GPS单点定位技术研究：伪距与相位改正

"这篇硕士学位论文主要探讨了GPS单点定位技术，分析了GPS定位的数学模型和误差修正方法，包括电离层延迟、对流层延迟、相对论效应、地球自转修正、地球固体潮汐以及卫星天线相位中心偏差等改正公式。作者编写了基于伪距、相位与广播星历的定位程序，并通过实测数据进行了大量计算，展示了不同观测时间对定位精度的影响。实验结果显示，取消SA（选择可用性）后，伪距定位的水平精度可达到4米，相位定位精度则显著提高，最短20分钟的数据可实现约2.7米的精度，而使用精密星历和载波相位数据的定位精度甚至可以提升至1米以内。此外，论文还提出了采用切比雪夫多项式拟合来计算卫星的任意时刻位置和钟差。" 本篇论文详细介绍了GPS单点定位的理论基础和实施步骤，首先阐述了单点定位的基本观测模型，指出当观测卫星数量不少于四个时，可以解算出四个未知参数，即待定点的三维坐标和接收机的钟差。接着，论文深入讨论了伪距定位的误差方程构建，考虑了各种因素如电离层延迟、对流层延迟和随机误差，并通过泰勒级数线性化观测方程。 在误差修正方面，论文详细探讨了多种改正方法，包括对电离层和对流层延迟的改正，相对论效应（如光速变化引起的周期性改正）以及地球自转、地球固体潮汐等非保守力的影响。这些改正公式对于提高定位精度至关重要。同时，论文还提到了卫星天线相位中心偏差的修正，这对于使用相位观测值进行高精度定位尤为关键。 在实践应用部分，作者编写了多个定位程序，利用广播星历和相位观测数据进行定位，分析了观测时间长短对定位精度的影响。实验数据显示，使用伪距和广播星历，即使在SA取消前，也能达到一定的定位精度。而采用相位观测值并结合精密星历，定位精度显著提升，特别是随着观测时间的增加，定位精度更趋精确。 最后，论文提出了一种利用切比雪夫多项式对精密星历进行拟合的方法，用于计算卫星在任意时刻的位置和钟差，这为实时或后处理定位提供了高效计算手段。通过对比分析计算结果，论文得出了关于提高GPS单点定位精度的有益见解和结论。 这篇论文为理解GPS单点定位的原理和技术提供了全面的解析，对于GPS定位系统的应用和优化具有重要的理论和实践价值。