精密單點定位技術在位置確定中的應用

蔣駿

摘要：本文討論了精密單點定位的關鍵技術與實現方法，針對精密單點定位可以采用一臺接收機實現的優勢，分析其在位置確定過程中的精度和所需要的時間，以指導其在工程的應用。數據結果表明：隨著觀測時間的不斷增加，精密單點定位對應的精度有所提高，30分鐘觀測99%的解算在平面和高程方向能達到厘米級別；1小時觀測100%的解算能達到厘米級，這對于工程實踐具有重要的指導。

關鍵詞：精密單點 定位定位精度 工程應用

前言

精密單點定位是采用IGS的最終軌道和鐘差，進行單站定位的理論方法，由于受軌道和鐘差產品發布時間的限制，一般要延遲13天的時間才能進行數據解算。自從Zumberge等人1997年提出到現在經過了10多年的發展，解算方法已經比較成熟。其作業方式簡單、獨立，可直接得到高精度的測站絕對坐標，因此其在坐標框架維持、地球動力學研究及低軌衛星定軌、導航定位、地震、大氣科學、氣象研究等領域都有不可估量的應用前景。國內外學者在該方面進行了許多研究。本文在基本理論基礎上分析傳統定位精密單點定位的靜態定位精度，相應研究可以更好的指導精密單點定位在測量工程中的應用。

一、數學模型

精密單點定位的傳統模型，是采用雙頻GPS偽距和載波相位觀測值的無電離層組合來構成觀測模型的，該組合消除了電離層延遲一階項對定位的影響。則無電離層組合表示如下：

二、數據分析

為了分析精密單點定位的性能，以及對應的精度以指導其在工程中的應用，在此研究過程中，采用了不同接收機類型、不同觀測時間進行靜態模式數據處理。采用的測站坐標及對應信息如下表1：

表1.測站信息

數據處理過程中，對不同觀測時間對應的解算結果進行了統計。精密單點定位的靜態和動態定位精度，相應研究可以更好的指導精密單點定位在過程中的應用。對2012年第245天觀測數據進行了處理。處理策略有三種，第一種把各個站的24小時觀測數據平均分成48個時段；第二種，把各個站的24小時觀測數據平均分成24個時段；第三種，把各個站的24小時數據當成一個時段，分別研究對應的結果。除了對定位的精度進行統計之外，也研究了各個時段三個方向Up、East和North都達到厘米級的能力，其計算公式為：

式中：ε為達到厘米級的百分比；n為解算時段三個坐標分量都達到厘米級的個數；N為解算的中時段。對應結果平面精度（東、北、高程）和所能達到的比分比如下表。

從表2-4結果可以看出，隨著觀測時間的不斷增加，精密單點定位對應的精度會有所提高，30分鐘觀測99%的解算能達到厘米級別；1小時觀測100%的解算能達到厘米級，這對于工程實踐具有重要的指導意義；24小時觀測解算結果在UP，East和North三個均可以達到1-2厘米。

三、結論

本文首先討論了精密單點定位的關鍵技術與實現方法，闡述了精密單點定位相對于差分定位的優勢，可以采用一臺GPS接收機實現高精度絕對定位。針對其具有的優勢，分析了精密單點定位在位置解算過程中的精度和穩定性，以指導精密單點定位在工程實踐中的應用。數據結果表明：隨著觀測數據的不斷累積，精密單點定位對應的精度會逐步增加；30分鐘觀測數據99%的解算在平面和高程方向能達到厘米級別；1小時觀測100%的解算能達到厘米級，這對于工程實踐具有重要的指導意義；24小時觀測解算結果在東、北、高程三個均可以達到1-2厘米。endprint