单频GPS精密单点定位研究

【摘要】： 精密单点定位(Precise Point Positioning)是一种高精度GPS单点定位技术,它仅仅采用一台GPS接收机进行观测,结合从IGS站上下载的精密星历和精密钟差文件,利用观测得到的伪距和载波相位观测值进行解算,以获得该接收机在地球坐标系中精确的坐标,其定位精度甚至可以达到厘米。根据接收机所接收到的观测值,有双频精密单点定位和单频精密单点定位之分。在单频精密单点定位中,需要精确获取到卫星轨道和卫星的钟差值,再考虑影响定位结果的各种误差源并利用相应的改正模型对其进行改正。在事后处理中还可以结合IGS站提供的GPS卫星精密星历求出高精度的卫星轨道,利用精密卫星钟差可以有效的进行钟差改正。其他误差源均可以采用相应的改正模型对其进行改正,其中电离层误差对单频单点定位的精度影响最大,应对其进行深入研究。而在解算过程中,需要进行粗差、周跳的探测和修复、相位平滑伪距等数据预处理工作,再利用卡尔曼滤波方法进行待求参数的估计计算。对于单频精密单点定位的研究,本文所做的工作有： (1)介绍了单频精密单点定位的基本内容,包括观测方程的建立、观测值的组合方法、误差源及其改正模型的介绍。 (2)由于电离层延迟影响对单频PPP影响最大,本文重点介绍了各种电离层改正模型,对电离层格网模型的内插方法和建立小区域的电离层拟合模型的方法进行了介绍,并用实例进行计算,分析结果后可知,在待求参数中加入电离层参数也能够取得较好的解算结果。(3)论述了单频精密单点定位的三种周跳探测方法：伪距／载波组合法、载波变化率法和星间作差多项式法。实例结果表明了星间作差多项式法比其它两种方法更具有效果,推荐在进行周跳探测时能多种方法一起进行探测。 (4)重点研究单频精密单点定位的数学模型及其参数估计方法,探讨标准卡尔曼滤波方法估计待求参数的方法,针对参数计算过程中可能存在粗差的情况引入了抗差卡尔曼滤波方法,并用matlab编程实现了整个单频PPP的流程。