基于GNSS的高動(dòng)態(tài)載體精密定位精度評(píng)定與分析

賀凱飛，王振杰，汪曉龍，魯洋為，李樂(lè)樂(lè)

基于GNSS的高動(dòng)態(tài)載體精密定位精度評(píng)定與分析

賀凱飛，王振杰，汪曉龍，魯洋為，李樂(lè)樂(lè)

(中國(guó)石油大學(xué) (華東)地球科學(xué)與技術(shù)學(xué)院，青島 266580)

全球?qū)Ш叫l(wèi)星系統(tǒng)(GNSS)已廣泛地應(yīng)用于動(dòng)態(tài)載體的精密定位中，用戶在關(guān)心GNSS定位結(jié)果的同時(shí)也同樣關(guān)心結(jié)果的精度。對(duì)于小區(qū)域內(nèi)的GNSS定位結(jié)果的精度評(píng)定已有諸多方法，但對(duì)于大區(qū)域內(nèi)高動(dòng)態(tài)運(yùn)動(dòng)的載體，由于獲得比GNSS定位精度更高的狀態(tài)信息比較困難，所以對(duì)該載體的GNSS定位結(jié)果的精度評(píng)定則顯得更加困難。針對(duì)該問(wèn)題，提出了利用動(dòng)態(tài)載體上多個(gè)GNSS接收天線間距離固定不變的性質(zhì)，以GNSS精密定位結(jié)果逐歷元計(jì)算出接收天線間距離的方法來(lái)進(jìn)行精度評(píng)定，并對(duì)接收機(jī)鐘差對(duì)高動(dòng)態(tài)載體的GNSS精密定位結(jié)果的影響和對(duì)該精度評(píng)定方法的影響進(jìn)行分析，且給出合理的消除鐘差影響方案。最后，以實(shí)測(cè)數(shù)據(jù)為例進(jìn)行分析，證明了該精度評(píng)定方法的可行性，而且該方法已成功地應(yīng)用于德國(guó)的GEOHALO項(xiàng)目中。

高動(dòng)態(tài)載體；GNSS精密定位；精度評(píng)定；多天線；天線間距離；接收機(jī)；鐘跳

0 引言

全球?qū)Ш叫l(wèi)星系統(tǒng)(global navigation satellite system，GNSS)已廣泛地應(yīng)用于大地測(cè)量、空間科學(xué)、地球物理和氣象等科學(xué)研究及工程應(yīng)用領(lǐng)域，如：海陸空范圍內(nèi)的定位、導(dǎo)航和授時(shí)(positioning，navigation and timing，PNT)、低軌衛(wèi)星定軌、靜態(tài)和動(dòng)態(tài)精密定位[1]、動(dòng)態(tài)載體測(cè)速與定姿[2]、海洋表面監(jiān)測(cè)[3-4]、大氣研究[5]等。對(duì)于精密定位用戶來(lái)說(shuō)，在關(guān)注定位結(jié)果的同時(shí)，也同樣關(guān)注定位結(jié)果的精度和可靠性[6]。

衛(wèi)星導(dǎo)航定位中必然會(huì)存在誤差，其誤差可分為偶然誤差、系統(tǒng)誤差、異常誤差等。誤差存在多種不同的度量模型和度量方法，如：精密度(precision)、精確度(accuracy)、可靠性(reliability)、不確定度(uncertainty)等[7]。由于精密度和精確度常用來(lái)描述GNSS定位結(jié)果的精度[8]，因此本文主要就動(dòng)態(tài)載體精密定位的精度指標(biāo)進(jìn)行深入地分析和研究。

動(dòng)態(tài)載體GNSS精密定位結(jié)果的精度評(píng)定較靜態(tài)定位復(fù)雜，因?yàn)殪o態(tài)定位結(jié)果可以與已知的真值(高精度坐標(biāo))相比較，而動(dòng)態(tài)定位結(jié)果的真值較難獲得。因此，文獻(xiàn)[9]提出了一種全球定位系統(tǒng)(global positioning system，GPS)動(dòng)態(tài)定位結(jié)果精度評(píng)定方法，該方法將GPS接收機(jī)固定于在鐵軌上運(yùn)動(dòng)的小車上，將GPS接收機(jī)動(dòng)態(tài)定位的結(jié)果與已知的鐵軌坐標(biāo)相比較進(jìn)行檢測(cè)，顯然該方法僅適合小范圍內(nèi)低動(dòng)態(tài)載體的GNSS定位結(jié)果的精度評(píng)定。利用數(shù)字?jǐn)z影測(cè)量定位方法，也可實(shí)現(xiàn)GPS接收機(jī)動(dòng)態(tài)定位結(jié)果的精度評(píng)定[10]，但該方法主要針對(duì)陸地上的設(shè)備進(jìn)行，無(wú)法對(duì)海上和空中的高動(dòng)態(tài)載體的GNSS定位結(jié)果進(jìn)行精度評(píng)定。宋超和郝金明等學(xué)者為解決海上動(dòng)態(tài)載體的GPS動(dòng)態(tài)定位結(jié)果精度評(píng)定問(wèn)題，提出利用高精度全站儀對(duì)近海動(dòng)態(tài)載體進(jìn)行動(dòng)態(tài)跟蹤測(cè)量，將GPS測(cè)得的位置結(jié)果與全站儀的測(cè)量結(jié)果相比較，建立了完整的動(dòng)態(tài)檢測(cè)裝置，實(shí)現(xiàn)了對(duì)GPS接收機(jī)動(dòng)態(tài)定位結(jié)果的精度評(píng)定[11]，但該方法同樣無(wú)法對(duì)遠(yuǎn)海和空中的高動(dòng)態(tài)載體的GNSS定位結(jié)果進(jìn)行精度評(píng)定。

綜上可見，對(duì)于小范圍內(nèi)低動(dòng)態(tài)運(yùn)動(dòng)的載體可以采取有效的方法來(lái)進(jìn)行GNSS動(dòng)態(tài)定位結(jié)果的精度評(píng)定，而對(duì)于大區(qū)域、高動(dòng)態(tài)的運(yùn)動(dòng)載體的GNSS動(dòng)態(tài)定位結(jié)果的精度評(píng)定還需深入研究。本文在對(duì)現(xiàn)有精度評(píng)定方法進(jìn)行系統(tǒng)分析的基礎(chǔ)上，提出一種基于GNSS接收天線間距離結(jié)果的相對(duì)精度評(píng)定方法來(lái)檢測(cè)和評(píng)定GNSS動(dòng)態(tài)定位結(jié)果的精度，并對(duì)該方法中GNSS接收機(jī)鐘差的影響進(jìn)行分析，并給出解決方案。

1 GNSS精密動(dòng)態(tài)定位結(jié)果精度評(píng)定

基于常用的GNSS精密動(dòng)態(tài)定位方法，其定位精度評(píng)定可概括為：靜態(tài)測(cè)試和動(dòng)態(tài)測(cè)試。

1.1 靜態(tài)實(shí)驗(yàn)精度評(píng)定

對(duì)靜態(tài)觀測(cè)數(shù)據(jù)使用逐歷元?jiǎng)討B(tài)定位方法處理，雖然不能說(shuō)明動(dòng)態(tài)和高動(dòng)態(tài)的情況，但仍然可以初步檢驗(yàn)GNSS動(dòng)態(tài)定位軟件及計(jì)算策略的正確性和定位結(jié)果的精度。

當(dāng)靜態(tài)站坐標(biāo)未知時(shí)，其定位結(jié)果的均值可以作為比較的標(biāo)準(zhǔn)，可以反映出定位結(jié)果的精密度，如公式(1)所示：

(1)

當(dāng)靜態(tài)站坐標(biāo)已知時(shí)，GNSS動(dòng)態(tài)定位的結(jié)果可與靜態(tài)站的已知高精度坐標(biāo)Xtrue相比較，其精確度用均方根(rootmeansquare，RMS)來(lái)描述

(2)

1.2 動(dòng)態(tài)實(shí)驗(yàn)精度評(píng)定

對(duì)于動(dòng)態(tài)實(shí)驗(yàn)來(lái)說(shuō)，其GNSS定位結(jié)果的精度評(píng)定較靜態(tài)實(shí)驗(yàn)復(fù)雜，因?yàn)楂@取動(dòng)態(tài)載體在每個(gè)歷元時(shí)刻更高精度的狀態(tài)真值比較困難。為此，設(shè)計(jì)以下幾種方案進(jìn)行比較。

首先，對(duì)于小區(qū)域內(nèi)低動(dòng)態(tài)運(yùn)動(dòng)情況，可設(shè)計(jì)簡(jiǎn)單的檢測(cè)設(shè)備對(duì)GNSS定位結(jié)果進(jìn)行檢核。GNSS天線水平運(yùn)動(dòng)檢測(cè)簡(jiǎn)易設(shè)備如圖1所示，垂直運(yùn)動(dòng)簡(jiǎn)易檢測(cè)設(shè)備如圖2所示。在這些設(shè)備中GNSS天線的運(yùn)動(dòng)情況可以使用標(biāo)尺進(jìn)行準(zhǔn)確地測(cè)量，其相對(duì)于起始點(diǎn)運(yùn)動(dòng)的距離可以量測(cè)至毫米級(jí)精度，該結(jié)果可作為真值與GNSS精密定位所計(jì)算出來(lái)的運(yùn)動(dòng)距離相比較，由此可以評(píng)價(jià)GNSS動(dòng)態(tài)定位結(jié)果的精度。

圖1 GNSS天線水平運(yùn)動(dòng)檢測(cè)設(shè)備

圖2 GNSS天線垂直運(yùn)動(dòng)檢測(cè)設(shè)備

其次，對(duì)于小區(qū)域內(nèi)高動(dòng)態(tài)運(yùn)動(dòng)情況，可以使用超短基線GNSS相對(duì)定位的結(jié)果作為真值與中長(zhǎng)基線GNSS定位的結(jié)果相比較。由于超短基線的GNSS動(dòng)態(tài)定位可以達(dá)到毫米級(jí)精度，因此，可以作為真值來(lái)評(píng)價(jià)中長(zhǎng)基線動(dòng)態(tài)相對(duì)定位的結(jié)果精度。其精確度可表示為：

(3)

2 基于GNSS多天線高動(dòng)態(tài)載體的定位結(jié)果精度評(píng)定

以上方法可對(duì)小區(qū)域內(nèi)動(dòng)態(tài)載體GNSS精密定位結(jié)果的精度進(jìn)行評(píng)定，因?yàn)閯?dòng)態(tài)載體的精確位置在小區(qū)域內(nèi)可以通過(guò)一些法獲得。然而對(duì)于大區(qū)域(幾百公里，上千公里)內(nèi)高動(dòng)態(tài)運(yùn)動(dòng)載體，要獲得其更高精度的定位結(jié)果作為真值則比較困難。為了對(duì)其精度進(jìn)行檢核，本文提出一種相對(duì)的精度評(píng)定方法。

在航空重力測(cè)量和海面重力測(cè)量中，動(dòng)態(tài)載體上通常會(huì)安置多個(gè)GNSS接收設(shè)備，其GNSS接收天線之間的固定距離可以作為一種精度檢核條件。該方法是：首先計(jì)算出各個(gè)GNSS接收天線的瞬時(shí)位置，然后根據(jù)高精度的位置結(jié)果計(jì)算天線之間的幾何距離，最后將所求得的距離結(jié)果與經(jīng)過(guò)量測(cè)的已知距離相比較，由此可以檢驗(yàn)GNSS計(jì)算結(jié)果的精度，其精確度可表示為：

(4)

式(4)中，dtrue表示通過(guò)其他方法所量測(cè)的GNSS天線間的高精度距離

(5)

式(5)中，di表示第i時(shí)刻GNSS天線1和GNSS天線2之間的距離，(xi,yi,zi)是GNSS動(dòng)態(tài)天線在i時(shí)刻的三維位置坐標(biāo)。如果天線間的距離dtrue由于天線相位中心等因素未知或者不可量測(cè)，可用所計(jì)算的各歷元距離的均值dmean作為比較基準(zhǔn)，其精密度可表示為：

(6)

另一種相對(duì)的精度評(píng)定方法是，在高動(dòng)態(tài)運(yùn)動(dòng)的載體上安置兩臺(tái)GNSS接收機(jī)連接到同一個(gè)GNSS接收天線上，這樣兩個(gè)接收機(jī)所得到的GNSS動(dòng)態(tài)定位結(jié)果理論上應(yīng)該一致，其差值在理論上應(yīng)該為零。這一條件可以用來(lái)評(píng)定GNSS高動(dòng)態(tài)定位結(jié)果的精度，其原理如公式(7)所示：

(7)

必須指出，這兩種方法均存在一定的局限性。在某一歷元時(shí)刻，當(dāng)所獲得的兩個(gè)GNSS接收機(jī)的狀態(tài)矢量存在同樣的系統(tǒng)誤差時(shí)，該精度評(píng)定方法則不能發(fā)現(xiàn)該誤差，所以該方法是一種相對(duì)的精度評(píng)定方法。但是，對(duì)于大區(qū)域內(nèi)高動(dòng)態(tài)載體的GNSS精密定位，由于比GNSS定位精度高的第三方定位結(jié)果很難獲得，所以該方法仍然具有一定的精度評(píng)定作用，能夠發(fā)現(xiàn)定位結(jié)果中所存在的一些問(wèn)題。

3 GNSS接收機(jī)鐘差對(duì)高動(dòng)態(tài)載體定位結(jié)果精度評(píng)定的影響

在上述兩種相對(duì)的精度評(píng)定方法中，GNSS接收機(jī)鐘差對(duì)此具有重要的影響。

3.1 GNSS接收機(jī)鐘跳

眾所周知，GNSS接收機(jī)通常使用鐘跳的方式保持內(nèi)部鐘與其系統(tǒng)時(shí)間的同步[12]，鐘跳通?？煞譃閮纱箢悾阂活愂穷l繁鐘跳，即鐘跳的變化量趨近于零，接近于GNSS觀測(cè)的噪聲水平；另一類是毫秒鐘跳，即接收機(jī)鐘與其系統(tǒng)時(shí)間的差值保持在1 ms之內(nèi)，當(dāng)其差值超過(guò)1 ms，則對(duì)接收機(jī)鐘進(jìn)行調(diào)整[13-14]。為了說(shuō)明鐘跳的特點(diǎn)，分別對(duì)三臺(tái)GNSS接收機(jī)進(jìn)行了測(cè)試，其鐘差(鐘跳包含在鐘差之中)結(jié)果如圖3～圖5所示：

圖3 GNSS接收機(jī)1(NOVATEL OEM4)的頻繁鐘跳

圖4 GNSS接收機(jī)2(JAVAD DELTA G3T)的毫秒鐘跳

圖5 GNSS接收機(jī)3(JAVAD DELTA G3T)的毫秒鐘跳

由圖可知，GNSS接收機(jī)1(NOVATEL OEM4)的鐘跳表現(xiàn)為頻繁鐘跳，接收機(jī)2和3同屬一個(gè)型號(hào)(JAVAD DELTA G3T)，其鐘跳都為毫秒鐘跳，但趨勢(shì)也有所不同，這說(shuō)明每臺(tái)接收機(jī)的鐘跳都有所不同。這些鐘跳對(duì)于低動(dòng)態(tài)運(yùn)動(dòng)的載體影響不大，但毫秒鐘跳對(duì)于高動(dòng)態(tài)載體的GNSS精密定位結(jié)果則會(huì)產(chǎn)生影響。

3.2 鐘跳對(duì)高動(dòng)態(tài)載體GNSS定位結(jié)果精度評(píng)定的影響

由于GNSS接收機(jī)鐘差的影響，在第i歷元時(shí)刻，GNSS動(dòng)態(tài)定位的最終位置結(jié)果的時(shí)間tresult通常與接收機(jī)記錄的觀測(cè)采樣時(shí)間ttag不同，即：

tresult=ttag-δt

(8)

式(8)中，δt是包含有鐘跳的GNSS接收機(jī)鐘差。

有一部分GNSS數(shù)據(jù)處理軟件(如：NOVETEL公司的Waypoint軟件)沒有區(qū)分GNSS動(dòng)態(tài)定位結(jié)果的最終時(shí)刻tresult和觀測(cè)采樣時(shí)刻ttag。這對(duì)于GNSS靜態(tài)精密定位和低動(dòng)態(tài)載體的精密定位幾乎沒有影響，但是對(duì)于高動(dòng)態(tài)和高速運(yùn)動(dòng)的載體來(lái)說(shuō)則具有明顯的影響。例如：以時(shí)速450km/h(等于125m/s)飛行的飛機(jī)來(lái)說(shuō)，1ms(等于0.001s)的時(shí)間誤差則會(huì)引起12.5cm的距離誤差。因此，在高精度的GNSS動(dòng)態(tài)精密定位中，該誤差不可忽視。因此在高動(dòng)態(tài)載體的GNSS精密定位的最終結(jié)果中應(yīng)該使用消除了接收機(jī)鐘差的時(shí)刻tresult作為最終定位結(jié)果的時(shí)刻。

在使用本文所提的相對(duì)精度評(píng)定方法進(jìn)行精度評(píng)定時(shí)，若使用部分商業(yè)軟件的定位結(jié)果在同一觀測(cè)歷元直接進(jìn)行比較，則會(huì)出現(xiàn)錯(cuò)誤。在當(dāng)前觀測(cè)歷元時(shí)刻，若直接使用兩個(gè)消除了接收機(jī)鐘差影響的結(jié)果進(jìn)行比較，若時(shí)間又不相同，則不能直接進(jìn)行比較。在分析該誤差的基礎(chǔ)上，提出在同一觀測(cè)歷元時(shí)刻，對(duì)兩個(gè)接收機(jī)的最終結(jié)果分別進(jìn)行插值，將GNSS精密定位結(jié)果(時(shí)間為tresult)插值到觀測(cè)歷元時(shí)刻ttag，再使用本文所提的計(jì)算GNSS接收天線間距離的方法進(jìn)行精度評(píng)估，則可消除接收機(jī)鐘差的影響。

4 實(shí)驗(yàn)分析

為驗(yàn)證本文所提精度評(píng)定方法及接收機(jī)鐘差對(duì)該方法的影響，選用德國(guó)多個(gè)研究機(jī)構(gòu)聯(lián)合執(zhí)行的重大科研項(xiàng)目GEOHALO項(xiàng)目[6，15]中的GNSS觀測(cè)數(shù)據(jù)進(jìn)行驗(yàn)證。

該實(shí)驗(yàn)采用2012年6月6日GEOHALO項(xiàng)目中，在大區(qū)域內(nèi)高速飛行的HALO飛機(jī)上兩個(gè)GNSS接收設(shè)備的觀測(cè)數(shù)據(jù)，所選用的兩個(gè)GNSS接收機(jī)型號(hào)為JAVADDELTAG3T，其鐘跳變化分別如圖4和圖5所示。采用以下兩種方案對(duì)GNSS定位結(jié)果進(jìn)行精度評(píng)定。

方案一，按照商業(yè)軟件的方法，根據(jù)觀測(cè)歷元時(shí)刻ttag(沒有消除接收機(jī)鐘差)的GNSS定位結(jié)果，直接計(jì)算兩個(gè)GNSS接收天線在該時(shí)刻的距離，該距離隨時(shí)間變化結(jié)果如圖6所示。

圖6 在同一觀測(cè)歷元時(shí)刻直接計(jì)算的兩個(gè)GNSS接收天線之間的距離隨時(shí)間變化圖

方案二，按照本文4.2節(jié)對(duì)時(shí)間修正的方法，根據(jù)最終結(jié)果時(shí)刻tresult(消除了接收機(jī)鐘差)的GNSS定位結(jié)果，計(jì)算兩個(gè)GNSS接收天線直接的距離。若在同一觀測(cè)歷元兩個(gè)天線定位結(jié)果的時(shí)刻tresult不相同，則使用線性插值的方法，將結(jié)果插值到相同的時(shí)刻進(jìn)行計(jì)算比較，該距離隨時(shí)間變化的結(jié)果如圖7所示。

圖7 在同一結(jié)果時(shí)刻計(jì)算的兩個(gè)GNSS接收天線之間的距離隨時(shí)間變化圖

通過(guò)比較可以看出，本文所提的方法能夠在動(dòng)態(tài)載體狀態(tài)真值未知或獲取比較困難的情況下，

對(duì)大區(qū)域高動(dòng)態(tài)運(yùn)動(dòng)載體的GNSS精密定位結(jié)果做出相對(duì)的精度評(píng)定。該方法同樣適用于兩個(gè)GNSS接收機(jī)連接到同一個(gè)接收天線的計(jì)算結(jié)果的精度評(píng)定，在此，由兩個(gè)接收機(jī)定位結(jié)果計(jì)算的接收天線間的距離結(jié)果的真值為零，更有利于GNSS定位精度的評(píng)定。由此可見，該評(píng)定方法可以反映出GNSS精密定位的結(jié)果精度及定位結(jié)果中存在的問(wèn)題。而相對(duì)客觀和絕對(duì)的精度評(píng)定方法，則依賴于動(dòng)態(tài)載體更高精度狀態(tài)信息的獲取，而這還有待進(jìn)一步研究。

5 結(jié)束語(yǔ)

本研究首先對(duì)GNSS動(dòng)態(tài)定位結(jié)果的精度評(píng)定方法進(jìn)行了系統(tǒng)的分析，針對(duì)大區(qū)域內(nèi)高動(dòng)態(tài)載體的GNSS精密定位結(jié)果的精度評(píng)定這一問(wèn)題展開深入地研究。針對(duì)大區(qū)域高動(dòng)態(tài)載體的高精度狀態(tài)信息獲取比較困難的情況，提出一種將GNSS定位結(jié)果所計(jì)算的GNSS接收天線之間的距離隨時(shí)間的變化情況作為一種GNSS定位精度評(píng)定的方法。并對(duì)GNSS接收機(jī)鐘差對(duì)定位結(jié)果的影響和對(duì)該精度評(píng)定方法的影響進(jìn)行了研究，并給出了解決方案。

本文所提精度評(píng)定方法的優(yōu)點(diǎn)是能夠在現(xiàn)有條件下給出GNSS動(dòng)態(tài)定位結(jié)果的精度，還能發(fā)現(xiàn)定位結(jié)果中存在問(wèn)題，其缺點(diǎn)是不能檢測(cè)絕對(duì)精度，當(dāng)兩個(gè)GNSS接收天線同時(shí)存在同一系統(tǒng)誤差時(shí)，則不可發(fā)現(xiàn)該誤差，所以該方法是一種相對(duì)的精度評(píng)定方法。但是，對(duì)于大區(qū)域內(nèi)高動(dòng)態(tài)載體的GNSS精密定位，由于比GNSS定位精度高的第三方定位結(jié)果較難獲得，所以該方法仍然具有一定的有效性，可發(fā)揮精度評(píng)定的作用，能夠發(fā)現(xiàn)定位結(jié)果中所存在的一些問(wèn)題。該方法已在德國(guó)的GEOHALO項(xiàng)目中進(jìn)行了應(yīng)用，并取得了較好的效果[6，15]。

致謝：感謝德國(guó)地球科學(xué)研究中心(GFZ)和德國(guó)宇航中心(DLR)提供的GEOHALO項(xiàng)目中GNSS實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)。

[1]CHENGang.GPSKinematicPositioningfortheAirborneLaserAltimetryatLongValley[D].California：MassachusettsInstituteofTechnology，1998.

[2] 王潛心.機(jī)載GPS動(dòng)態(tài)定位定速與定姿理論研究及軟件開發(fā)[D].長(zhǎng)沙：中南大學(xué)，2011.

[3]GALASR，SCHOENET，COKRLICM，etal.OnPreciseGNSS-basedSeaSurfaceMonitoringSystems[C]//ProceedingsofELMAR，2013 55thInternationalSymposium.Zadar，Croatia：IEEE，2013：323-326.

[4]SEMMLINGAM，BECKHEINRICHJ，WICKERTJ，etal.SeaSurfaceTopographyRetrievedfromGNSSReflectometryPhaseDataoftheGEOHALOFlightMission[J].GeophysicalResearchLetters，2014，41(3)：954-960.

[5] HAASE J，MURPHY B，MURADYAN P，et al.First Results from an Airborne GPS Radio Occultation System for Atmospheric Profiling[J].Geophysical Research Letters，2014，41(5)：1759-1765.

[6] HE Kai-fei.GNSS Kinematic Position and Velocity Determination for Airborne Gravimetry[D].Berlin：Technische Universit?t Berlin，2015.DOI:10.2312/GFZ.b103-15044.

[7] 楊元喜.衛(wèi)星導(dǎo)航的不確定性、不確定度與精度若干注記[J].測(cè)繪學(xué)報(bào)，2012，41(5)：646-650.

[8] DIXON T H.An Introduction to the Global Positioning System and Some Geological Applications[J].Reviews of Geophysics，1991，29(2)：249-276.

[9] TAYLOR，R.K，SCHROCK M D，BLOOMFIELD J.et al.Dynamic Testing of GPS Receivers[J].Transactions of the Asae，2004，47(4)：1017-1025.

[10]李軍正.動(dòng)態(tài)GPS定位檢定方法及誤差分析[D].鄭州：中國(guó)人民解放軍信息工程大學(xué)，2004.

[11]宋超，郝金明.GPS設(shè)備海上動(dòng)態(tài)定位精度檢測(cè)新方法[J].測(cè)繪科學(xué)技術(shù)學(xué)報(bào)，2012.29(3)：183-187.

[12]KIM D，LANGLEY R B.Instantaneous Real Time Cycle-slip Correction of Dual-frequency GPS Data[EB/OL].[2015-04-21].http：//gauss.gge.unb.ca/papers.pdf/kis01.kim.pdf.

[13]KIM H S，LEE H K.Elimination of Clock Jump Effects in Low-quality Differential GPS Measurements[J].Journal of Electrical Engineering & Technology，2012，7(4)：626-635.

[14]ZHANG Xiao-hong，GUO Bo-feng，GUO Fei，et al.Influence of Clock Jump on the Velocity and Acceleration Estimation with a Single GPS Receiver based on Carrier-phase-derived Doppler[J].GPS Solutions，2013，17(4)：549-559.

[15]HE Kai-fei，XU Guo-chang，XU Tian-he，et al.GNSS Navigation and Positioning for the GEOHALO Experiment in Italy[J/OL].(2014-12-13)[2015-04-25].http：//link.springer.com/article/10.1007/s10291-014-0430-4 page-1.DOI：10.1007/s10291-014-0430-4.

The Precision Evaluation and Analysis of GNSS Precise Positioning for Highly Dynamic Platform

HEKai-fei，WANGZhen-jie，WANGXiao-long，LUYang-wei，LILe-le

(School of Geosciences，China University of Petroleum，Qingdao 266580，China)

The Global Navigation Satellite System (GNSS) have been widely used in many scientific research and engineering fields，especially for precise positioning for kinematic platforms.The users of GNSS concerned not only the results of GNSS precise positioning，but also its accuracy as same way.There were several methods of precise evaluation for the small region.But for the highly dynamic platform in the large region，it is the more difficult to evaluate the results of GNSS precise positioning，since it is difficult to get the more accuracy state information of kinematic platform than GNSS precise positioning.Therefore，using the invariant nature of distance between the GNSS multiple antennas mounted on the kinematic platform，a precision evaluation method is proposed based on this distance calculated by the results of GNSS precise positioning.Furthermore，the influence of receiver clock error for the results of GNSS precise positioning and the precision evaluation method are analyzed.And the resolution method of eliminate the influence of clock error was given as well.At the end，GNSS data was analyzed for instance，it is shown that the proposed evaluation method is effective.And the precision evaluation method has been successfully applied in German GEOHALO mission.

highly dynamic platform；GNSS precise positioning；precision evaluation；multiple antennas；distance between antennas；receiver；clock jumps

2015-05-18

國(guó)家自然科學(xué)基金(41374008，41274042)。

賀凱飛(1982—)，男，陜西咸陽(yáng)人，講師，博士，主要從事GNSS精密動(dòng)態(tài)導(dǎo)航定位與測(cè)速研究。

賀凱飛，王振杰，汪曉龍，等.基于GNSS的高動(dòng)態(tài)載體精密定位精度評(píng)定與分析[J].導(dǎo)航定位學(xué)報(bào),2015,3(3):69-73+116.(HE Kai-fei, WANG Zhen-jie, WANG Xiao-long, et al.The Precision Evaluation and Analysis of GNSS Precise Positioning for Highly Dynamic Platform[J].Journal of Navigation and Positioning,2015,3(3):69-73+116.)

10.16547/j.cnki.10-1096.20150314.

P228

A

2095-4999(2015)-03-0069-05