GPS动态精密单点定位技术与误差分析

"这篇硕士学位论文主要探讨了GPS动态精密单点定位(PPP)技术，包括其原理、误差来源、削弱误差的方法以及卡尔曼滤波在动态定位中的应用。作者通过实测数据分析动态精密单点定位的精度，展示了该技术在全球范围内进行高精度静态或动态定位的潜力。" 在GPS定位系统中，多路径效应是一个重要的误差源。当GPS卫星信号到达接收机时，可能会受到周围环境如建筑物、水面反射的影响，导致信号叠加，进而引起测量位置的偏差。这种效应对伪距测量的影响远大于载波相位测量，可能造成几十米的误差，而对载波测量的影响则在厘米级别。减小多路径效应的方法包括选择良好的天线环境、使用屏蔽效果好的天线、延长观测时间和改进接收机电路设计。 接收机钟差是另一个与接收设备相关的误差因素。GPS接收机内部通常使用石英晶体振荡器作为时钟，其稳定度有限，存在约1ppm的不准确性。接收机钟差会直接影响定位精度，尤其是在精密单点定位(PPP)中，因为这种方法依赖于精确的时间同步。 GPS动态精密单点定位是一种高精度定位技术，它利用高精度的卫星星历、卫星钟差信息以及双频载波相位观测值，进行非差分模型的单点定位。该技术仅需一台接收机就能实现全球范围内的独立作业，能提供分米到厘米级别的定位精度。PPP适用于高精度工程测量和动态导航定位，具有广阔的应用前景。 论文深入研究了影响PPP的各种误差源，包括卫星相关误差、信号传播误差、接收设备误差等，并探讨了地球自转效应、地球潮汐和大洋负荷等地球动力学误差的处理方法。特别地，论文介绍了卡尔曼滤波在减弱这些误差和提高动态定位精度上的作用，分析了滤波器参数的随机模型以及初值设定对结果的影响。 实证分析部分，作者进行了地面车辆的动态试验，使用P3软件和GRBNav差分软件进行数据解算。结果表明，采用30秒间隔的卫星钟差产品，动态精密单点定位可以实现厘米级的精度。 关键词涉及：GPS、动态精密单点定位、卡尔曼滤波、精密卫星星历和卫星钟差、精度分析。