GPS单点定位误差改正模型研究

"这篇硕士学位论文主要探讨了GPS单点定位技术，详细研究了GPS单点定位的数学模型和误差改正方法。作者通过理论分析和实际计算，深入研究了电离层改正、对流层改正、相对论效应改正、地球自转改正、地球固体潮改正以及卫星天线相位中心偏差改正等多个因素对定位精度的影响。文中还编写了相应的定位程序，分别利用伪距、相位和不同类型的星历数据进行定位，分析了SA取消前后的定位效果。实验结果显示，使用精密星历和载波相位观测数据可以显著提高定位精度，达到1米甚至更优的水平。此外，论文还采用切比雪夫多项式对精密星历进行拟合，以获取卫星实时的位置和钟差信息。" 在GPS单点定位中，电离层和对流层的改正对于提高定位精度至关重要。电离层对GPS信号的传播造成延迟，影响相位测量的准确性。通过建立电离层折射改正模型，如式(5.29)至(5.32)所示，可以消除电离层影响。双频测量法能进一步减少这种影响，通过特定的线性组合(5.33)，可以选择不同的频率使得电离层延迟相互抵消。 对流层改正涉及到大气压力、温度和湿度等因素对GPS信号的延迟。这些因素通常通过气象模型进行估算和改正。相对论效应改正考虑了GPS卫星和接收机间的相对速度和引力场差异，这在高速或高精度应用中不容忽视。地球自转和地球固体潮改正则涉及地球自身的动态变化对定位结果的影响，而卫星天线相位中心偏差改正则需考虑天线实际位置与理想位置的差异。 论文中的定位程序分别使用伪距、相位和广播星历以及精密星历数据，展示了不同数据类型和处理方法对定位精度的影响。取消SA（选择可用性）后，相位测量的定位精度显著提升，从24小时观测数据的1.1米到20分钟观测数据的2.7米不等。使用精密星历进一步提高了定位精度，40分钟内可达1米，2小时内甚至可以达到0.6米。 通过切比雪夫多项式对精密星历进行拟合，能够获得卫星在任意时刻的精确位置和钟差信息，这是提高实时定位精度的关键。论文的这些研究成果对于理解GPS单点定位的原理和优化定位算法具有重要价值，对于实际的导航和测绘应用有着实际意义。