淺析精密單點(diǎn)定位技術(shù)在海洋控制測(cè)量中的應(yīng)用

王健

摘要：本文針對(duì)精密單點(diǎn)定位技術(shù)在海洋控制測(cè)量中的應(yīng)用進(jìn)行探討。文章首先對(duì)精密單點(diǎn)定位的原理、解算結(jié)果的精度與可靠性評(píng)價(jià)作了簡(jiǎn)要說(shuō)明，其次對(duì)該技術(shù)在海洋控制測(cè)量中的應(yīng)用進(jìn)行重點(diǎn)論述。

Abstract： In this paper， we mainly discuss the PPP（Precise Point Positioning） technology used in Marine Control Survey. The article first briefly explains the theory， the accuracy of computed results and reliability evaluation. Secondly we elaborate the application of PPP in Marine Control Survey.

關(guān)鍵詞：精密單點(diǎn)定位；精度；可靠性；海洋控制測(cè)量

Key words： Precise Point Positioning；accuracy；reliability；Marine Control Survey

中圖分類號(hào)：P228.4 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：A 文章編號(hào)：1006-4311（2017）19-0205-03

0 引言

精密單點(diǎn)定位技術(shù)（Precise Point Positioning，PPP）具有厘米級(jí)的靜態(tài)定位精度和分米級(jí)的動(dòng)態(tài)定位精度；若忽略其它外在因素的影響，單臺(tái)儀器就能夠滿足外業(yè)測(cè)量工作的全部需求，大大提高了外業(yè)測(cè)量工作的作業(yè)效率和對(duì)設(shè)備的利用率。不僅如此，其還具有處理數(shù)據(jù)簡(jiǎn)單、測(cè)量結(jié)果誤差較小、計(jì)算過(guò)程較簡(jiǎn)單等優(yōu)勢(shì)，憑借這些優(yōu)勢(shì)該技術(shù)在多個(gè)方面被廣泛應(yīng)用，包括海洋重力測(cè)量、廣泛海域的高精度海底地形測(cè)量、海島礁及遠(yuǎn)離大陸島礁地區(qū)的高等級(jí)控制測(cè)量等，特別是在海洋控制測(cè)量方面應(yīng)用愈加成熟[1]。

1 精密單點(diǎn)定位原理

精密單點(diǎn)定位技術(shù)是采用事先確定的高精度衛(wèi)星軌道和鐘差以及雙頻載波相位和偽距觀測(cè)量進(jìn)行單點(diǎn)定位的方法[2-3]。精密單點(diǎn)定位原理如圖1所示。采用精密單點(diǎn)定位技術(shù)，在全球范圍內(nèi)單臺(tái)雙頻接收機(jī)都能夠?qū)崿F(xiàn)高精度單點(diǎn)靜態(tài)定位和動(dòng)態(tài)定位。未來(lái)不斷提高的衛(wèi)星軌道和鐘差精度，也會(huì)使其定位精度不斷提高，其中動(dòng)態(tài)定位精度可達(dá)到分米級(jí)[4]，靜態(tài)定位精度可達(dá)到厘米級(jí)。精密單點(diǎn)定位數(shù)據(jù)處理流程如圖2所示。

2 精密單點(diǎn)定位結(jié)果的精度分析

以來(lái)源為標(biāo)準(zhǔn)劃分影響精密單點(diǎn)定位結(jié)果精度的主要誤差，可將其分為三類，如圖3所示，分別是與信號(hào)傳播路徑有關(guān)的誤差、與衛(wèi)星有關(guān)的誤差、與接收機(jī)和測(cè)站有關(guān)的誤差[5]。為了最大限度的提高精密單點(diǎn)定位的精度，應(yīng)采取各種有效方法盡量削弱其影響，包括估計(jì)方法、消去方法、模型補(bǔ)償方法等，具體如圖4所示。

3 精密單點(diǎn)定位解算結(jié)果的可靠性評(píng)價(jià)

在實(shí)際測(cè)量中精密單點(diǎn)定位技術(shù)容易受到多種因素的影響，比如人為因素、儀器精度、外界環(huán)境等，雖然應(yīng)用該技術(shù)在實(shí)際外業(yè)測(cè)量中整體精度較高，但是其結(jié)果的可靠性還有待討論。

評(píng)價(jià)精密單點(diǎn)定位解算質(zhì)量的重要指標(biāo)就是精密單點(diǎn)定位解算結(jié)果的可靠性?？煽啃园ㄍ獠靠煽啃院蛢?nèi)部可靠性。關(guān)于精密單點(diǎn)定位的觀測(cè)數(shù)據(jù)的可靠性許長(zhǎng)輝曾做過(guò)研究[6]，它結(jié)合Barrda可靠性理論[7]，得出對(duì)精密單點(diǎn)定位解算結(jié)果的可靠性評(píng)估方法如表1所示。

4 精密單點(diǎn)定位技術(shù)在海洋控制測(cè)量中的應(yīng)用

過(guò)去海洋測(cè)量采取的方式是差分定位方式，但隨著社會(huì)的發(fā)展，海洋測(cè)量對(duì)定位精度的要求日益提高，且很多測(cè)量區(qū)域距離大陸較遠(yuǎn)，沒(méi)有差分定位方式測(cè)量條件，此時(shí)精密單點(diǎn)定位技術(shù)應(yīng)運(yùn)而生，它能夠彌補(bǔ)傳統(tǒng)差分定位方式測(cè)量中存在的弊端，因此，該技術(shù)被廣泛應(yīng)用在海洋測(cè)量中。精密單點(diǎn)定位技術(shù)能夠結(jié)合海洋測(cè)量的實(shí)際特點(diǎn)，具體情況具體分析，能夠靈活應(yīng)對(duì)海洋測(cè)量的復(fù)雜性。并且通過(guò)建立一套完整實(shí)用的基于精密單點(diǎn)定位技術(shù)的海洋控制測(cè)量作業(yè)模式，大大提高了海洋測(cè)量效率和精度，具有高精度、高效、快速的特點(diǎn)，是進(jìn)行海洋測(cè)量的一個(gè)重要手段。

海洋控制測(cè)量是海洋大地測(cè)量的重要內(nèi)容，其測(cè)量?jī)?nèi)容主要包括沿岸和海島礁上布設(shè)的大地控制點(diǎn)或地形測(cè)量圖根點(diǎn)?，F(xiàn)階段海洋控制測(cè)量通常是將GPS設(shè)備架設(shè)在控制點(diǎn)，通過(guò)在未知控制點(diǎn)和已知控制點(diǎn)建立GPS控制網(wǎng)實(shí)施測(cè)量，其原理與陸地控制網(wǎng)幾乎一致[12]。

而傳統(tǒng)海洋控制測(cè)量方式存在一個(gè)弊端，即需要一個(gè)已知的大地控制點(diǎn)，只有這樣才能對(duì)海洋進(jìn)行準(zhǔn)確測(cè)量，但海洋遼闊，一些待測(cè)量區(qū)域距離大陸較遠(yuǎn)，無(wú)法確定控制點(diǎn)，進(jìn)而無(wú)法建立控制網(wǎng)，但精密單點(diǎn)定位技術(shù)無(wú)需控制點(diǎn)，只要單臺(tái)GPS接收機(jī)就能準(zhǔn)確獲悉高精度的坐標(biāo)，未來(lái)必將被廣泛應(yīng)用在海洋控制測(cè)量[13]。

5 結(jié)論

針對(duì)在海洋控制測(cè)量中出現(xiàn)的問(wèn)題，本文重點(diǎn)討論了精密單點(diǎn)定位技術(shù)，包括其原理、精度、可靠性分析等，發(fā)現(xiàn)該技術(shù)具有高精度、高效、快速的特點(diǎn)，是進(jìn)行海洋測(cè)量的一個(gè)重要手段，尤其適用于遠(yuǎn)離大陸海島礁高等級(jí)控制測(cè)量。未來(lái)隨著不斷發(fā)展的海洋測(cè)量和對(duì)定位精度要求的日益提高，精密單點(diǎn)定位技術(shù)的應(yīng)用會(huì)更加廣泛。

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