使用GPS导航信息中的UTC参数，GPST 到UTC或者UTC到GPST之前的转换可以用更准确的表达方式，如【图3】。

这些参数是由GPS导航消息提供的。

1.2.2BDT（北斗导航卫星系统时间）BDT（北斗导航卫星系统时间）是一个连续的时间系统，没有润秒。

开始历元的时间是【UTC 2006年1月1号00:00:00】。

北斗时间计算公式【图4】：UTC和GPST时间转换同上面的GPS一样，只不过UTC 参数来自与北斗导航信息中。

1.3 坐标系统接收机和卫星的位置在RTKLIB 中表示为在ECEF(地心地固坐标系)坐标系统中的X, Y, Z 组件。

1.3.1 大地坐标到ECEF 坐标的转换转换公式如【图5】。

第三个公式最后一行有错，应该为:(v(1 – e2)+h)sin图 5参数说明： a : 地球参考椭球的长半径f : 地球参考椭球的扁平率h: 椭球高度: 纬度: 经度当前版本的RTKLIB 使用的值为【图6】：图 6的星历数据，判断星历数据的卫星编号是否和传入的卫星编号相等。

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。

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。