基于非差非组合PPP-RTK的大气改正模型及其性能验证

高精度的大气改正是加快PPP-RTK收敛的重要前提。本文以区域跟踪网台站数据为基础,基于非差非组合PPP提取斜路径电离层和天顶对流层延迟,作为PPP-RTK大气建模的数据源。电离层延迟采用基于斜路径星间单差的改正模型,对流层采用非差天顶对流层模型,设计了相关的服务端和用户端软件系统。在系统设计上,通过服务端提取数据构建大气模型并播发,用户端接收参数并用于实时PPP-RTK定位。对上海区域进行服务端和用户端的试验,服务端计算的参数表明:GPS、GALILEO、BDS系统的电离层、对流层模型内符合精度为6~7 mm。用户端的646组PPP-RTK伪动态试验表明:水平方向30 s内收敛的占比为89.16%、1 min内收敛的占比为91.80%、2 min内收敛的占比为95.98%;三维方向收敛结果中,上述收敛时间尺度分别占总数的86.22%、88.70%和93.34%。附加大气约束后,模糊度固定率为95.59%,收敛后水平方向和三维方向定位RMSE分别为2.35和4.63 cm。实时动态试验表明,PPP首次固定时间为36 s,水平和三维定位精度分别达到了1.13和3.21 cm。

MADOCA GPS/GLONASS实时精密星历产品的性能评估

日本的准天顶系统(Quasi-Zenith Satellite System,QZSS)除了基础的定位、导航、授时服务以外,还开发了GNSS轨道和钟差估计系统MADOCA(Multi-GNSS Advanced Demonstration Tool for Orbit and Clock Analysis)。MADOCA通过L6E增强信号每30 s播发一次GNSS实时轨道改正,每1 s播发一次钟差改正,也可以通过Ntrip协议或FTP服务获取实时产品,从而实现实时精密单点定位(Real-time Precise Point Positioning,RTPPP)服务。以GFZ事后精密星历和钟差产品为参考,对MADOCA和CNES实时精密轨道与钟差产品进行评估,统计了径向、切向、法向轨道误差,钟差误差,空间信号测距误差(Signal-in-Space Range Error,SISRE),仅考虑轨道误差的SISRE以及精密参数的可用性。最后基于MADOCA和CNES实时产品,进行GPS单系统和GPS/GLONASS双系统实时精密单点定位,对比了基于两种实时产品的RTPPP定位精度、收敛时间和可靠性。结果表明,12个IGS站动态PPP定位精度在东、北方向上优于0.1 m,天顶方向优于0.4 m;使用MADOCA精密产品进行GPS/GLONASS双系统定位,其收敛速度比使用CNES精密产品更快。

非差非组合PPP的广域星间单差天顶电离层模型及其验证

高精度电离层修正是非差非组合精密单点定位(precise point positioning, PPP)加速收敛的重要前提。首先基于参考站网台站观测数据,以非差非组合精密单点定位提取的电离层延迟作为建模数据源,提出一种基于多项式模型的估计天顶电离层延迟参数以及卫星硬件延迟的单差电离层模型。然后开发了服务端和用户端相应软件系统,服务端提取电离层延迟和进行单差建模,并将模型参数播发给用户端作为电离层约束进行非差非组合精密单点定位。最后在欧洲地区通过PPP提取电离层进行拟合实验,结果表明,广域地区GPS和俄罗斯GLONASS(global navigation satellite system)单系统电离层模型内外符合精度分别为1 TECu(total electron content unit)和3 TECu。采用电离层约束的非差非组合动态精密单点定位,统计136个1 h时段的定位结果,发现在附加电离层约束PPP实验中,78个时段(57.35%)收敛时间在5 min内,97个时段(71.32%)在10 min内,122个时段(89.7%)在15 min内,132个时段(97.06%)在25 min内;在无约束PPP实验中,上述收敛时间内结果分别为15个(11.03%)、64个(47.06%)、91个(66.91%)、110个(80.88%)。