"这篇硕士学位论文主要探讨了GPS单点定位技术,详细分析了GPS定位涉及的坐标系统和时间系统,包括wGS-84大地坐标系和ITRS坐标系,同时还涉及了误差修正方法和GPS定位精度的提高。作者通过编程实现了不同类型的定位程序,并使用实际数据进行了大量计算,验证了定位精度。"
GPS单点定位是全球定位系统(GPS)应用中的基本技术,它基于GPS卫星广播星历提供的信息进行定位。在GPS单点定位中,坐标系统和时间系统的理解至关重要。
1. 坐标系统:
- **wGS-84大地坐标系**是GPS定位的标准坐标系统,其原点位于地球质心,Z轴指向BIH1984.0定义的协议地球极,X轴指向BIH1984.0的零子午面与赤道的交点,Y轴构成右手坐标系。wGS-84椭球的参数包括长半轴a、地心引力常数GM、常化二阶带谐系数c20和地球自转角速度ω,这些参数在国际大地测量和地球物理联合会推荐值中定义。
- **ITRS(国际地球参考系)**是基于国际地球参考框架实现的,其原点同样位于地心,但尺度单位和定向有更精确的定义。wGS-84和ITRS之间可以通过7参数的坐标转换实现关联。
2. 时间系统:
- GPS定位涉及到的时间系统包括GPS卫星的原子钟时间,这直接影响到定位计算的精确性。地球自转角速度的考虑对于计算地球的位置变化至关重要。
3. 误差修正:
- 定位过程中,需要对各种误差进行修正,如电离层延迟、对流层延迟、相对论效应、地球自转、地球固体潮汐以及卫星天线相位中心偏差等。这些修正公式能提高定位精度。
4. 定位程序和精度:
- 论文作者编写了伪距定位、相位定位(使用广播星历和精密星历)的程序,通过计算和数据分析,表明在取消选择可用性(SA)之后,定位精度显著提高。例如,使用相位观测数据进行定位,随着观测时间的缩短,定位精度从1.1米至2.7米不等。
5. 精密星历的应用:
- 精密星历可以提供更高精度的卫星位置和钟差信息,通过切比雪夫多项式拟合方法,能够计算卫星任意时刻的状态,从而进一步提高单点定位的精度。论文中提到,使用40分钟的精密星历和载波相位数据可以达到1米的定位精度,而2小时的数据可以达到0.6米的精度。
这篇论文深入研究了GPS单点定位的理论和实践,通过理论分析和实际计算,揭示了坐标系统、时间系统以及误差修正对定位精度的影响,为GPS定位技术提供了有价值的参考。