GPS单点定位研究：误差改正与星历分析

这篇资源主要涵盖了GPS卫星信号结构、GPS卫星星历以及GPS单点定位的理论和实践。作者龚佑兴在其硕士学位论文中深入探讨了GPS定位技术，包括误差修正方法、不同定位程序的编写以及使用不同时间长度的数据进行定位的精度分析。 正文: GPS卫星信号是GPS定位系统的基础，由载波信号、伪随机噪声码（包括C/A码和P码）以及导航电文（D码）组成。载波频率分为L1和L2两个频段，设计这两个频率是为了抵消电离层延迟误差。P码是高精度的测距码，码率为10.23MHz，而C/A码则用于初步测距和信号捕获，码率为1.023MHz。数据码的频率为50Hz，所有这些码都是通过调相技术调制到载波上的。L1载波同时携带C/A码和P码，而L2载波仅携带P码。 GPS卫星星历是描述卫星轨道的关键信息，它包括卫星的位置、速度、时间和其它参数。用户通过获取卫星的星历信息，结合观测数据，可以解算出接收机的精确位置。在实际定位过程中，需要考虑并修正各种误差源，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。 GPS单点定位是基于接收到的GPS信号，通过数学模型计算接收机的地理位置。论文中，作者编写了不同定位程序，包括基于伪距和广播星历、相位和广播星历以及相位和精密星历的程序。实验结果显示，使用24小时的伪距和广播星历数据，定位精度可达到4米（水平方向）和2米（垂直方向）。相位观测数据的定位精度更高，例如，24小时的数据可达到1.1米的水平精度，而20分钟的数据则可达到2.7米的精度。使用精密星历和载波相位数据，定位精度进一步提升，40分钟内可达1米，2小时内甚至可以达到0.6米。 在计算过程中，论文采用了切比雪夫多项式拟合方法来估计卫星在任意时刻的位置和钟差，这有助于提高定位精度。通过对各种计算结果的分析比较，论文得出了关于GPS单点定位的一些有益结论，强调了误差修正和精密星历在提高定位精度中的重要性。 关键词: GPS单点定位，广播星历，精密星历，误差改正。