GPS卫星信号与星历误差分析：精度改进与误差改正方法

本篇硕士学位论文深入探讨了全球定位系统（GPS）单点定位的相关理论与实践。作者龚佑兴，专业为大地测量学与测量工程，由指导教师刘庆元指导，主要研究了GPS信号处理中的关键要素，包括卫星信号的构成（如伪距与广播星历、相位和精密星历），以及各种误差改正方法，如电离层改正、对流层改正、相对论效应、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校正。 论文的核心内容涵盖了GPS单点定位的基本数学模型，详细介绍了误差改正公式的重要性，强调了这些改正对于提高定位精度的必要性。通过编程实现伪距与广播星历、相位和星历的定位算法，作者展示了不同数据集对定位精度的影响。取消SA（选择可用卫星）后，伪距定位精度显著提升，24小时内的精度分别达到4米和2米水平。利用时星差模型，相位和广播星历定位在不同时间段内表现优异，从1.1米（24小时观测）到2.7米（20分钟观测）不等。当采用精密星历和载波相位观测数据时，定位精度进一步提升，40分钟内可达到1米水平，2小时内降低至0.6米。 论文还涉及了卫星位置和钟差的实时计算，通过切比雪夫多项式拟合技术，能够有效地处理卫星星历误差，这对于精确计算和减小定位误差至关重要。通过这些实验和分析，作者得出了一系列有益的结论，为GPS单点定位技术的实际应用提供了有价值的研究成果。 这篇论文不仅阐述了GPS单点定位理论，还展示了其在实际操作中的应用技巧和精度优化策略，对于理解和提升GPS定位系统的性能具有重要意义。