gps靜態(tài)精密單點定位精度實驗分析

《gps靜態(tài)精密單點定位精度實驗分析》由會員上傳分享，免費在線閱讀，更多相關(guān)內(nèi)容在行業(yè)資料-天天文庫。

1、3GPS靜態(tài)精密單點定位精度實驗分析杜向鋒1,蔣利龍1,李霞2(11廣東工業(yè)大學(xué)建設(shè)學(xué)院,廣東廣州510075;21核工業(yè)華南建設(shè)工程集團公司,廣東廣州510800)摘要:通過實驗分析了靜態(tài)GPS精密單點定位精度,提出了應(yīng)用精密單點定位技術(shù)進行生產(chǎn)作業(yè)時應(yīng)該注意的幾點問題。關(guān)鍵詞:GPS精密單點定位;定位精度;精密星歷中圖分類號:P228文獻標識碼:A文章編號:100829268(2008)0120035204可以實現(xiàn)實時的或事后的高精度定位,這一定位方法稱為精密單點定位(PrecisePointPositioning,簡稱為PPP)。這一概念最初是由JPL(美國噴氣推動

2、實驗室)的Zumbeger等人提出并在他們開發(fā)的數(shù)據(jù)處理軟件GIPSY上予以實現(xiàn)。在GPS定位中,主要的誤差來源于軌道誤差、衛(wèi)星鐘差和電離層延時等。采用雙頻接收機,可利用LC相位組合,消除電離層延時的影響,定位誤差只有軌道誤差和衛(wèi)星鐘差兩類。再利用IGS提供的精密星歷和衛(wèi)星鐘差,利用觀測得到的相位值,就能精確地計算出接收機位置和對流層延時等信息。在精密單點定位中,通常采用雙頻無電離層組合觀測值組成觀測方程:1引言GPS定位具有:測量精度高,測站間無需通視,觀測時間短,儀器操作簡便,全天候作業(yè)等特點。它能夠提供從毫米級到幾十米量級的定位精度,能夠滿足不同用戶對位置精度的要求

3、。目前GPS測量中采用較多的是GPS相對定位方式和GPSRTK方式,前者相對于其他的定位模式最大的特點是精度高,通過數(shù)十分鐘到數(shù)小時的觀測獲得毫米至厘米級精度,是目前GPS測量最常用的作業(yè)模式。后者在架設(shè)好基準站后在半徑10km左右的施工區(qū)數(shù)秒時間內(nèi)就可獲得點位厘米級精度的三維坐標,適合于大范圍高密度點位測量,效率非常高,近幾年得到了大量的推廣應(yīng)用。而近年來又產(chǎn)生了一種新的GPS定位技術(shù),它就是非差觀測值精密單點定位技術(shù),簡稱PPP技術(shù),隨著該技術(shù)的日益成熟和完善,使GPS作業(yè)更加方便,數(shù)據(jù)處理更加簡單,實用范圍更加廣泛,它可以大大提高測量作業(yè)的效率,具有廣泛的應(yīng)用前景,

4、目前PPP已經(jīng)成為GPS研究的新熱點,對其進行精度分析的文章也很多,但是作者發(fā)現(xiàn)這些文章都是從理論的角度進行分析,從實驗的角度對該技術(shù)的精度進行深入分析的文章還未讀到,所以作者從這個角度出發(fā)寫了這篇文章。lp=ρ+c(dt-l<=ρ+c(dt-dT)+M-zpd+εp(1)dT)+amd+M-zpd+ε<式中:lp為p1和p2的無電離層偽距組合觀測值;l<為L1和L2無電離層相位組合觀測值(距離);dt為地面GPS接收機鐘差;dT為GPS衛(wèi)星鐘差;c為真空中的光速;amd為無電離層組合相位觀測值(距離)的模糊度(不具有整數(shù)特性);M為投影函數(shù),zpd為天頂方向?qū)α鲗友舆t改

5、正參數(shù)ε,p和ε<分別為兩種組合觀測值的觀測噪聲和多路徑誤差;ρ為測站(Xr,Yr,Zr)和GPS衛(wèi)星(Xs,Ys,Zs)間的幾何距離:精密單點定位原理[1]利用IGS(InternationalGNSSService)提供的或自己計算的GPS衛(wèi)星的精密星歷和精密鐘差,用戶利用單臺GPS雙頻雙碼接收機的觀測數(shù)據(jù)在數(shù)千平方公里乃至全球范圍內(nèi)的任意位置都2(Xs-X)2+(Ys-Y)2+(Zs-Z)2(2)ρ=rrr將(1)式線性化后可得到觀測誤差方程V=AδX+W(3)式中:A為設(shè)計矩陣,δX為待估參數(shù),其中包括測站坐標、接收機鐘差、無電離層組合模糊度及對流3收稿日期:20

6、07210212層天頂延遲改正參數(shù)。在GPS相對定位中,特別在基線比較短的情況下,差分組合觀測值可以消除許多的共同誤差。在精密單點定位中,必須顧及所有誤差來源,如固體潮影響、海潮影響、天線相位中心改正、相對論改正、彎曲改正等都需要用精確的數(shù)學(xué)模型加以改正,從而得到精確的接收機位置。精密單點定位要達到厘米級的定位精度有以下兩個前提:(1)衛(wèi)星軌道精度需達到厘米級水平。(2)衛(wèi)星鐘差改正精度需達到亞納秒量級。目前IGS提供的后處理精密星歷精度已經(jīng)達到2～5cm,精密衛(wèi)星鐘差精度達到了0.1～0.2ns,從而保證了精密單點解算可以獲得厘米級精度[2]。Heroux等人也研究了非

7、差精密單點定位方法,他們處理長時間靜態(tài)觀測數(shù)據(jù)的結(jié)果精度也達到厘米級。國內(nèi)武漢大學(xué)GPS工程研究中心進行了精密單點定位技術(shù)的研究工作。使用IGS提供的精密星歷和自己計算的精密衛(wèi)星鐘差,對位于夏威夷IGS站的KOKB站的數(shù)據(jù)進行了分析,結(jié)果表明,經(jīng)過約15min的初始化后,單歷元的定位結(jié)果趨于穩(wěn)定,定位結(jié)果與已知坐標在XYZ方向上的最大差值分別為0.158,0.174和0.167,其絕大多數(shù)的中誤差小于15cm,隨著研究的繼續(xù)深入和數(shù)學(xué)模型的精化,動態(tài)和快速靜態(tài)的精度將進一步的提高。我們通過使用武漢大學(xué)測繪學(xué)院的單點定位軟件Tr