2013年非组合与组合PPP模型定位精度及性能深度分析

本文探讨了非组合与组合PPP（Precise Point Positioning，精确点定位）模型在2011年10月10日全球分布的10个IGS测站的观测数据上进行定位性能的详细对比。PPP模型是一种利用全球卫星导航系统（如GPS）进行高精度定位的技术，它通过精确估计接收机钟差（Receiver钟差，ZPD）和电离层延迟来提高定位精度。 首先，静态定位方面，非组合PPP和组合PPP都能达到水平方向毫米至厘米级的精度，高程精度分别为1至3厘米。尽管两者静态定位精度相近，但非组合模型显示出优势，其L1和L2载波相位观测值残差明显优于组合模型，约为后者的一半，这使得非组合PPP的内符合精度更高。 在动态定位性能上，非组合PPP模型同样表现出色，能够实现水平方向1至3厘米的精度，而在垂直方向，由于电离层延迟的影响，精度稍低，约为4厘米左右。相比之下，传统组合PPP模型的动态定位收敛速度较快，对于30秒采样率的数据，组合PPP的静态定位平均收敛时间为23分钟，动态为38分钟。然而，非组合PPP的静态定位收敛时间较长，平均为29分钟，动态为71分钟，这表明非组合模型的收敛速度相对较慢。 在电离层延迟估计方面，尽管非组合PPP模型增加了额外的参数估计，但两者的ZPD估计精度相当，都能达到约6毫米的水平。这表明非组合模型虽然在处理电离层影响方面更为精细，但在实际应用中的精度并不逊色于传统方法。 然而，非组合PPP模型存在缺点，如观测噪声放大和可用观测值减少，这是因为它没有采用传统的电离层组合技术。这导致了模型在实际应用中需要权衡精度提升与复杂度增加的关系。国内学者如张宝成和闰伟等人对非组合PPP进行了研究，确认了它在高精度站星DCB估计和精密授时等方面的应用潜力，尤其是电离层延迟的高精度估计。 尽管非组合PPP模型的综合性能在某些情况下可能优于传统组合PPP，但目前学术界仍缺乏全面对比研究来确定哪种模型在特定应用场景下更为适用。因此，本文的研究结果为进一步优化PPP模型设计提供了有价值的数据基础，有助于推动GPS定位技术的持续改进和应用。