GPS单点定位研究：误差改正与算法分析

"这篇资源是中南大学龚佑兴硕士的学位论文，专注于GPS单点定位的研究。论文探讨了GPS单点定位的数学模型、误差改正方法，包括电离层改正、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。作者还编写了定位程序，处理伪距、相位与广播星历的数据，并分析了不同观测数据长度对定位精度的影响。" 在GPS单点定位中，通常涉及以下关键知识点： 1. **GPS数学模型**：GPS定位基于观测到的卫星信号，通过观测误差方程求解接收机的位置、钟差等参数。在非差分算法中，每个观测历元对应一个接收机钟差，而定位参数（如经度、纬度、高度）保持不变。 2. **观测误差方程**：观测误差方程描述了观测值与理论值之间的差异，通常包括观测历元的接收机钟差、卫星钟差、信号传播延迟等因素。 3. **钟差参数描述**：由于接收机钟的不稳定性，钟差可以用多项式模型来描述，如线性、二次或更高阶。这样可以减少待解参数的数量，简化解算过程。 4. **误差改正**：为了提高定位精度，需要对各种误差源进行改正，包括电离层延迟、对流层延迟、相对论效应、地球自转影响、地球潮汐效应以及卫星天线相位中心偏差。 5. **定位程序**：论文作者编写了处理伪距、相位和广播星历的定位程序，用于实际数据的计算和分析。 6. **定位精度**：通过使用不同长度的观测数据，研究了定位精度的变化。例如，使用24小时的伪距和广播星历数据可以达到4米的水平定位精度，而使用24小时的相位数据则可以达到1.1米的精度。 7. **精密星历**：使用精密星历而非广播星历可以进一步提高定位精度。论文中提到，40分钟的相位观测数据结合精密星历可以实现1米的定位精度，2小时的数据则能提高到0.6米。 8. **数据处理技术**：论文采用了切比雪夫多项式拟合来计算卫星在任意时刻的位置和钟差，这是一种高效的数据处理方法。 关键词：GPS单点定位、广播星历、精密星历、误差改正。该研究对于理解GPS定位原理和优化定位算法具有重要意义。