动态PPP模糊度固定模型及效果分析   惠州路灯维修车出租, 惠州路灯维修车租赁, 惠州路灯维修车   精密单点定位技术只需单台双频GNSS接收机就能实现高精度的绝对定位，由于不再需要基准站，因此特别适用于大范围移动测绘领域。但是，传统的模糊度为浮点解的动态PPP只能获取分米至厘米级范围的定位精度，而且需要几十分钟甚至数小时的收敛时间，与厘米级定位精度的相对定位相比仍有差距。近几年发展起来的PPP模糊度固定技术，被证实能够有效提高收敛速度、改善定位精度和稳定性，吸引了国内外学者和研究机构的广泛关注。与模糊度浮点解PPP相比，模糊度固定解PPP之所以独具优势，是因为当模糊度收敛或具备一定精度时，通过模糊度固定，充分利用起模糊度的整数优势，将含模糊度的相位观测值直接转变成高精度的绝对距离观测值，定位精度也随之迅速提升至稳定的厘米级。之前的诸多研究之所以都集中于模糊度浮点解PPP，是因为没有从模型上正确处理蕴含于观测值中的偏差项，这些偏差项污染了模糊度，使其不能被固定。而当前发展起来的多种PPP模糊度固定方法，虽然思路不同，但最终目的都是要恢复模糊度的可固定(整数)特性。从不同角度证实这些方法在某种程度上的等价性，但也指出它们在所用产品和算法实现上存在区别。尽管有三种PPP模糊度固定方法可供用户选择，但目前仅法国空间研究中心(CNES)下属的卫星定位组(,CLS)是以IGS常规产品的形式，公开发布用于PPP模糊度固定的相关产品。虽然另外两种方法也有产品发布，但还未形成常规产品。需要说明的是，CNES所发布的与PPP模糊度固定密切相关的产品有两类：整数相位钟产品和卫星端宽巷模糊度偏差产品。这两类产品均可在以grg开头的精密卫星钟差文件中找到。卫星端宽巷模糊度偏差产品每天公布一组，每颗卫星一个，用于宽巷模糊度固定，发布于grgXXXX.clk文件头中；整数相位钟产品即grgXXXX.clk文件中的精密卫星钟差产品。由于CNES所发布的精密卫星钟差产品是以相位观测值为基准，而且能够恢复窄巷模糊度的整数特性，故而得名“整数相位钟”。为了叙述简便，文中提及整数相位钟产品时，除特殊说明外，均包含上述两类产品。第16页图2.12013年12月14日卫星端宽巷模糊度偏差产品。值得关注的有两个节点：2009年11月，该机构便开始采用非差模糊度固定新策略，它们的产品精度因此得到了显著提高；2012年5月，该机构开始发布30s采样间隔的精密卫星钟差产品。与5min间隔的精密卫星钟差相比，30s采样间隔的精密卫星钟差产品对动态PPP的定位精度会有30%~50%的改善，因此这对提高动态PPP模糊度固定效果会有较大帮助。尽管CNES发布的整数相位钟产品可以公开获取，而且该机构卫星定位组给出了整数相位钟产品的服务器端生成算法；但是，用户该如何使用这些产品、该使用何种模型、该使用何种模糊度固定策略进行具体的PPP模糊度固定，却未有文献进行详细论述。由于他们主要对IGS站静态数据解算，因此该机构给出的PPP模糊度固定策略较为简单、缺少完善可靠的质量控制措施，而这显然不适合本文所用的实际动态数据。综合以上考虑，研究基于整数相位钟产品的用户端PPP模糊度固定模型和顾及质量控制的模糊度固定策略很有必要。本章首先概要介绍GNSS观测数据预处理方案，着重推导面向用户端的使用CNES整数相位钟产品和星间单差观测值的PPP模糊度固定模型；其后，与Laurichesseetal.所采用的先固定非差宽巷模糊度、而后直接估计并固定非差窄巷模糊度不同，本文将提出一种顾及质量控制的逐级模糊度固定策略(CAFQC)；最后，通过大量动态算例对所推导的用户端的PPP模糊度固定模型和所提出的CAFQC进行验证分析。

     GNSS观测数据预处理对GNSS观测数据进行预处理的原因在于，GNSS观测信号本身容易受到外界环境的干扰，导致GNSS观测数据中会产生一些粗差与周跳。此外，由于一些接收机的自身特点，在GNSS观测数据中还会存在钟跳。能否有效处理这些粗差、周跳以及钟跳将直接决定PPP定位结果可靠性高低和精度好坏。GNSS观测数据预处理的目的就是为后续的PPP解算提供干净的观测数据，主要包括粗差的识别与定位、钟跳探测与修复、周跳探测与标记等内容。

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         本文依据相关文献及实际经验，采取如下数据预处理方案：(1)初步处理。逐历元的读取GNSS观测数据文件(通常为RINEX格式文件)：①当某颗卫星存在缺失的观测值类型时，删除该卫星的此条观测数据；②当某历元观测卫星数目少于4颗时，删除该历元观测数据。当出现以上两种情况时，观测数据的质量往往难以保证，因此删除是较好的处理策略。

    (2)伪距单点定位处理。对(1)处理后的观测数据文件进行伪距单点定位解算，并执行卡方检验和接收机自主完好性监测算法，当发现存在伪距粗差的卫星时，删除该卫星对应的观测数据。在伪距单点定位解算过程中，还应剔除广播星历标记为不健康的卫星、低高度角和低信噪比卫星。

   (3)钟跳探测与修复。若不能正确探测及修复接收机钟跳，可能会被当作周跳处理，这会严重影响PPP的定位精度。国外Kim等人较早的认识到这一问题并进行了研究(KimandLangley2001,2002)。国内武汉大学的郭斐等人对此问题进行了细致的研究，他们给出了接收机钟跳的分类标准，讨论了钟跳对周跳探测的影响，并提出了一种十分有效的钟跳探测与修复方法(郭斐2013;GuoandZhang2014)，本文直接采用他们的方法对钟跳进行处理。

   (4)周跳探测与标记。国内外在单台GNSS接收机的周跳探测与处理方面进行了大量研究。通常，联合MW组合和PGF组合几乎能探测所有周跳，而且与接收机运动状态无关，适合于动态观测数据的预处理。国内不少学者在进行周跳探测研究时，都选取这两个组合，因此本文也使用这两个组合进行周跳探测。在实际应用中，MW组合对低高度角卫星的探测效果不佳，PGF组合的探测效果与采样率有关，这表明在周跳探测阈值的设置上应该考虑这些因素。武汉大学的张小红和郭斐等人进行了大量测试，根据不同高度角和不同采样率设置了分段函数形式的经验阈值模型，本文直接采用他们的模型。

    (5)孤星与频繁周跳卫星删除。对卫星的连续性进行分析，删除掉观测弧段很短的卫星(单个历元或几个历元)数据，删掉频繁周跳的卫星数据。必要时，还需删除刚升起后、临落下前的若干历元卫星观测数据，因为此时的观测质量通常会存在问题。经过以上处理，就可以得到较为干净的GNSS观测数据，然后就能进行PPP解算。在PPP解算过程中，还会面临个别卫星的精密星历和钟差精度不佳或缺失、姿态异常(Eclipse)等情况，应该删除这些不正常时段的卫星数据，以免影响定位精度。

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