了解PPP与基于地基增强系统的增强PPP技术


来自:RTK之家     发表于:2018-11-05 17:59:33     浏览:794次

精密单点定位(PPP - Precise Point Positioning)指的是利用载波相位观测值以及IGS等组织提供的高精度的卫星星历及卫星钟差来进行高精度单点定位的方法。

PPP技术的思路非常简单,利用IGS提供的高精度的GPS精密卫星星历和卫星钟差,以及单台双频GPS接收机采集的载波相位观测值,采用非差模型进行精密单点定位。


精密单点定位中使用的是载波相位观测值,其线性化的观测方程可写为:



精密单点定位数据处理流程图

PPP技术最早由美国喷气推进实验室的Zumberge于1997年提出,这里的“精密”就是将其与SPS定位区分开来。早期的PPP研究是为了解决GPS网解数据处理计算量过大的问题,主要针对后处理技术研究PPP观测模型构建、误差源改正和削弱以及模糊度快速解算等问题。

此后的国内外众多研究机构(如JPL、GFZ、NRCan、Calgary大学、New Brunswick大学和武汉大学等)跟进研究PPP技术,并陆续研发了自己的PPP定位软件(如GIPSY、GSRS-PPP、PANDA和GPAS等)甚至推出了商业化产品(如P3、EPOS和Trip等)。

PPP技术小编就说这么多了,我们再来看看基于地基增强系统的增强PPP技术。地基增强之前小编和星基系统放在一起讲过,大家可以看看——涨知识,了解一下星基增强系统与地基增强系统

增强PPP技术

地基增强系统作为提升卫星导航系统服务质量的高效、可靠手段,已经成为卫星导航领域的重要发展方向。


目前,我国正在大力推进北斗地基增强系统的建设,考虑基于此系统来增强PPP,对于推进系统应用及提升PPP定位、导航等服务性能将由重大意义及应用前景。


传统精密单点定位(PPP)由于受精密星历与精密钟差的限制,存在收敛慢、实时性差的问题。地基增强系统的对流层延迟信息来增强PPP,使PPP在收敛速度上有一定的提高。


今天,小编就为大家讲解一下增强PPP原理及关键技术。


目前基于地基增强系统的较为成熟的技术有网络RTK和PPP-RTK等。其中,PPP-RTK结合了PPP和RTK技术的有点,已成为目前研究的热点。


两种技术都需要多个参考站,它们的重要区别是网络RTK一般服务于参看站范围内的用户,而PPP-RTK可以服务于参考站外部的用户。

区域CORS网络增强PPP方法的核心是利用区域CORS网络参考站数据实时计算参考站天顶对流层延迟改正数,增强流动站PPP定位,加快PPP模糊度固定并缩短定位收敛时间。


PPP数据传输示意图


增强PPP技术模型与算法

增强PPP关键技术主要包括内插模型与处理算法,具体为内插模型、附加对流层信息的PPP数学模型。

1)内插模型

在各参考站计算出对流层延迟信息后,用户内插,内插时,用户通过距离来选择参考站。目前,内插模型较多,较为常用的是张小红教授提出的以下6类模型,这6类模型的RMS均在10mm以下,能够满足区域参考站增强PPP的精度要求。

2)附加对流层信息的PPP数学模型

PPP用户通过以上内插算法获得自己的U对流层延迟信息后,讲该对流层延迟信息作为先验信息来加快PPP的收敛,其增强的误差方程为:

式中,V为误差向量;A为设计矩阵;X为待估参数向量;L为观测向量;ZTD表示先验对流层延迟信息;v表示先验对流层信息误差;0表示全0矩阵。

与PPP观测方程相比,增强PPP增加了一个虚拟观测方程,即利用先验对流层信息对对流层延迟参数施加外部约束。观测值的方差阵为:

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