GPS精密定轨产品的载波相位单点定位.doc

GPS精密定轨产品的载波相位单点定位 P. Héroux, J. Kouba, P. Collins and F. Lahaye Natural Resources Canada 加拿大自然资源大地测量部 Geodetic Survey Division615, Booth Street, Room 458A Ottawa, Ontario K1A 0E9加拿大安大略省渥太华市 布思街615号，458A室 履历 皮埃尔，弗朗索瓦·拉艾和保罗·柯林斯是加拿大自然资源加拿大测绘大地测量部主动控制系统科的研究人员，扬库巴已从该部门退休。 摘要 精确的卫星轨道和来自国际GPS服务的时钟(IGS)成为具有更高的精度和时效性。由于SA政策被永久取消，这些产品可以满足最苛刻的GPS用户在高速率的数据观察。利用双频伪距和载波相位观测值，独立的GPS用户现在可以完成在后期处理和全球范围内的厘米到分米级的静态和动态定位。当GPS用户需要非常精确的卫星钟进行轨道估算，这一精度水平用来计算影响他们的观测数据的系统误差是可能的。这种方法被称为精密单点定位（PPP）。因为它不涉及观测差分，PPP不同于较传统的差分定位技术，需要从一个或多个已知坐标的地面参考站观察。加拿大自然资源(NRCan)大地测量部(GSD)已经支持PPP在后处理模式，目前正在加强它的实时GPS改正的轨道和时钟产品（GPS）服务，包括IGS的超快速轨道预测和从一个广域网处理载波相位数据。本文介绍了GPS非差观测与IGS精密轨道和时钟产品的PPP处理，总结了平差过程，并指定了必须实现的模型。从静态和动态模型的后处理定位结果表明，在经度，纬度和高度上可实现从1-10厘米的RMS精度。对流层天顶延迟可修复大约1厘米的RMS精度，站时钟改正可恢复0.1-0.2纳秒的RMS精度。利用GPS* C实时轨道和时钟产品，10和30厘米之间的RMS精度可以达到。 1.引言 加拿大大地测量部自1992年以来（Héroux，1993）已使用PPP处理非差与固定精确的卫星轨道和时钟平滑伪距。由于米级的定位要求的应用，这种方法已经满足了用户的数量。在从选定的IGS站在15分钟间隔30秒跟踪数据得到的精密IGS卫星时钟与稳定原子时钟相结合，30秒精确卫星时钟也产生了(Héroux and Kouba, 1995)。这些产品满足GPS用户在高频米级精度要求的应用模式中进行静态或动态观测。由于GPS用户寻求实现大地测量精度，如GIPSY , BERNESE和GAMIT的精细处理软件是必需的。利用IGS精密轨道产品，结合GPS载波相位与基准站的观测数据，大地测量用户实现精确定位，同时纳入到国际地球参考框架（ITRF）。只要观测站和轨道数据按标准格式输入，接收器制造商提供的软件也可使用。在数年内，使用非差载波相位观测的精密单点定位算法也可以用GIPSYGPS分析软件实现（Zumberge等，1997）。最近，他们已被添加到传统的双差分BERNESE软件。用户现在可以选择从单站的数据处理，获得由IGS轨道产品提供参照系内厘米精度的位置。加拿大自然资源部PPP软件也发生了变化，从它的原始版本（Héroux等，1993）到提供日益精密的精度。PPP降低从参考（基）站或网络站同步跟踪数据的需求。它已经上升至集中的大地测量定位服务，提交用户需要的简单的请求和有效的GPS观测文件（Zumberge，1999年）。这里介绍的方法是提供便携式的软件，可用于在个人电脑上，并利用通过IGS轨道产品提供的高度精确的全球参考框架，有效地分配处理PPP的实现。 2. 国际GPS服务（IGS）的轨道产品 IGS的精密定轨的产品有三种来源：最终，快速和超快速。其不同主要是由他们不同的精度和他们的计算中使用的跟踪网络的程度延迟。IGS最终轨道由7家特约IGS的分析中心（ACS）相结合，通常是最后观察后的第十七天为有效的。快速轨道产品的时延为十七小时。延迟是由于轨道计算时间和提供24小时的跟踪数据文件的全球IGS跟踪网络的延迟?。最近，数据中心已要求转发每小时的跟踪数据，以加快产品交付。这个新提交计划需要创造一个超快速的产品，只有几个小时的延迟，以满足气象界和未来的低地球轨道（LEO）的任务更为苛刻的需求。据预计，IGS的产品将继续在未来更及时交付(Neilan et al., 1997, Kouba et al., 1998)。IGS的最终产品是最准确的GPS轨道。在过去的8年（图1），目前交流的一些质量有所改善的IGS最终轨道实现了从大约30厘米达到3-5厘米的精度水平（库巴，1998）。这也很有趣地注意到，快速轨道相结合的产品是更少跟踪站和更快的交货时间（17小时）的最终解决方案这一事实证实了，提高全球GPS跟踪站的数量并不一定转化为更高的轨道精