GPS单点定位技术研究与精度分析

"国内外发展现状-adv7511技术手册" GPS单点定位技术是全球定位系统（GPS）应用中的一个重要方面，它允许用户仅使用一个接收器就能确定其地理位置。自1995年以来，GPS单点定位的精度已经取得了显著的进步。在美国科罗拉多大学的国际地球动力学联盟(IUGG)会议上，美国喷气动力实验室(JPL)展示了其GIPSY软件可以实现厘米级的单点定位精度。GIPSY采用了非差模型，通过平方根滤波算法来处理卫星位置和钟差，从而提高了定位精度。 1997年，Zumberger等人提出了一种基于高精度GPS卫星星历和钟差的单点定位方法，利用双频载波相位观测值，其单天解的平面精度达到了±1cm，高程精度为±2cm。同时，来自荷兰的Hefoux、加拿大的Gao J等学者也在精密单点定位领域进行了深入研究。Hatch则提出了使用JPL实时定轨软件进行全球曲面定位的设想，目标是实现平面坐标精度±10cm。Bentese软件在4.2版本中引入了非差载波相位观测值进行精密单点定位的功能，能够达到约±2cm的内部符合精度。 Bentese软件采用的模型可以是零差或非差模型，利用切比雪夫多项式数值积分计算卫星位置和钟差。这些技术的突破，尤其是误差改正模型的改进，如电离层改正、对流层改正、相对论效应改正、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改正，显著提升了GPS单点定位的精确度。 中南大学的龚佑兴在其硕士论文中，系统地研究了GPS单点定位的数学模型和方法，包括各种误差改正公式。他编写了定位程序，使用伪距、广播星历、相位和广播星历以及相位和精密星历的数据进行计算。通过实验，他发现取消Selective Availability (SA)后，相位和广播星历的定位精度显著提高，24小时的相位观测数据可以达到1.1米的水平。同时，使用精密星历和载波相位观测数据，40分钟的定位精度可达1米，2小时的定位精度甚至提升至0.6米。通过切比雪夫多项式拟合的方法，可以更精确地计算卫星在任意时刻的位置和钟差。 关键词：GPS单点定位、广播星历、精密星历、误差改正 这些研究和进展展示了GPS单点定位技术的不断成熟和精度提升，对于大地测量学与测量工程等领域具有重要意义，为各种导航、测绘和科学研究提供了强有力的技术支持。随着技术的进一步发展，预期GPS单点定位的精度还将持续提高，应用范围也将更加广泛。