GPS单点定位误差改正：地球潮汐与自转影响分析

"中南大学硕士研究生龚佑兴的学位论文，主要探讨了GPS单点定位技术，包括数学模型、误差改正方法，如电离层改正、对流层改正、相对论效应改正、地球自转改正、地球潮汐改正以及卫星天线相位中心偏差改正。通过编程实现不同定位程序，并利用数据进行大量计算，验证了各种条件下GPS单点定位的精度。" 本文深入研究了GPS单点定位的理论基础，涉及的主要知识点包括： 1. GPS单点定位数学模型：这是定位的基础，通过接收机接收到的卫星信号计算出用户位置。模型包括伪距定位和相位定位两种方式。 2. 误差改正：为了提高定位精度，必须考虑并修正多种误差源，如： - 电离层改正：电离层中的电子会影响GPS信号传播速度，导致延迟，需要根据电离层模型进行改正。 - 对流层改正：大气中的水汽对信号传播也有影响，特别是在对流层部分，需要通过气象参数进行改正。 - 相对论效应改正：考虑到相对论效应，卫星和接收机之间的速度差异会产生微小的时间延迟，需进行改正。 - 地球自转改正：地球自转导致地球表面位置随时间变化，影响观测数据，需要考虑测站纬度和卫星位置关系。 - 地球潮汐改正：地球的固体潮和海洋潮汐会导致地面位置的周期性变化，最大可达80cm，定位时必须考虑这一因素。 - 卫星天线相位中心偏差改正：卫星天线实际中心与理论中心的偏移会影响相位观测值，需进行修正。 3. 定位程序编写：作者实现了基于伪距、相位和不同等级星历（广播星历和精密星历）的定位程序，以分析不同条件下的定位精度。 4. 实验结果与分析：通过大量计算，得出在SA取消后的定位精度，例如，伪距定位24小时精度达到4米水平，相位定位精度在1.1米至2.7米不等。使用精密星历和载波相位数据，40分钟内定位精度为1米，2小时内达到0.6米。 5. 精密星历处理：通过切比雪夫多项式拟合，可以计算卫星在任意时刻的位置和钟差，进一步提高定位精度。 该论文全面探讨了GPS单点定位技术的各个方面，不仅理论深入，而且通过实证分析验证了各种改正方法的有效性，为GPS定位精度提升提供了重要参考。关键词包括GPS单点定位、广播星历、精密星历以及各种误差改正方法。