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精密单点定位中伪距观测值的选择 江卉，杨振 河海大学土木工程学院，南京（210098 ） E-mail ：jianghu 摘 要：研究了提高伪距观测值精度的三种方法，即：相位平滑伪距、Hatch 滤波和卡尔曼 滤波，并探讨了它们的异同。在此基础上，利用自己编写的程序，分别用三种方法平滑后的 伪距观测值进行单点定位计算，并与IGS 跟踪站的已知坐标进行对比，得到一些结论。 关键词：精密单点定位；相位平滑伪距；Hatch 滤波；卡尔曼滤波 1. 引言 从发射第一颗GPS 试验卫星以来，GPS 技术得到了全面发展。随着GPS 技术的不断成 熟，IGS 产品的不断完善，GPS 已经不再局限于简单的定位和导航。近年来发展起来的GPS 精密单点定位技术，就是用一台GPS 双频接收机，读取IGS 事后的精密星历和精密钟差文 件，利用相位、伪距观测值和数学模型，以达到厘米甚至毫米级的定位精度。但在计算过程 中，相位观测值有周跳和整周模糊度问题。并且当整周模糊度与其它参数一起通过平差求解 时，如果出现周跳，还需要引进新的模糊度参数。这样,过多的参数不仅增加了计算的负担， 而且会影响解的稳定性[1] 。因此，利用高精度的伪距观测值进行定位是非常有必要的。 目前，提高伪距观测值精度的方法主要有：载波相位平滑伪距、卡尔曼滤波法降噪等。 在GPS 精密单点定位中，一般都是用无电离层组合值来消除电离层的影响，但组合值增加 了观测值的噪声。本文将用以上方法对组合观测值进行降噪处理，以提高伪距观测值的精度， 并利用自己编写的GPS 单点定位程序对其进行精度对比评定。 2. 双频相位平滑伪距观测值 在GPS定位中，利用伪距观测值只能得到±10m 的定位精度。载波相位测量的精度比伪 距观测值的测量精度高两个数量级，虽然载波相位的初始整周模糊度比较难以得到，但可以 利用载波相位两历元间的差值来平滑伪距，提高伪距观测值的精度。 GPS 的伪距和载波相位观测值可分别表示为： P ρ+c(δt −δt j ) +∆ +∆ +ε （1） i i I T L λϕ ρ+c(δt −δt j ) −λN −∆ +∆ +ε （2 ） i i i i i i I T 式中：P 为伪距观测值；L 为载波相位观测值；ρ 为卫星到接收机的几何距离；δt 和δtj i i i 为接收机和卫星钟差；∆ 和∆ 为电离层和对流层延迟改正；ε为观测噪声。 I T 无电离层组合观测值为： 1 P (f 2 P −f 2 P ) ρ+c(δt −δt j ) +∆ +ε （3 ） 3 2 2 1 1 2 2 i T f 1 −f 2 1 L (f 2 L −f 2 L ) ρ+c(δt −δt j ) −λ N +∆ +ε （4 ） 3 2 2 1 1 2 2 i 3 T f 1 −f 2 相减后可得：Amb λ N P −L （5 ）