GNSS精密單點定位技術(shù)及應(yīng)用進展

佟林

（遼寧省自然資源事務(wù)服務(wù)中心，遼寧沈陽 110032）

全球定位導(dǎo)航系統(tǒng)（GNSS）的出現(xiàn)成為當(dāng)前導(dǎo)航技術(shù)及定位技術(shù)的重大革命性事件，給測繪行業(yè)帶來全新的技術(shù)突破，真正實現(xiàn)了推動信息技術(shù)的有效發(fā)展，尤其是針對地理空間信息技術(shù)的革命，實現(xiàn)了地球空間信息技術(shù)的有效發(fā)展。與傳統(tǒng)的定位技術(shù)相比，該種定位方式精度更高，而且操作更加靈活，因此更能滿足用戶實際需求，并能保證整體的測算效果能夠為各項工作的運轉(zhuǎn)做出保障。

一、基本原理

單點定位其實就是利用衛(wèi)星星歷以及單一接收機來實現(xiàn)確定固定點坐標體系的一種方法。其實際工作原理是指利用一臺接收機進行單獨定位，并通過觀測組織進行數(shù)據(jù)處理來滿足各項工作的運轉(zhuǎn)。但是，該項工作也有著一定的缺點，因為其精度要求會受系統(tǒng)偏差而導(dǎo)致不良現(xiàn)象的出現(xiàn)，所以這使其定位精度降低。

但是，在進行應(yīng)用的過程中，該技術(shù)卻能夠在軍事領(lǐng)域、資源普查以及低精度導(dǎo)航中實現(xiàn)應(yīng)用。對于單點定位的幾何描述來看，需要保持全球?qū)Ш叫l(wèi)星系統(tǒng)衛(wèi)星鐘同全球?qū)Ш叫l(wèi)星系統(tǒng)接收機中同步，這時全球?qū)Ш叫l(wèi)星系統(tǒng)的衛(wèi)星接收機就能夠同時產(chǎn)生相應(yīng)的信號，并利用相關(guān)技術(shù)進行信號傳播。但是，這個過程很難實現(xiàn)對二者的嚴格同步，所以相關(guān)技術(shù)的提升就能夠有效實現(xiàn)對這種同步誤差的消滅。此外，單點定位雖然只是利用一臺接收機即可滿足各項工作的運轉(zhuǎn)，但是由于其定位結(jié)果會受其衛(wèi)星星歷誤差而帶來的影響，所以這也導(dǎo)致其定位精度相對而言較差一些[1]。

對于精密單點定位技術(shù)來看，會因單點定位技術(shù)而帶來一定影響，所以為保證降低這種影響，就需要通過精密星歷以及精密衛(wèi)星鐘差和高精度載波相位觀測值與嚴密的數(shù)學(xué)模型進行組合運用，從而才能有效規(guī)避其定位效果不良的問題。這時，用戶如果只是利用單臺全球?qū)Ш叫l(wèi)星雙頻雙碼接收器的觀測數(shù)據(jù)進行應(yīng)用，那么在數(shù)千萬平方公里，甚至在全球內(nèi)其實都能夠?qū)崿F(xiàn)點位平面位置精度的提升，并且其實時定位的精度甚至可以達到分米級別。此外，對于精密單點定位系統(tǒng)的應(yīng)用來看，最重要的一點內(nèi)容就是實現(xiàn)IGS提供的精密數(shù)據(jù)改正技術(shù)應(yīng)用。畢竟，在其產(chǎn)品所供給的內(nèi)容中，包括了全球衛(wèi)星系統(tǒng)、衛(wèi)星星歷、地球自轉(zhuǎn)參數(shù)以及跟蹤站原子鐘信息等。因此，利用IGS所提供的精密星歷以及衛(wèi)星鐘差就能夠?qū)崿F(xiàn)在實際觀測的過程中，給予其高精度的定位，而這時所測算出來的坐標，也能夠?qū)崿F(xiàn)保證其框架的一致性。

二、技術(shù)特點

（1）隨著國家真三維基礎(chǔ)地理空間基準的建立，不管是靜態(tài)用戶還是動態(tài)用戶，其實都希望在實際應(yīng)用的過程中，提高其定位的高精度性。在過去，GPS用戶需要通過高精度靜態(tài)處理軟件，并與IGS永久跟蹤站進行關(guān)聯(lián)才能夠獲取高精度的起算坐標。但是，對于很多技術(shù)人員來看，想要熟練掌握此類軟件并非一件容易的事情。同時，在商用領(lǐng)域中，對于相對定位軟件的應(yīng)用來看，其實只能夠處理幾十公里以內(nèi)的基線。但是，采用精密單點定位技術(shù)，就能有效解決上述問題。畢竟，IGS有多個不同的數(shù)據(jù)處理中心，這時就能實現(xiàn)利用永久GPS跟蹤站的數(shù)據(jù)來進行使用，并以衛(wèi)星鐘差產(chǎn)品和衛(wèi)星軌道來實現(xiàn)高精度的計算，這時就能真正實現(xiàn)將數(shù)據(jù)交由專業(yè)人員進行處理，并進一步擴大普通用戶的應(yīng)用范圍，從而提升其應(yīng)用體驗，這時基于精密單點定位技術(shù)后，就能夠?qū)崿F(xiàn)高精度定位。

（2）對于精密單點定位技術(shù)的應(yīng)用來看，它能夠通過用戶直接購買單臺接收機來實現(xiàn)提高靜態(tài)定位和動態(tài)定位的高精度性，而且也能夠進一步提高GPS的作業(yè)效率。對此，也可以說通過精密單點定位技術(shù)，就能有效節(jié)約用戶的應(yīng)用成本。與此同時，在未來發(fā)展的過程中，全新系統(tǒng)的構(gòu)建也能夠?qū)崿F(xiàn)為我國二代衛(wèi)星導(dǎo)航定位系統(tǒng)的建設(shè)與應(yīng)用做好保障，所以這時利用精密單點定位技術(shù)，就能夠提供更多的可用衛(wèi)星，這將進一步提高精密單點定位技術(shù)的應(yīng)用精準性和可靠性。畢竟，對于精密單點定位與標準單點定位的應(yīng)用原理來看，其實具有一致的效果，因為其定位誤差是與衛(wèi)星幾何圖形強度有關(guān)?；诖耍?dāng)全新的定位系統(tǒng)建成后，空間中可用的衛(wèi)星是以成倍的速度增加，這時其幾何圖形強度也會大大提高，其應(yīng)用效果也會更好。

三、應(yīng)用進展

隨著社會發(fā)展速度的不斷加快，人們對于地理空間數(shù)據(jù)的需求總量也在不斷提升。因此，對于該技術(shù)的應(yīng)用來看，它所應(yīng)用的領(lǐng)域其實也越來越多。在航空動態(tài)測量技術(shù)中，它能夠?qū)崿F(xiàn)進一步提高其定位的精準性，所以該技術(shù)在該領(lǐng)域中也得到越來越多人的關(guān)注。對于該技術(shù)的實際應(yīng)用效果來看，其高效的作業(yè)方式是傳統(tǒng)測量手段無法相比的。同時，在航空動態(tài)測量中，對于GPS動態(tài)定位而言，該技術(shù)也有著十分重要的應(yīng)用前景。畢竟，當(dāng)前航空動態(tài)測量中所利用的GPS定位系統(tǒng)，是以傳統(tǒng)的雙模型基礎(chǔ)運作模式為主進行的雙差模型的打造，所以這也導(dǎo)致在實際應(yīng)用的過程中，需要基于OTF等解法來進行解算雙差模糊度，從而才能進行動態(tài)基線處理。與此同時，大部分的商用動態(tài)處理軟件其實也應(yīng)用了這種模型進行運作。對此，為進一步提高其動態(tài)基線解算的精準度和可靠性，就需要通過基站建立來進行滿足各項工作的高效運作。但是，這個過程中會大量花費人力、物力和財力，因此對于一些經(jīng)濟不發(fā)達的地區(qū)來看，根本無法實現(xiàn)此類基站的建立，甚至無法實現(xiàn)滿足對相關(guān)工作的有效開展。此外，以現(xiàn)在的發(fā)展形勢來看，未來其動態(tài)基線的長度必然會不斷進行延長，這時OTF方法就不再適用于當(dāng)前的發(fā)展形勢。基于此，精密單點定位技術(shù)的出現(xiàn)，既能夠為后續(xù)動態(tài)定位工作提供全新的方向，并且也能真正實現(xiàn)以亞分米級的動態(tài)系統(tǒng)應(yīng)用來真正針對現(xiàn)實需求進行有效測算[2]。

全球?qū)Ш叫l(wèi)星系統(tǒng)精密單點定位技術(shù)的應(yīng)用，不僅能在航空領(lǐng)域當(dāng)中，更能夠?qū)崿F(xiàn)針對現(xiàn)實地理問題進行有效應(yīng)用。畢竟，其高精度的定位能夠?qū)崿F(xiàn)以快速坐標建立為主進行信息傳遞，而且其高效性也能夠在自然災(zāi)害發(fā)生時，實現(xiàn)對現(xiàn)實問題的有效處理。比如，針對自然現(xiàn)象中的滑坡問題來看，在災(zāi)難發(fā)生時需要通過大量救援工作來保證降低對人身傷亡問題的產(chǎn)生，但是在此過程中如果不做好定位工作，必然也有可能因為二次滑坡等問題的出現(xiàn)而導(dǎo)致不良現(xiàn)象的發(fā)生。此項技術(shù)在應(yīng)用的過程中能夠做到直接定位，并與其他技術(shù)進行聯(lián)合應(yīng)用，這時就能對可能發(fā)生的二次滑坡現(xiàn)象進行預(yù)測，并以其精準的定位技術(shù)應(yīng)用來做好支護保護工作，進而就能夠有效降低二次傷害問題。

四、結(jié)語

采用精密單點定位技術(shù)，并以全球?qū)Ш叫l(wèi)星系統(tǒng)進行結(jié)合，就能夠進一步提升其定位的精準性。而且，這種作業(yè)方式并不需要基準站支持，也不受作業(yè)距離限制，這就實現(xiàn)提高其定位工作的靈活性，并且也能降低其各項工作開展的成本，還能夠在諸多領(lǐng)域中進行應(yīng)用，所以該技術(shù)在未來發(fā)展中有著十分可觀的前景。