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摘 要：本文简要介绍了精密单点定位的基本原理和IGS精密星历数据产品质量指标；通过使用不同的IGS产品精密星历和钟差数据与不同载体速度的数据作PPP和载波相位差分处理解算，分析比对了静态、高动态条件下不同运动速度的载体定位误差，为高动态精密单点定位技术在动态测量应用提供了依据，可作为事后差分作业模式行之有效的弥补措施，具有一定的实际参考应用价值。
关键字：精密单点定位；IGS；精密星历；钟差；高动态
【中图分类号】P123.1
0 引 言
GPS精密单点定位（PPP—Precise Point Positioning）就是先利用全球若干IGS跟踪站的GPS观测数据计算出的精密卫星轨道参数和卫星钟差，然后在此基础上采用单台接收机独立作业，在不作载波相位差分的情况下，利用高精度的GPS精密星历和卫星钟差，以及单台双频GPS接收机采集的载波相位观测值，通过双频观测值进行合理模型组合可以消除电离层延迟的影响，其组合模型对载波相观测值的周跳进行探测。该定位模式优点在于除能解算出测站点在ITRF下高精度坐标外，还可解算出接收机钟差、卫星钟差、电离层和对流层延迟改正信息等参数，对开展接收机检测、研究授时、电离层等有着重大意义[1]。
我单位主要从事高精度测控设备的精度鉴定服务，即通过飞行试验或专门的鉴定试验，采用基准站和目标站载波相位数据处理方法，对测控设备的精度及数据的不准确性作出评定。在实际工程测量中，有基准站受到电磁干扰或是接收机产品自身原因引起的无基准站数据的现象，无法提供质量比对标准数据，致使试验无法继续进行。因此，在本文基于动态高精度测量与导航定位以及低轨道定轨方面有广泛的应用前景[2]，对IGS发布产品数据进行了研究，以实际校飞录取数据为研究对象，利用Waypoint软件GrafNav模块，将GPS基准站作动态处理，分别分析了两种不同IGS产品IGR（快速）和IGS（最终）的定位和测速结果精度，之后，将不同平均速度的动态站（移动载体）进行载波相位差分处理解算结果与IGS发布的卫星星历产品，利用Waypoint软件GrafNav软件精密单点定位模块处理结果比对、统计分析，得出了不同速度载体运动对精密单点定位的精度影响，为高动态精度单点定位在测量应用工作的应用提供了一种行之有效的弥补措施，具有一定的实际参考应用价值。
1 原理简介
1.1 PPP技术基本原理
GPS精密单点定位一般采用单台GPS接收机，利用IGS提供精密星历和卫星钟差，基于载波相位观测值进行高精度定位，所解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架不同。利用PPP技术可降低成本，构成简便作业模式，不依赖于其他基准站系统，可实现在数千公里乃至全球范围内的任意位置的高精度定位，可广泛应用于精密导航定位、GIS数据采集、科学考察等领域，成为近年来一个研究热点。
数据处理中采用Waypoint软件，它是NovAtel公司专业为航空测量用户提供的高精度数据处理软件，为了利用相位组合消除电离层延时影响，采用双频伪距和载波相位观测值得无线电组合，结合IGS等机构提供的精密星历和钟差产品，对相位中心、固体潮、坐标框架转换等进行模型改正[3]，实现单站解算GPS载体目标的精确三维位置、速度信息。
1.2 IGS精密星历数据研究
1.2.1 IGS精密星历数据
從计算结果上看，两种产品解算结果在静态时定位、测速上差别较大，最终产品的解算结果略优于快速产品的解算结果，稳定性方面较好。但在载体速度为70、250时，快速产品（IGR）的定位解算结果与最终产品的解算结果基本相当，完全可满足一般精度的定位测速精度要求，故在动态精密单点定位时，若精度要求不是非常高，作业时间要求紧迫时完全不必等到13天后，可以直接采用快速产品进行定位测速解算，为进一步验证速度对精密单点定位、测速的影响作如下分析。
2不同速度运动载体精密单点定位与GPS载波相位差分精度分析
3 结论与建议
利用非差精密单点定位方法，将单台动态双频GPS接收机加装在移动载体上可实现全球范围内的低成本、高效率、动态独立作业的高精度定位测速。通过对GPS接收机码间偏差（DCB）[4]进行修正等处理模型的改进，经大量数据解算比对表明，在动态精密单点定位时使用IGS产品IGR与IGS的定位精度基本相当，在作业实时性要求不高时完全可利用IGR精密星历和钟差数据进行事后处理，其非差处理定位精度优于20cm，测速精度优于1m/s，可应用于长基线精度较低的外测设备精度鉴定试验，作为事后差分处理模式的精度鉴定试验的一个行之有效的弥补措施。随着PPP技术的成熟和研究的深入，可预见其在高精度导航鉴定领域具有广泛的应用前景，将在更广范围进入实质性应用。
参考文献
[1]罗海英，李强.基于Waypoint8的GPS精密单点定位研究[J].全球定位系统，2009，（3）： 21～25.
[2]杜玉祥.精密单点定位精度分析.矿山测量，2010，（1） ： 27～29.
[3]赵桂儒，徐平.IGS服务数据下载软件的研制.地震地磁观测与研究，2007，（3） ： 104～109.
[4]黄健， 汪平，阮仁贵，林瑜滢，张勇.DCB对精密单点定位精度影响研究.大地测量与地球动力学，2010，（3） ： 110～117.
[5]李征航，黄劲松.GPS测量与数据处理[M].湖南：武汉大学出版社，2008.
[6]Waypoint软件产品介绍.NovAtel，GNSS产品手册，Waypoint.2011/04/30.
关键字：精密单点定位；IGS；精密星历；钟差；高动态
【中图分类号】P123.1
0 引 言
GPS精密单点定位（PPP—Precise Point Positioning）就是先利用全球若干IGS跟踪站的GPS观测数据计算出的精密卫星轨道参数和卫星钟差，然后在此基础上采用单台接收机独立作业，在不作载波相位差分的情况下，利用高精度的GPS精密星历和卫星钟差，以及单台双频GPS接收机采集的载波相位观测值，通过双频观测值进行合理模型组合可以消除电离层延迟的影响，其组合模型对载波相观测值的周跳进行探测。该定位模式优点在于除能解算出测站点在ITRF下高精度坐标外，还可解算出接收机钟差、卫星钟差、电离层和对流层延迟改正信息等参数，对开展接收机检测、研究授时、电离层等有着重大意义[1]。
我单位主要从事高精度测控设备的精度鉴定服务，即通过飞行试验或专门的鉴定试验，采用基准站和目标站载波相位数据处理方法，对测控设备的精度及数据的不准确性作出评定。在实际工程测量中，有基准站受到电磁干扰或是接收机产品自身原因引起的无基准站数据的现象，无法提供质量比对标准数据，致使试验无法继续进行。因此，在本文基于动态高精度测量与导航定位以及低轨道定轨方面有广泛的应用前景[2]，对IGS发布产品数据进行了研究，以实际校飞录取数据为研究对象，利用Waypoint软件GrafNav模块，将GPS基准站作动态处理，分别分析了两种不同IGS产品IGR（快速）和IGS（最终）的定位和测速结果精度，之后，将不同平均速度的动态站（移动载体）进行载波相位差分处理解算结果与IGS发布的卫星星历产品，利用Waypoint软件GrafNav软件精密单点定位模块处理结果比对、统计分析，得出了不同速度载体运动对精密单点定位的精度影响，为高动态精度单点定位在测量应用工作的应用提供了一种行之有效的弥补措施，具有一定的实际参考应用价值。
1 原理简介
1.1 PPP技术基本原理
GPS精密单点定位一般采用单台GPS接收机，利用IGS提供精密星历和卫星钟差，基于载波相位观测值进行高精度定位，所解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架不同。利用PPP技术可降低成本，构成简便作业模式，不依赖于其他基准站系统，可实现在数千公里乃至全球范围内的任意位置的高精度定位，可广泛应用于精密导航定位、GIS数据采集、科学考察等领域，成为近年来一个研究热点。
数据处理中采用Waypoint软件，它是NovAtel公司专业为航空测量用户提供的高精度数据处理软件，为了利用相位组合消除电离层延时影响，采用双频伪距和载波相位观测值得无线电组合，结合IGS等机构提供的精密星历和钟差产品，对相位中心、固体潮、坐标框架转换等进行模型改正[3]，实现单站解算GPS载体目标的精确三维位置、速度信息。
1.2 IGS精密星历数据研究
1.2.1 IGS精密星历数据
從计算结果上看，两种产品解算结果在静态时定位、测速上差别较大，最终产品的解算结果略优于快速产品的解算结果，稳定性方面较好。但在载体速度为70、250时，快速产品（IGR）的定位解算结果与最终产品的解算结果基本相当，完全可满足一般精度的定位测速精度要求，故在动态精密单点定位时，若精度要求不是非常高，作业时间要求紧迫时完全不必等到13天后，可以直接采用快速产品进行定位测速解算，为进一步验证速度对精密单点定位、测速的影响作如下分析。
2不同速度运动载体精密单点定位与GPS载波相位差分精度分析
3 结论与建议
利用非差精密单点定位方法，将单台动态双频GPS接收机加装在移动载体上可实现全球范围内的低成本、高效率、动态独立作业的高精度定位测速。通过对GPS接收机码间偏差（DCB）[4]进行修正等处理模型的改进，经大量数据解算比对表明，在动态精密单点定位时使用IGS产品IGR与IGS的定位精度基本相当，在作业实时性要求不高时完全可利用IGR精密星历和钟差数据进行事后处理，其非差处理定位精度优于20cm，测速精度优于1m/s，可应用于长基线精度较低的外测设备精度鉴定试验，作为事后差分处理模式的精度鉴定试验的一个行之有效的弥补措施。随着PPP技术的成熟和研究的深入，可预见其在高精度导航鉴定领域具有广泛的应用前景，将在更广范围进入实质性应用。
参考文献
[1]罗海英，李强.基于Waypoint8的GPS精密单点定位研究[J].全球定位系统，2009，（3）： 21～25.
[2]杜玉祥.精密单点定位精度分析.矿山测量，2010，（1） ： 27～29.
[3]赵桂儒，徐平.IGS服务数据下载软件的研制.地震地磁观测与研究，2007，（3） ： 104～109.
[4]黄健， 汪平，阮仁贵，林瑜滢，张勇.DCB对精密单点定位精度影响研究.大地测量与地球动力学，2010，（3） ： 110～117.
[5]李征航，黄劲松.GPS测量与数据处理[M].湖南：武汉大学出版社，2008.
[6]Waypoint软件产品介绍.NovAtel，GNSS产品手册，Waypoint.2011/04/30.