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GPS 精密单点定位（PPP）技术及其进展 武汉大学GPS工程研究中心 叶世榕 主要内容 技术发展背景 精密单点定位（PPP）概念及原理 PPP关键技术 PPP应用及其未来发展 技术发展背景 定位系统发展 定位系统发展 技术发展背景 技术发展背景 技术发展背景 技术发展背景 IGS发展概述 IGS发展概述 IGS发展概述 IGS发展概述 IGS发展概述 IGS发展概述 IGS发展概述 c (tr - ts)= ? +c (?tr - ?ts)+ ??i + ??t ? 用于定位、定轨和确定地球动力学参数. c (?tr - ?ts ) 用于时间同步和确定卫星钟差, ??i , 电离层延迟 ??t , 对流层延迟. IGS发展概述 IGS发展概述 IGS发展概述 IGS发展概述 精密单点定位概念及原理 精密单点定位概念及原理 精密单点定位概念及原理 精密单点定位概念及原理 精密单点定位概念及原理 精密单点定位概念及原理 精密单点定位中的误差处理 精密单点定位中的误差处理 精密单点定位中的误差处理 精密单点定位中的误差处理 精密单点定位中的误差处理 精密单点定位中的误差处理 精密单点定位中的误差处理 精密单点定位中的误差处理 精密单点定位中的误差处理 精密单点定位中的误差处理 精密单点定位中的误差处理 精密单点定位数学模型 精密单点定位数学模型 精密单点定位关键技术 精密单点定位关键技术 精密单点定位关键技术 精密单点定位关键技术 精密单点定位关键技术 精密单点定位关键技术 精密单点定位关键技术 精密单点定位关键技术 精密单点定位关键技术 精密单点定位关键技术 精密单点定位关键技术 精密单点定位关键技术 精密单点定位关键技术 精密单点定位结果分析 精密单点定位结果分析 PPP技术应用：定位 谢谢！ 地球自转改正 由于地固系是非惯性坐标系，它随地球的自转而旋转变化，卫星信号发射时刻和接收机信号接收时刻所对应的地固系是不同的。因此，在地固系中计算卫星到接收机的几何距离时，必须考虑此影响。假设测站坐标为（ 、 、 ），卫星坐标为（ 、 、 ）， 为地球自转角速度，C为真空中光速，则由地球旋转引起距离改正为： 对卫星坐标的改正公式为： GPS定位的主要误差源可以分为和接收机、测站有关、和卫星有关及和信号有关三类 （2）和卫星有关误差 卫星钟差 一是由卫星钟差引起的卫星坐标计算误差，与接收机钟差相同，只要保证卫星钟差不大于1μs，这项影响就可以不考虑 另一项是由卫星钟差引起的几何距离计算误差，由于不同卫星的钟差均不一致，在非差定位中不能象接收机钟差那样当作未知数处理，必须事先估计其大小，然后代入观测方程，消除其影响。厘米级精度的精密单点定位要求卫星钟差的改正精度达到亚纳秒级。因此，在实时非差相位精密单点定位中，确定卫星钟差是一项非常重要的工作。 GPS定位的主要误差源可以分为和接收机、测站有关、和卫星有关及和信号有关三类 （2）和卫星有关误差 卫星轨道误差 天线相位偏差 ? 在星固系中卫星天线相位中心偏差（米） X Y Z Block II/IIA 0.279 0.000 1.023 Block IIR 0.000 0.000 0.000 由于IGS精密星历和卫星钟差也是相应于卫星质量中心。但是，观测值是接收机天线相位中心和卫星天线相位中心。必须顾及卫星天线质量中心和相位中心之间的偏差。 GPS定位的主要误差源可以分为和接收机、测站有关、和卫星有关及和信号有关三类 （2）和卫星有关误差 相对论效应 相对论效应是由于卫星钟和接收机钟所处的状态（运动速度和重力位）不同而引起的卫星钟和接收机钟之间产生相对钟误差现象。GPS的卫星钟比地面钟走地快，每秒约差0.45毫秒。消除这影响的方法是将GPS卫星钟的标准频率减小约0.0045MHz。但由于地球的运动和卫星轨道高度的变化，以及地球重力场的变化，相对论的影响并非常数，经过上述改正后仍有残差，这部分影响可用如下公式改正（Heroux，2001）： GPS定位的主要误差源可以分为和接收机、测站有关、和卫星有关及和信号有关三类 （2）和信号传播有关误差 对流层延迟 在天顶方向大约为2.3m，在高度角10度时可达20m。 常见的确定对流层延迟改正的有Hopfield模型、Saastamoinen模型等。而投影函数有Marini(1972)、Chao(1972)、Davis(1985)及Niell（1996）等模型。 GPS定位的主要误差源可以分为和接收机、测站有