GPS单点定位算法及实现
实时精密单点定位
实时精密单点定位（PPP）是可能通过实时卫星轨道和时钟校正的可用性广播星历，播放的实时校正（BCS）。实时BCS是目前在全球以及区域的参考帧。在这方面的贡献，PPP使用这些全球性和区域性BCS的性能分析1983北美基准（NAD83）。为当前区域NAD83 BC 方法确定的局限性和协调的差异导致了与传统方法相比，显示全球BC。虽然偏差所造成的不同的参考帧的使用被证明是亚厘米级，它也表明，他们可以通过PPP算法或区域BC方法改性降低或消除。分析了三种不同的变体进行PPP，单一频率的电离层的自由变体，双频电离层自由变体，和一个单一频率的电离层修正变异。 精密单点定位（PPP）是一个全球定位系统（GPS）处理非差伪距和载波相位测量从一个独立的GPS接收机的高精度计算分米或厘米在全世界遍地开花的位置定位方法（藏伯格等人。1997；2001 ovstedal库巴和荷鲁克斯；2002）。近年来，服务已经开发了允许高精度星历数据可实时用户（代码2006；库巴泰特里等人2003。2005烘烤2010）。这样的情况了，并将继续创造，PPP应用范围广（荷鲁克斯等人。2004、高2008；比斯纳）。这种服务的重要例子是实时（RT）的GPS卫星的轨道和时钟校正广播星历（Sohne等人。2008。这些RT 广播改正（BCS）用户提供精确的轨道和时钟校正所需的PPP。BCS在全球参考框架不仅可以（GRF）也在一组选定的区域参考框架（RRFS），如北美基准（NAD）1983（NAD83）（BKG 2010；Sohne 2010）。在这方面的贡献，这些NAD83区域BCS使用（微构件系统）的单和双频率PPP是第一时间分析及其与更传统的全球BCS的使用性能（GBC上将）的比较。 在微构件系统的理论基础是认为当处理独立的GPS数据，获得用户的位置的参考框架定义的参考系统，实现了卫星位置。因此，在文献中已GRF RRF卫星轨迹的转换是一个有用的替代GRF RRF的站坐标变换因为它有可能简化访问RRF允许用户在一个全局数据区域专门工作表明（克蕾默等人。2000；库巴2002；克蕾默2006；Schwarz 1989）。 本文的组织如下。能够评估作用的参考帧播放的PPP，NAD83简要描述和国际地球参考框架（ITRF），和他们的椭球坐标的差异，在随后的部分了。然后，GBC和红细胞的方法，单和双频率NAD83 PPP协议的分析和比较。目前的RBC 方法确定的局限性和协调的差异导致他们对GBC的方法示出。其次，它是如何修改PPP算法或红细胞的方法，这两种方法之间的一致性恢复。由于确定的PPP RBC方法的局限性是固有的作为一个结果，不同的参考帧的使用，这方面的贡献的结果是在更换NAD83 2018提供了一个新的几何数据，删除不同意ITRF计划的支持（NOAA 2008）。 对PPP的BCS是理解中的重要作用的正确使用的参考帧播放。因此，本节中的ITRF转换NAD83，其链接，这种改造在位置相关的椭球坐标的两帧之间的差异的影响作了简要的介绍。 北美基准1983 所采用的数据和参考在美国和加拿大的空间定位系统是NAD83。详细的介绍了它的定义，建立，和进化，读者可以参考施瓦茨（1989），斯奈和索勒（2000a，b），索勒和斯奈（2004），克雷默等人。（2000），与克雷默（2006）。NAD83首次实现的，这在很大程度上依赖卫星多普勒观测，由美国国家大地测量1986通过（NGS）。它被称为NAD83（1986）。自那时以来，NAD经历了又一个五实现在美国，最后一个是NAD83（cors96）。此实现，正是联系在一起的NAD83 ITRF框架，它是一个地心坐标系统的最佳实现（鲍彻和altamimi 1996）。为了这
室内定位常用算法概述
室内定位常用算法概述 一.室内定位目的和意义 随着数据业务和多媒体业务的快速增加，人们对定位与导航的需求日益增大，尤其在复杂的室内环境，如机场大厅、展厅、仓库、超市、图书馆、地下停车场、矿井等环境中，常常需要确定移动终端或其持有者、设施与物品在室内的位置信息。但是受定位时间、定位精度以及复杂室内环境等条件的限制，比较完善的定位技术目前还无法很好地利用。因此，专家学者提出了许多室内定位技术解决方案，如A-GPS定位技术、超声波定位技术、蓝牙技术、红外线技术、射频识别技术、超宽带技术、无线局域网络、光跟踪定位技术，以及图像分析、信标定位、计算机视觉定位技术等等。这些室内定位技术从总体上可归纳为几类，即GNSS 技术(如伪卫星等)，无线定位技术(无线通信信号、射频无线标签、超声波、光跟踪、无线传感器定位技术等)，其它定位技术(计算机视觉、航位推算等)，以及GNSS和无线定位组合的定位技术(A-GPS或A-GNSS)。 由于在室内环境下对于不同的建筑物而言，室内布置，材料结构，建筑物尺度的不同导致了信号的路径损耗很大，与此同时，建筑物的内在结构会引起信号的反射，绕射，折射和散射，形成多径现象，使得接收信号的幅度，相位和到达时间发生变化，造成信号的损失，定位的难度大。虽然室内定位是定位技术的一种，和室外的无线定位技术相比有一定的共性，但是室内环境的复杂性和对定位精度和安全性的特殊要求，使得室内无线定位技术有着不同于普通定位系统的鲜明特点，而且这些特点是户外定位技术所不具备的。因此，两者区域的标识和划分标准是不同的。基于室内定位的诸多特点，室内定位技术和定位算法已成为各国科技工作者研究的热点。如何提高定位精度仍将是今后研究的重点。 二. 室内定位技术的国内外发展趋势 室内GPS定位技术 GPS是目前应用最为广泛的定位技术。当GPS接收机在室内工作时，由于信号受建筑物的影响而大大衰减，定位精度也很低，要想达到室外一样直接从卫星广播中提取导航数据和时
BDSGNSS实时精密单点定位算法研究与实现
BDS/GNSS实时精密单点定位算法研究与实现随着GNSS定位技术的不断发展,以及多导航定位系统并存时代的到来,多系统融合精密单点定位逐渐成为研究的重要问题。实时精密单点定位技术具有定位精度高、定位方便、不受基准站限制等优点,将成为未来高精度导航定位的重要手段。 多系统提供了更多的可见卫星数量及更优的卫星几何结构,有利于提高实时精密单点定位的定位的精度、可靠性及收敛时间。因此,本文通过对实时多系统精密单点定位的理论和方法进行研究,基于实时的轨道和钟差数据流,以及实时的多系统观测数据流,实现了支持GPS/BDS/GLONASS三系统组合定位的实时单频和双频精密单点定位。 本文的主要研究内容如下:(1)本文对伪距粗差的探测、钟跳的探测与修复方法、以及周跳探测的方法进行了详细的分析。首先对利用不同伪距间的差值进行伪距粗差探测的有效性进行了分析;然后根据不同的钟跳类型,对基于单个历元观测值的钟跳探测和修复方法进行了分析;最后,根据三频组合观测值的理论,优选了GPS和BDS三频无几何距离周跳探测组合,并根据实例,分析了利用优选的两组BDS线性组合系数进行无几何距离周跳探测的有效性。 (2)本文对不同系统和不同测站系统偏差值的特性进行了分析。结果表明:系统偏差收敛后的值在一天内保持相对稳定,且系统偏差值的大小表现出与测站相关的特性。 (3)本文利用德国联邦测绘局提供的实时SSR改正数,分析了三系统实时恢复的轨道和钟差的精度。同时分析了数据龄期和改正数中断对实时精密单点定位的影响,并给出相应的解决方案。
(4)根据实时多系统精密单点定位的理论,基于C++平台,编程实现了支持GPS/BDS/GLONASS三系统组合定位的实时单频和双频精密单点定位。并进行了双频静态模拟动态、单频静态模拟动态、车载动态试验,分析了软件的定位性能。
车牌定位算法研究及实现
车辆自动识别技术（一）——车牌定位算法研究及实现 (2010-07-19 22:45:15) 分类：控制仿真类 标签： 杂谈 摘要 随着我国交通事业的迅速发展，城市汽车容量的急速攀升，建立现代化的智能交通系统已经成为解决此类中诸多问题的焦点所在。汽车牌照识别系统是交通管理领域和数字图像处理领域里的热点问题，车辆是构成整个智能交通系统的最基本元素，而车辆牌照是我们标定车辆的唯一ID，所以说，车牌定位是实现车牌字符分割和字符识别的前提和关键。 本文介绍了三种基于MATLAB的汽车牌照图像定位方法。这些算法充分利用了车牌纹理、颜色、宽高比等特征，经过灰度化、运动区域定位、边缘提取、水平投影、自适应数学形态学处理、垂直投影、颜色判定、区域生长等一系列步骤，最终实现车牌定位。特别是边缘处理算子的改进、自适应数学形态学的引入以及小波分析的应用，对算法性能有着巨大影响，是本算法的关键所在。 实验结果表明，所述的三种方法是有效的，能够定位所采集的车牌，虽然不能定位全部采集到的图片，但方法三相对前两种方法的准确率有很大的提高，达到了预期的目的。 关键词：车牌定位；纹理分析；边缘检测；数学形态学；小波分析 目录 摘要 Abstract 第1章绪论 1 1.1 课题研究背景及意义 1 1.2 课题研究目的 2 1.3 国内及国外研究现状 2 1.3.1 国内研究现状 2
1.3.2 国外研究现状 4 1.4 本文的工作及基本结构 4 第2章图像处理技术基础 5 2.1 图像预处理 5 2.1.1 图像灰度化 5 2.1.2 图像二值化 6 2.1.3 图像小波变换 6 2.1.4 图像形态学处理 7 2.2 图像区域裁剪 9 第3章基于MATLAB的车牌定位算法实现 10 3.1 MATLAB及其图像处理工具 10 3.2 我国车牌特点及识别难点 10 3.2.1 我国车辆牌照特点 10 3.2.2 我国车辆牌照定位难点 11 3.3 图像的采集 11 3.4 基于不同车牌特征的程序实现过程及结果图 13 3.4.1 基于车牌颜色特征的方法 13 3.4.2 基于数学形态学和边缘特征的方法 16 3.4.3 基于小波分析的方法 20 3.5 三种方法的结果比较 23 第4章结束语 26 参考文献 27 致谢 28 附录 29 第1章绪论 1.1 课题研究背景及意义
无线传感网大空间定位测量算法及精度评估
第37卷?第4期?2015-04(上)? 【71】 无线传感网大空间定位测量算法及精度评估 Positioning measurement algorithm and accuracy evaluation for wireless sensor networks in large field working space 刘文文，王俊岭，杨 瑛 LIU Wen-wen, WANG Jun-ling, YANG Ying （合肥工业大学，合肥 230009） 摘 要：无线传感网结构参数对移动节点定位精度有重要影响。面对基于无线传感网大空间定位测量过程 中的共性问题：测量距离约束和信号覆盖范围约束，提出了一种选择性大空间定位算法。面对移动节点特定的定位空间要求以及定位精度要求，采用蒙特卡罗方法研究了测距误差、信标网络参数配置对移动节点定位精度以及可定位空间的作用关系，提出的仿真算法模式对于设计评估满足一定精度要求的无线传感网络可定位空间探索具有一定的指导意义。 关键词：无线传感网络；大空间定位算法；精度评估中图分类号：TP702 文献标识码：A 文章编号：1009-0134(2015)04(上)-0071-04Doi：10.3969/j.issn.1009-0134.2015.04(上).22 收稿日期：2014-07-10 基金项目：国家自然科学基金资助：基于无线传感网络引导的高精度超大空间坐标测量网络构建关键技术（51275149）作者简介：刘文文（1961 -），女，副教授，博士，主要从事仪器设计、光学检测系统设计、现代控制理论和测控软件 开发领域的研发工作。 0 引言 无线传感网络的很多应用都涉及距离位置信息，基于无线传感网络的大空间定位技术也因此成为这一研究热点的关键基础技术。无线传感网络定位技术有基于非测距定位技术和基于测距定位技术，基于测距的定位技术分为基于信号接收强度指示值测量（RSSI ）方法、基于到达时间测量（TOA ）方法以及基于时间差测量（TDOA ）等方法等。本文对基于时间差的测量方法（TDOA ）进行分析研究和仿真，面对距离测量精度和范围的限制，寻找高精度的定位算法，面向无线传感网络结构参数通过仿真评估大空间定位精度。研究对设计满足一定定位精度的无线传感网络具有指导意义。 1 原理分析及算法 基于距离测量的大空间定位方法通过测量移动节点到信标节点的距离实现移动节点的空间定位，高精度定位的关键点在于高精度的距离测量方法及高精度的定位算法。 假设在移动节点P(x,y,z)周围有n 个位置已知的信标节点G 1(x 1,y 1,z 1),G 2(x 2,y 2,z 2),…, G n (x n ,y n ,z n )参与测量，如图1所示，它们与移动节点的距离的测量值为D 1,D 2,…,D n ，而理论距离为： 1,2,,j d j n == (1) 以测量距离与其理论值的残余误差平方和最小为原则定位移动节点P(x,y,z)，则测量模型为： ∑=?n j j j d D Min 12 )( (2) 这是一个无约束非线性优化问题，理论上可以用非线性无约束优化方法求解[1]。在此，笔者提出一种线性迭代算法求解该非线性优化问题。 G2 G4 D2 ????3 ????* D1 D1 G1 D4 D3 G3 图1 移动节点与信标节点
ArcInfo下卫星遥感火点空间定位算法研究_殷剑敏
第27卷第5期南京气象学院学报V o l.27N o.5 2004年10月Jou rnal of N an jing In stitu te of M eteo ro logy O ct.2004 文章编号:100022022(2004)0520688207 Arc I nfo下卫星遥感火点空间定位算法研究 殷剑敏 (江西省气象科学研究所,江西南昌 330046) 摘 要:应用A rc Info地理信息系统和M apO b jects组件空间分析技术、数据库技术, 对森林火点卫星遥感信息的地理定位技术进行了研究,结合1:250000地理信息数 据,研制了快速获取火点周围地理信息的技术流程及计算方法,开发了业务化系统, 实现了自动化操作。尤其在多火点的情况下更能显示出其优越性,相同情况下,比手 工地理定位提高了定位精度,工作效率提高了10倍以上。投入业务运行以来,在森林 防火工作中发挥了重要作用,为火点监测赢得了时间,取得了明显的社会效益。 关键词:A rc Info;空间定位;算法;卫星遥感;森林火点 中图分类号:S429 文献标识码:A 森林是地球生态系统的重要组成部分,近年来,由于气候变暖等原因,森林火灾发生频率趋于增加。森林火灾不仅造成巨大的经济损失,而且还会导致生态和灾害链后果,因此,对林火行为的研究,具有重要的理论意义及生产实用价值。国内外早期对火险天气等级的气象预报做了大量的研究,取得了许多可投入业务使用的研究成果[127]。近年来,许多学者开始应用地理信息系统(Geograp h ic Info r m ati on System,简称G IS)等高新技术,对森林火场的蔓延、火场周边气象条件的变化及灾后损失评估作了大量数值模拟研究[8]。利用遥感技术监测森林火灾,国外始于20世纪60年代初期的航空红外探测,而在国内,从80年代末开始广泛运用时间、空间分辨率相对较高的极轨气象卫星对森林火灾进行了实时动态监测。卫星遥感具有范围大、视野广、迅速、准确等特点,并能提供火点的经纬度、火灾面积、火点性质(燃烧区、过火区、亚像元等)等火场信息,目前气象部门已广泛应用极轨气象卫星监测森林火点,并开发出相应的森林火点卫星遥感处理软件[9210]。但仅依靠卫星遥感技术监测森林火点,长期以来一直存在火点的地面定位问题,因为它只能自动判读森林火点的经纬度,还要人工在地图上查找具体位置后才能对外提供服务。这种方式存在以下缺点:人工查找地图速度慢,尤其是查找大比例尺的高精度地图则更不方便;人工查图误差大,容易出错;信息量少,满足不了当前防火服务需求;信息没有数字化,不能迅速利用现代通信手段对外发布。 地理信息系统具有强大的空间信息管理和分析计算功能,有关部门已经将它应用于110 收稿日期:2003209202;改回日期:2003212230 基金项目:江西省科技厅“江西省森林火险监测预警系统研究”项目;江西省气象局“森林火点卫星遥感地理定位研究” 项目 作者简介:殷剑敏(19622),男,江苏常州人,高级工程师,博士生,研究方向:地理信息系统在气象上的应用研究.
(精密单点定位)
简介 精密单点定位--precise point positioning（PPP） 所谓的精密单点定位指的是利用全球若干地面跟踪站的GPS 观测数据计算出的精密卫星轨道和卫星钟差, 对单台GPS 接收机所采集的相位和伪距观测值进行定位解算。利用这种预报的GPS 卫星的精密星历或事后的精密星历作为已知坐标起算数据; 同时利用某种方式得到的精密卫星钟差来替代用户GPS 定位观测值方程中的卫星钟差参数; 用户利用单台GPS 双频双码接收机的观测数据在数千万平方公里乃至全球范围内的任意位置都可以2- 4dm级的精度, 进行实时动态定位或2- 4cm级的精度进行较快速的静态定位, 精密单点定位技术 是实现全球精密实时动态定位与导航的关键技术,也是GPS 定位方面的前沿研究方向。 编辑本段精密单点定位基本原理 GPS 精密单点定位一般采用单台双频GPS 接收机, 利用IGS 提供的精密星历和卫星钟差,基于载波相位观测值进行的高精度定位。所解算出来的坐标和使用的IGS 精密星历的坐标框架即ITRF 框架系列一致, 而不是常用的WGS- 84 坐标系统下的坐标,因此IGS 精密星历与GPS 广播星历所对应的参考框架不同。 编辑本段密单点定位的主要误差及其改正模型 在精密单点定位中, 影响其定位结果的主要的误差包括:与卫星有关的误差(卫星钟差、卫星轨道误差、相对论效应);与接收机和测站有关的误差(接收机钟差、接收机天线相位误差、地球潮汐、地球自转等);与信号传播有关的误差(对流层延迟误差、电离层延迟误差和多路径效应)。由于精密单点定位没有使用双差分观测值, 所有很多的误差没有消除或削弱,所以必须组成各项误差估计方程来消除粗差。有两种方法来解决:a.对于可以精确模型化的误差,采用模型改正。b.对于不可以精确模型化的误差,加入参数估计或者使用组合观测值。如双频观测值组合,消除电离层延迟;不同类型观测值的组合,不但消除电离层延迟,也消除了卫星钟差、接收机钟差;不同类型的单频观测值之间的线性组合消除了伪距测量的噪声,当然观测时间要足够的长,才能保证精度。 什么是PPP（精密单点定位）？ (2009-08-02 13:58:03) GPS从投入使用以来，其相对定位的定位方式发展得很快，从最先的码相对定位到现在的RTK，使GPS的定位精度不断升高。而绝对定位即单点定位发展得相对缓慢，传统的GPS 单点定位是利用测码伪距观测值以及由广播星历所提供的卫星轨道参数和卫星钟改正数进行的。其优点是数据采集和数据处理较为方便、自由、简单, 用户在任一时刻只需用一台GPS 接收机就能获得WGS284 坐标系中的三维坐标。但由于伪距观测值的精度一般为数分米至数米;用广播星历所求得的卫星位置的误差可达数米至数十米, 卫星钟改正数的误差为±20
被动定位算法研究
* 陈守稳顾尔顺 (航天工业总公司二院二部北京100854) 摘要对几种被动定位方法的定位精度进行了计算比较,选择了可行的定位方法,分析了影响定位精度的有关因素,并对其加以说明。 主题词被动定位,测向交会,纯时差,测向)测时差,定位精度 1引言 被动定位即无源定位,其特点是不能获得辐射源的距离信息,因此,必须采用多站测量对目标进行定位。被动定位通常是利用单站的测角信息或多站测时差来完成,文中就测向交叉、测时差、测向)时差混合定位三种方法进行了定位误差的计算,对结果进行了分析并得到结论。 2被动定位算法模型 211测向交叉定位法 是指通过测量辐射源的到达角京国防工版社数运算确定目标位置。以下推导中京均假设有N部雷达京在直版坐标系(x轴正东京y轴正北京z轴天顶)中站址分别为(x i京y i京z i)京i= 1京2京,京N京各雷达对辐射源测得的方位版和俯仰版是(B i京E i)。 假设已知1号站测得目标的角度(B1京E1)京i号站测得目标版度(B i京E i)京可利用下面几种方法求取R1。 方法1: R1=(x1-x i)sin B i-(y1-y i)cos B i cos E1sin(B1-B i) (1) 方法2: R1=(x1-x i)sin E i-(z1-z i)cos E i cos B i sin E1cos E i cos B i-cos E1cos B1sin E1 (2) *收稿日期:1998-05-28 第26卷第5期现代防御技术1998年9月
方法3: R 1= (y 1-y i )sin E i -(z 1-z i )cos E i sin B i sin E 1cos E i sin B i -cos E 1sin B 1sin E i (3) 方法4: 可以利用前述的3种方法中的任一种京将式(1)、式(2)或式(3)中的全部下标1改成下标j 京即可计算出目标到j 号站的斜距R j 京然后利用下列公式即可求出R 1: x t =x j +R j cos E j cos B j y t =y j +R j cos E j sin B j z t =x j +R j sin E j R 1=[(x t -x 1)2 +(y t -t 1)2 +(z t -z 1)2] 1/2 (4) 采用1号(-2813京-2813京0)京2号(2813京2813京0)的布站方式京比较方法1京2京3 对空中各点的定位误差京取最小值京记录其对应的定位方法号码京各定位方法在xOy 平面的分布见图1京图例1京2京3分别对应定位方法1京2京3。方法1中京目标高度10km 京测向精度015b 条件下京R R 1的 等误差线在 xOy 平面的分布见图2(单位:km ) 。 图1 最小误差对应的方法在xOy 平面的分布图 图2 xOy 平面R R 的 等误差曲线 由 图 1可以看出京采用同样的布站方式京绝大部分空间中方法1的定位精度高京只有很少一 部分空间方法2和3的精度高京这一部分空间主要集中在两雷达站连线所在的垂直平面附近。由图2可以看出京方法1中京由两站组成的单基线定位系统京其定位精度仅在一扇形区域内很高京基线所在垂直平面内及附近京定位精度迅速下降。而且由式(1)知京B 1=B i 时京R 1无 解。为了在整个空域内能够对辐射源定位 京可以采用3部雷达组成三角形布局。根据以上分析可 得到结论。在测向交会法中京可以只选用方法1。 212 纯时差定位法 对于三维空间的目标京至少需要4个测量站对目标定位。以下假设主站坐标为(x 1京y 1京z 1)=(0京0京z 1)京其它3个副站的坐标分别为(x i 京y i 京z i )京(i =2京3京4)京目标位置坐标是(x i 京y i 京z i )京目标到各站的距离分别是R i (i =1京2京3京4)。此系统可以测出目标到主站与其它3个附站的时间差$t 京对应的距离差如下: 18 现代防御技术 第26卷
精密单点定位技术的相关理论及其应用
精密单点定位技术的相关理论及其应用 陆贤东，齐建伟 中国矿业大学环境与测绘学院，江苏徐州 (221008) E-mail: luxiandong2006@https://www.sodocs.net/doc/b19659060.html, 摘要：本文主要从理论上系统阐述了精密单点定位技术的相关理论，对精密单点定位误差处理数学模型作了详细的分析，展望了精密单点定位技术的发展和应用。 关键词：精密单点定位；IGS；数学模型；误差分析 0. 引言 随着我国海洋战略的实施,海洋科研、海洋开发、海洋工程等海上活动日益增加,对定位精度的要求也呈现出多样化,如精密的海洋划界、精密海洋工程测量等,要求能够达到十几或几十厘米的定位精度,而采用伪距差分定位只能提供米级的定位精度,如果使用RTK功能,作 用距离又不能达到;对于这部分定位需求,现有的定位手段无法满足要求,需要寻求新的定位 方式或技术。本位系统的阐述了精密单点定位技术的由来和系统组成，对精密单点定位技术的原理及误差处理数学模型作以下详细分析。 1.精密单点定位技术的原理 精密单点定位技术（PPP－Precise Point Positioning)由美国喷气推进实验室( JPL ) 的Zumberge于1997年提出。20世纪90年代末,由于全球GPS跟踪站的数量急剧上升,全球GPS 数据处理工作量不断增加,计算时间呈指数上升[2]。为了解决这个问题,作为国际GPS服务组织( IGS)的一个数据分析中心, JPL提出了这一方法,用于非核心GPS站的数据处理。该技术的思路非常简单,在GPS定位中,主要的误差来源于三类,即轨道误差、卫星钟差和电离层延时。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。精密单点定位的优点在于在进行精密单点定位时，除能解算出测站坐标，同时解算出接收机钟差、卫星钟差、电离层和对流层延迟改正信息等参数,这些结果可以满足不同层次用户的需要(如研究授时、电离层、接收机钟差、卫星钟差及地球自转等)。 2.IGS的相关介绍 精密单点定位技术（PPP－Precise Point Positioning)指的是先利用全球若干IGS跟踪站的GPS观测数据计算出精密卫星轨道参数和卫星钟差，然后在此基础上对单台接收机的载波相位或伪距数据进行处理，得到一些相关参数，在相关领域进行应用。IGS由GPS卫星跟踪网、数据中心、分析中心、中央局、工作组。其中工作组包括低轨卫星研究工作组、GLONASS工作组、电离层工作组、对流层工作组和时频传递工作组。低轨卫星研究工作组研究利用IGS全球跟踪网进行低轨卫星（LEO）定轨、掩星技术等方面的研究； GLONASS 工作组综合利用GPS/GLONASS卫星数据，进行大地测量与地球动力学研究；电离层工作组是发展全球性和区域性的电离层延迟图。对流层工作组是发展全球性和区域性的对流层延迟图，为气象学服务；时频传递工作组是利用GPS时间共视技术（GPS Common View)进行高精度时间比对，维护协调世界时(UTC)。
定位算法文献综述
定位算法文献综述 随着普适计算和分布式通信技术的深入研究，无线网络、通信等技术得到了迅速普及，同时，位置服务已渗透到人们生活中的方方面面。基于低功耗、自组织、信息感知的无线传感器网络，其监测的事件与物理位置戚戚相关。对于大多数应用，不知道传感器位置而感知的数据是没有意义的[1]，因此确定信息的位置成为众多应用的迫切需求和关键性问题，有着重要的意义[2，3]。 现代定位技术最早出现在军事领域，以提供精确制导、战场监控和单兵作战系统保障，如全球定位系统(Global Positioning System，GPS)作为目前应用最成功的定位技术，但是，对于室内近距离定位，GPS的精度远远达不到要求。 基于位置服务的网络有多种，如WSN、GPS、Wi-Fi等，每种定位技术有着各自的优缺点，定位的适用场景、定位精度、实时性、功耗、使用成本也各不相同。如何进行网络间的协作定位成为了解决室内定位问题的一大选择。本文首先介绍无线传感器网络的各种定位算法，介绍每种网络的信号特点，然后描述算法的评价标准，最后对所有文章进行总结，提出多模信号融合的室内定位算法的研究思路。 1.定位算法的性能评价标准 定位算法的性能直接影响到它的定位精度以及在实际中的应用可行性，如何评价它的性能是一个需要深入研究的问题，下面讨论几个常用的性能评价标准[8]。 （1）定位精度。定位技术首要的评价指标就是定位精度，一般用误差值与节点无线射程的比例表示，例如，定位精度为20％表示定位误差相当于节点无线射程的20％．也有部分定位系统将二维网络部署区域划分为网格，其定位结果的精度也就是网格的大小，如微软的RADAR[9]，Wireless CorporationRadioCamerat等。 （2）规模。不同的定位系统或算法也许可在园区内、建筑物内、一层建筑物或仅仅是一个房间内实现定位．另外，给定一定数量的基础设施或在一段时间内，一种技术可以定位多少目标也是一个重要的评价指标．例如，RADAR[8]系统仅可在建筑物的一层内实现目标定位，剑桥的Active Office定位系统[10]每200ms定位一个节点。 （3）锚节点密度。锚节点定位通常依赖人工部署或GPS实现．人工部署锚节点的方式不仅受网络部署环境的限制，还严重制约了网络和应用的可扩展性．而使用GPS定位，锚节点的费用会比普通节点高两个数量级[11]，这意味着即使仅有10％的节点是锚节点，整个网络的价格也将增加10倍．因此，锚节点密度也是评价定位系统和算法性能的重要指标之一。 （4）节点密度。在WSN中，节点密度增大不仅意味着网络部署费用的增加，而且会因为节点间的通信冲突问题带来有限带宽的阻塞．节点密度通常以网络的平均连通度来表示．许多定位算法的精度受节点密度的影响，如DV-Hop[12，13]算法仅可在节点密集部署的情况下合理地估算节点位置。 （5）容错性和自适应性。通常，定位系统和算法都需要比较理想的无线通信环境和可靠的网络节点设备．但在真实应用场合中常会有诸如以下的问题：外界环境中存在严重的多径传播、衰减、非视距(non．1ine．of-sight，简称NLOS)、通信盲点等问题；网络节点由于周围环境或自身原因(如电池耗尽、物理损伤)而出现失效的问题；外界影响和节点硬件精度限制造成节点间点到点的距离或角度测量误差增大的问题．由于环境、能耗和其他原因，物理地维护或替换传感器节点或使用其他高精度的测量手段常常是十分困难或不可行的．因此，定位系统和算法的软、硬件必须具有很强的容错性和自适应性，能够通过自动调整或重构纠正错误、适应环境、减小各种误差的影响，以提高定位精度。 （6）功耗。功耗是对WSN的设计和实现影响最大的因素之一．由于传感器节点电池能
实时精密单点定位研究综述
实时精密单点定位研究综述 发表时间：2016-03-24T12:00:43.883Z 来源：《基层建设》2015年24期供稿作者：高乔肖建东胡慧娟[导读] 长安大学 GPS精密单点定位（PPP）是一种利用高精度的GPS卫星星历和卫星钟差以及双频载波相位观测值. 长安大学陕西西安 710054 摘要：GPS精密单点定位（PPP）是一种利用高精度的GPS卫星星历和卫星钟差以及双频载波相位观测值，并采用非差模型进行高精度单点定位的方法。实时精密单点定位技术（RT-PPP）已成为当前GNSS领域的研究热点，也将是目前乃至未来实时高精度动态定位的主要技术手段之一。本文对其从研究背景、国内外研究现状，以及发展前景等方面进行了综述。 关键词：GPS；实时精密单点定位；研究背景；发展现状；前景 1 研究背景 全球定位系统GPS（Global Positioning System）是美国从上世纪70年代开始研制，于1994年全面建成的新一代卫星导航定位系统。目前，GPS以全天候、高精度、自动亿、高效益等显著特点，诸多领域得到了广泛应用。GPS的出现，给测绘领域带来了一场深刻的技术革命。传统的GPS单点定位是指利用单台接收机的测码伪距及广播星历的卫星轨道参数和卫星钟差改正进行定位，因其较低的定位精度已不能满足精密导航、大地测量、变形监测、精密工程测量等的要求。 为了提高精度，出现了GPS相对定位，它是用两台以上接收机同步观测相同的GPS卫星，以确定基线端点的相对位置或基线向量。GPS相对定位通过组成差分观测值来消除接收机钟差、卫星钟差等公共钟差以及减弱对流层延迟、电流层延迟等相关性的影响，因此，它是目前GPS定位中精度最好的一种方法。 PPP技术作为一种最近十几年发展起来的一项GPS定位新技术，在低轨卫星精密定轨、高精度坐标框架维持、区域或全球性科学考察、航空动态测量和海洋测绘等方面具有不可估量的应用前景，目前己经成为GPS导航和定位界的研究热点。经过近十几年国内外学者的研究，精密单点定位的事后处理算法及应用已经比较成熟。与相对定位中的实时定位技术RTK相对应，在实时GPS卫星轨道和钟差产品的支持下，精密单点定位的数据处理可以在实时情况下进行，得到实时定位结果，称之为实时PPP技术。实时PPP定位技术与目前已有两种GPS实时定位服务系统（基于单基准站RTK技术系统和基于多基准站的CORS系统）相比具有以下显著优点： 1.系统服务覆盖区域大； 2.总投资和运营成本低。 2 国内外研究现状与进展 国际GPS服务组织IGS（International GPS Service）是国际大地测量协会IAG（International Association of Geodesy）于1993年创建的一个为GPS提供应用服务的国际组织。由于IGS能够提供精密的卫星星历和卫星钟差，因此，就使得单点定位无需差分而获得高精度成为可能。JPL的Zumberge等人在1997年就提出了利用双频接收机进行非差单点定位。NRCan（Natural Resources Canada）的Kouba和Herous（2000）首先详细地论述了利用双频接收机进行非差单点定位技术。JPL的Muellerschoen（2000）等人提出了全球实时精密单点定位技术。加拿大Calgary大学的Gao Y和Shen X（2001）也对此作了详细的论述，同时提出了一种新的观测模型。除了以上的学术研究机构外，几个大的商业公司对精密单点定位技术也非常关注并且进行了不同程度的研究，如NAVCOM公司的StarFire和Omnistar-HP系统就包含有精密单点定位的内容（Bisnath，2003）。 在国内方面，黄珹等人研究了采用GIPSY软件的精密单点定位方法解算区域基准网问题。武汉大学的时世榕博士对非差相位精密单点定位技术进行了深入研究，并利用自己提出的改进模型及自行研制的定位软件进行了试算。武汉大学的张小红副教授也对PPP作了深入的研究，并首次将PPP技术应用到航空测量和极地科学考查中，并编制了Trip解算软件。 从国内外研究成果的分析来看，目前研究的重点主要集中在PPP定位模型的建立、大气折射的影响分析、软件实现和PPP静态定位精度分析等方面，对于动态精密单点定位的精度研究还不够深入。与GPS相对定位技术不同，PPP技术由于采用非差观测值进行数据处理，破坏了相位模糊度的整周特性，这使得不能进行非差相位模糊度的固定。而相对定位技术由于采用站际星际二次差观测值，UPD在二次差过程中被消去，从而使得双差模糊度具有整数特性。因此，要使PPP能够达到工程上的实时定位要求，就必须开展加快PPP定位收敛速度的研究。 国际上众多学者尝试进行精密单点定位中相位模糊度固定，并取得了可喜的进展。上述各种精密单点定位整周模糊度固定方法大致可以分为两类：一类是估计破坏相位模糊度整数特性的硬件延迟非整周部分的方法，简称为FCB方法；另一类则是不显式估计硬件延迟非整周部分，而采用卫星钟差参数吸收这些硬件延迟，从而在定位计算中恢复了模糊度整数特性的方法，简称为IRC方法。Geng等人从理论推导和算例分析两个方面证明了这两种方法是等价的。为与相对定位模式中的实时动态定位RTK区别，GPS界将整周模糊度固定的实时精密单点定位称之为PPP-RTK。显然，整周模糊度固定的FCB方法和IRC方法均可用于PPP-RTK。 综上所述，当前实时精密单点定位技术得到了广泛的重视和飞速的发展，一方面是实时精密单点定位得到了广泛的应用，出现了多个成熟的商业系统；另一方面制约精密单点定位技术实时应用的模糊度固定技术取得了重大进展，发展了多种适用于PPP的整周模糊度固定方法。可以预见，实时精密单点定位技术将取得重大突破，高精度GPS定位模式将恢复到最初GPS系统设计者的单点绝对定位模式。 3 发展前景与趋势 由于其硬件构成简便、定位灵活方便、不受作用距离限制等优点，实时精密单点定位技术已经成为当前GNSS界的研究热点之一。和静态精密单点定位相比，动态精密单点定位在对流层延迟改正、多路径效应等误差改正方面更为复杂，在探测、修复周跳和整周模糊度的确定方面也更为困难。 但与静态定位相比，动态或实时定位的研究不多。由于将来在GIS数据采集、精密导航、科研考察等领域中需要用到精密的动态定位，GPS精密单点定位将会发挥更加重要的作用，动态或实时动态GPS精密单点定位则会更具有实用价质。此外，由于目前单频GPS接收机价格较双频接收机低很多，基于单频GPS精密单点定位也是值得研究的一个课题。