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RTKPPP定位算法流程.pdf

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38页

rtklib的ppp部分，写的不是很详细，再加上一些手册里的ppp内容，互相结合的看吧，有点帮助的

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1 基础知识

1.1 GPS 精密单点定位的基本原理

GPS精密单点定位一般采用单台双频 GPS接收机，利用 IGS提供的精密星历和卫星钟差，

基于载波相位观测值进行的高精度定位。观测值中的电离层延迟误差通过双频信号组合消

除，对流层延迟误差通过引入未知参数进行估计。

1.2 时间系统

RTKLIB 内部使用 GPST(GPST时间 )用于 GNSS的数据处理和定位算法。数据在 RTKLIB

内部处理之前，需要转换成 GPST时间。使用 GPST的原因是避免处理润秒。 RTKLIB 使用以

下结构体表示时间：

typedef struct

time_t time; /* time(s) expressed by standard time_t */

double sec; /* fraction of second under 1 s */

} gtime_t;

1.2.1 GPST 和 UTC(Universal Time Coordinated)

关系参考【图 1】，参考【图 2】：

图1 转换关系公式

图 2

通过使用 GPS导航信息中的 UTC参数， GPST到 UTC或者 UTC 到GPST之前的转换可以用

更准确的表达方式，如【图 3】。

图 3

这些参数是由 GPS导航消息提供的。

1.2.2 BDT（北斗导航卫星系统时间）

BDT（北斗导航卫星系统时间）是一个连续的时间系统，没有润秒。开始历元的时间是

【UTC 2006 年1月1号

00:00:00】。

北斗时间计算公式【图 4】：

图 4

UTC 和GPST时间转换同上面的 GPS一样，只不过 UTC 参数来自与北斗导航信息中。

1.3 坐标系统

接收机和卫星的位置在 RTKLIB 中表示为在 ECEF(地心地固坐标系 )坐标系统中的

X, Y, Z

组件

。

1.3.1 大地坐标到 ECEF 坐标的转换

转换公式如【图 5】。

第三个公式最后一行有错，应该为 :

(v(1 – e2)+h)sin

图 5

参数说明：

a :

地球参考椭球的长半径

f : 地球参考椭球的扁平率

椭球高度

: 纬度

: 经度

当前版本的 RTKLIB 使用的值为【图 6】：

图 6

图7 参考椭球体

1.3.2 ECEF 坐系到大地坐标的转换

转换公式如【图 8】

图 8

1.3.3 本地坐标到 ECEF 坐标的转换

在接收机位置的本地坐标，也被称为 ENU 坐标，通常使用在 GNSS导航处理。 ECEF坐

标到本地坐标转换的旋转矩阵表示为【图 9】。

图 9 E

旋转矩阵

参数说明：：接收机位置的纬度

：接收机位置的经度

通过使用 Er和接收机的坐标 r

【ECEF】，坐标

ecef

【ECEF】可以被转换到本地坐标的

坐标

local

，公式如【图 10】。

图 10

2 RTKPPP 定位算法

2.1 单点定位（ pntpos ）

1:satposs 2: estpos 3: estvel

1. 计算计算卫星位置、速度和时钟（ satposs）

a) 通过广播星历计算卫星钟差（ ephclk）

卫星编号到卫星系统的转换（ satsys）

根据卫星的编号，获取到对应的卫星导航系统。

选择星历（ seleph）

1、传入信号传输时间，卫星编号，导航数据等参数。

2、遍历导航数据，遍历导航数据里面的星历数据，判断星历数据的卫星

编号是否和传入的卫星编号相等。

3、如果星历数据的卫星编号和传入的卫星编号相等，就计算星历参考时

间(toe)和信号传输时间的时间差。如果不相等，继续处理下一条星历数据。

4、判断计算出来的时间差，如果时间差大于了允许的最大时间差，继续

查找下一个星历数据。否则，判断时间差最小的星历数据，记录星历数据

的位置。

5、返回之前记录出来的星历数据。

使用广播星历计算卫星时钟偏差（ eph2clk）

1、传入信号发射时刻的时间和星历数据。

2、计算信号发射时刻的时间和本时段钟差参数参考时间 (星历参数 toc)

的时间差。

3、通过下式计算钟差，这里还没有处理相对论校正项和 tgd：（代码中

有个迭代过程，资料上没看到写）

卫星钟差计算出来之后，信号发射时刻的时间还要加上这个钟差。

b) 计算卫星在信号发射时刻的位置、速度和时钟（ satpos）

根据星历表选项来选择不同的处理，如下：

广播星历（ EPHOPT_BRDC）: ephpos （广播星历到卫星位置和钟差）

1、根据公式计算出 tk；

2、根据使用的卫星系统，选择使用的地球引力常数 (mu)和地球的角速度

剩余37页未读，继续阅读

正版胡一星

2023-07-28

这个文件内容清晰，流程详细，非常适合初学者理解和学习。

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