2024.1.24 GNSS 学习笔记

1.伪距观测值公式

2.载波相位观测值公式

3.单点定位技术(Single Point Positionin,  SPP)

仅使用伪距观测值,不使用其他的辅助信息获得ECEF框架下绝对定位技术。

使用广播星历的轨钟进行定位,考虑到轨钟的米级精度,所以对于<1米的误差,基本不考虑。同时因为仅使用伪距,所以和载波相关的误差也不需要考虑。(不需要天线相位改正、相位缠绕改正等误差改正)

对于单频用戶,一般使用广播星历播发的电离层模型和tgd产品,进行改正。对流层误差同样使用经验模型进行改正,对于各项潮汐引起的误差以及天线相位中心偏差等误差,均可不做考虑。

4.相对定位技术

相对定位技术分两种:

第一种仅伪距参与定位,称为RTD技术(Real Time Differential);

第二种是在加了伪距进行定位的基础上增加了载波观测值的使用,称为RTK技术(Real Time Kinematic,实时载波相位差分技术)。

相对定位技术可以得到可以得到cm-dm的实时定位精度。

5.事后动态处理(Post Processed Kinematic, PPK)

相对定位技术中,还有一种和RTK相似的技术,但它需要经过事后处理得到定位结果,称为PPK技术(Post Processed Kinematic),通过事后处理,可以进一步提升RTK的定位精度。

PPK的应用场景:(要求定位精度比实时性更重要的场景,而RTK技术更注重实时性,适用于要求实时性比定位精度更重要的场景)

在一些场景中,比如地图采集/航测等,定位精度其实比实时性更重要,或者在一些场景中并不能接入电台或者互联网实时获得差分改正信息。

6.差分改正信息是指什么?

所谓差分改正信息,可以认为是另外一个安装在已知点的接收机的卫星观测信息。我们需要一定的通讯手段将差分信息发送到用戶端,供定位算法引擎对同一个卫星的观测值组站间差分。

因为对于距离相对较近的两个站点,其轨道误差对两个站的影响基本相似通过站间差分,可以消除轨道误差的影响

同时,如果两个测站观测时刻相同,对同一个卫星的伪距或者载波组站间差分(星间差分)可直接消除卫星钟差的影响。

7.精密单点定位(Precise Point Pointing, PPP)

和单点定位技术类似,可以使用单台接收机在全球任何位置获得高精度ECEF框架下的绝对坐标

为了获得高精度的定位结果,所有的厘米量级以上的误差均需要考虑

  • 需要使用高精度的轨钟产品(.SP3 .CLK文件),而不能使用广播星历中的低精度广播轨道
  • 使用无电离层组合(使用更多)或者状态参数中增加电离层误差的估计
  • 天顶的对流层湿延迟作为参数参与估计
  • 使用模型对天线相位缠绕(Phase wind-up)进行修正
  • 使用模型对卫星或者接收机的天线相位偏差进行修正
  • 使用模型对潮汐误差进行修正
  • 为了提高收敛速度和定位精度,需要使用phasebias产品,完成模糊度的固定,我们称之为PPPAR技术(PPP Ambiguity Resolution)
  • 为了进一步提高收敛速度和定位精度,可以播发高精度的格网电离层产品和对流层产品,我们称之为PPPRTK技术(PPP Real Time Kinematic)

8.SPP RTK PPP技术对比图


1.该块知识主要涉及输入以及输出。即卫星观测数据以及星历数据的存储格式,实时通信格式以及最后的定位结果输出格式等。主要涉及RINEX、RTCM、NMEA以及一些开源软件的自有格式。

2.RINEX格式的来源与介绍

GNSS观测数据从接收机通过专用软件传输到计算机中,以接收机厂商所定义的专有文件格式以二进制的形式存储。不同GNSS接收机厂商所定义的专有格式各不相同,有时甚至同一厂商不同产品型号格式也不相同。
为解决这一问题(解决不同接收机厂商的观测数据文件格式的不同),1989年提出了RINEX(Receiver Independent Exchange Format,接收机自主交换格式)格式,如今已经成为了
GNSS测量应用的标准数据格式。值得一提的是,2016年在RINEX3.03版中全面支持BDS。目前RINEX已经在2021年12月更新至4.00版本。

数据下载网址:IGS官方产品及数据下载地址汇总——亲验可用(2022.08.05持续更新)_igs下载-CSDN博客

3.RINEX 2.x & 3.x版本

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