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摘 要

本文首先对精密单点定位的研究目的、意义和发展历程进行了简单的介绍；介绍了单点定位过程中影响定位精度的各种误差及其来源，并对如何修正这些误差做出了简单介绍；介绍了在精密单点定位测量过程中确定整周模糊度时需要用到的参数估计方法中常用的两种方法：最小二乘方法和Kalman滤波法；简单介绍了常用的开源的用于精密单点定位数据处理的开源软件RTKLIB软件的开发人员及发展历程，简单介绍了RTKLIB的常用功能和进行精密单点定位时需要调用的函数及其调用顺序；最后介绍了基于RTKLIB进行的精密单点定位实验，研究了不同的钟差采样率对精密单点定位精度的影响，研究了不同的数据处理模式对精密单点定位精度的影响，解算了SC02站点6年的数据并研究其坐标变化趋势。

关键词：精密单点定位 GNSS PPP 定位精度

Research on Precision Single Point Positioning Technology

Abstract

This article first briefly introduces the research purpose, significance and development process of precision single-point positioning; introduces various errors and their sources that affect positioning accuracy during single-point positioning, and gives a brief introduction to how to correct these errors ; Introduces the two methods commonly used in the parameter estimation method used to determine the ambiguity of the entire circumference during the precise single-point positioning measurement process: the least square method and the Kalman filter method; briefly introduces the commonly used open source for precision The developer and development process of the open-source software RTKLIB software for single-point positioning data processing, briefly introduces the common functions of RTKLIB and the functions and calling sequences required for precise single-point positioning; finally introduces the precise single-point based on RTKLIB Positioning experiment, studied the effect of different clock difference sampling rates on precision single-point positioning accuracy, studied the effect of different data processing modes on precision single-point positioning accuracy, solved the 5-year data of SC02 site and studied the coordinate changes trend.

Keywords: Precise single-point positioning;RTKLIB ;parameter estimation; clock error

目录

摘 要 I

Abstract II

第一章　绪论 1

1.1 研究精密单点定位技术的目的和意义 1

1.2 研究现状 1

第二章　精密单点定位的基本原理 3

2.1误差来源及改正 3

2.1.1 与卫星相关的误差及其改正 3

2.1.2 与接收机有关的误差 5

2.1.3 与信号传播过程相关的误差 6

2.2 GNSS单点定位的数学模型 7

2.2.1 伪距单点定位 7

2.2.2 载波相位测量及其原理 8

2.2.3 周跳的探测 9

2.2.4 整周模糊度的确定 9

第三章、精密单点定位的参数估计 11

3.1最小二乘估计算法 11

3.2 Kalman滤波 11

3.2.1 Kalman滤波的状态方程和观测方程 11

3.2.2 Kalman滤波模型 12

第四章 基于RTKLIB的精密单点定位 14

4.1 软件简介 14

4.2 软件结构 14

4.2.1 RTKLIB PPP 处理流程 15

第五章 数据处理 19

5.1 数据来源 19

5.2 实验设计 19

5.2.1精密钟差产品对定位精度的影响 19

5.2.2精密星历对坐标解算精度精度的影响 20

5.2.23 SC02站点6年坐标的变化趋势 20

5.3 实验结果 20

5.3.1使用精密钟差产品对精度的影响 20

5.3.2精密星历产品对精度的影响 24

5.3.3 SC02站点6年坐标的变化趋势 26

第六章、结论和展望 29

6.1 结论 29

6.2 展望 29

参考文献 30

致 谢 1

第一章　绪论

1.1 研究精密单点定位技术的目的和意义

传统的精密单点定位技术（Precise Point Positioning, PPP）指的是利用高精度的卫星星历和钟差产品，通过伪距测量和载波相位观测值获取厘米级精度的精密定位技术^[1]。现在，IGS 采集全球基准站的 GNSS 观测数据，由分析中心对观测数据进行实时处理，估计出精密的轨道及钟差信息，并采用 NTRIP（Network Transport of RTCM over the Internet Protocol）协议的方式向全球播发^[2]。同时，生成实时轨道和钟差的改正数，采用状态空间表达(state space representation，SSR）信息的格式实时向用户发布^[3]。相比于传统的GNSS定位技术，精密单点定位技术具有定位速度快、测站选址不受基准站信号强度的限制。

进入 21 世纪以来，继 GPS 之后，俄罗斯的 GLONASS 系统、我国的 BDS系统、欧盟的 GALILEO 系统都相继建成或正在建设之中，多导航定位系统的出现，使多系统融合定位逐渐成为卫星导航定位发展的重要方向。多系统具有更多的可见卫星数量，更优的 GDOP 值，可靠性和可用性更强。在复杂的导航定位环境中，多系统组合定位在保持高精度连续定位方面更具有优势，基于多导航定位系统的组合实现实时的精密单点定位，对于提高精密单点定位的定位精度、收敛时间、可用性及可靠性都具有重要的意义^[4]。

1.2 研究现状

近年来，全球许多专家学者对精密单点定位技术进行了深入研究，推动了精密单点定位技术迅猛发展^[5]。作为当前高精度定位研究的热门课题之一，实时精密单点定位技术具有广阔的应用前景，诸如自动化驾驶、无人机开发、海洋动态测绘等领域都有举足轻重的作用。

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