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不同纬度区域电离层增强PPP-RTK性能分析

宋伟伟 何成鹏 辜声峰

宋伟伟, 何成鹏, 辜声峰. 不同纬度区域电离层增强PPP-RTK性能分析[J]. 武汉大学学报 ● 信息科学版. doi: 10.13203/j.whugis20210243
引用本文: 宋伟伟, 何成鹏, 辜声峰. 不同纬度区域电离层增强PPP-RTK性能分析[J]. 武汉大学学报 ● 信息科学版. doi: 10.13203/j.whugis20210243
SONG Weiwei, HE Chengpeng, GU Shengfeng. Performance and Analysis of Ionospheric Enhanced PPP-RTK in Different Latitudes[J]. Geomatics and Information Science of Wuhan University. doi: 10.13203/j.whugis20210243
Citation: SONG Weiwei, HE Chengpeng, GU Shengfeng. Performance and Analysis of Ionospheric Enhanced PPP-RTK in Different Latitudes[J]. Geomatics and Information Science of Wuhan University. doi: 10.13203/j.whugis20210243

不同纬度区域电离层增强PPP-RTK性能分析

doi: 10.13203/j.whugis20210243
基金项目: 

国家重点研究计划(2017YFB0503401);国家自然科学基金(42174029);教育部联合基金(6141A02011907)。

详细信息
    作者简介:

    宋伟伟,教授,长期从事GNSS数据处理工作。sww@whu.edu.cn

  • 中图分类号: P228

Performance and Analysis of Ionospheric Enhanced PPP-RTK in Different Latitudes

Funds: 

The National Key Research and Development Program of China (2017YFB0503401)

  • 摘要: 收敛速度慢一直是限制精密单点定位(precise point positioning,PPP)发展的重要因素。研究表明,通过高精度电离层延迟改正,进而实现PPP-RTK (real-time kinematic),可显著提升PPP的收敛速度。目前区域PPP-RTK中电离层主要采用单星多项式电离层模型(satellite-based ionospheric model with POLYnomial function,SIM_POLY)与反距离内插模型(satellite-based ionospheric model with inverse distance weight function,SIM_IDW)进行建模。为了验证上述两种模型在不同纬度的建模精度,对广东、湖北及河北三地上空电离层延迟进行建模,并将其应用于单/双系统、浮点解及固定解中,分析其定位性能。实验结果表明,低纬地区,SIM_IDW模型表现略优于SIM_POLY,中高纬地区则并无显著差异。浮点解PPP中,与无电离层组合(ionosphere-free PPP,IFPPP)及CODG(centre for orbit determinationin europe global ionospheric map,CODE GIM)电离层产品改正下的非差非组合结果进行比较,河北地区与广东及湖北地区相比收敛速度最快,单GPS解算模式下定位精度相较于IFPPP分别提升了43.7%和43.0%。固定解PPP中,河北地区GPS+北斗解算模式下,SIM_IDW、SIM_POLY模型改正下的PPP-RTK首个历元模糊度固定成功率可达86.09%和89.13%,且水平方向首个历元收敛至5 cm,高程方向1.5 min内收敛至10 cm;定位精度方面,在引入北斗系统之后,双系统PPP-RTK相较于单GPS在定位性能方面有明显提升,河北地区GPS+北斗解算模式下,SIM_IDW、SIM_POLY模型改正下的PPP-RTK水平及三维定位精度为1.3cm及3.5 cm。通过SIM_IDW及SIM_POLY模型建立区域电离层模型进而实现PPP-RTK,可以显著缩短PPP收敛时间,提高定位精度。
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出版历程
  • 收稿日期:  2021-05-15

不同纬度区域电离层增强PPP-RTK性能分析

doi: 10.13203/j.whugis20210243
    基金项目:

    国家重点研究计划(2017YFB0503401);国家自然科学基金(42174029);教育部联合基金(6141A02011907)。

    作者简介:

    宋伟伟,教授,长期从事GNSS数据处理工作。sww@whu.edu.cn

  • 中图分类号: P228

摘要: 收敛速度慢一直是限制精密单点定位(precise point positioning,PPP)发展的重要因素。研究表明,通过高精度电离层延迟改正,进而实现PPP-RTK (real-time kinematic),可显著提升PPP的收敛速度。目前区域PPP-RTK中电离层主要采用单星多项式电离层模型(satellite-based ionospheric model with POLYnomial function,SIM_POLY)与反距离内插模型(satellite-based ionospheric model with inverse distance weight function,SIM_IDW)进行建模。为了验证上述两种模型在不同纬度的建模精度,对广东、湖北及河北三地上空电离层延迟进行建模,并将其应用于单/双系统、浮点解及固定解中,分析其定位性能。实验结果表明,低纬地区,SIM_IDW模型表现略优于SIM_POLY,中高纬地区则并无显著差异。浮点解PPP中,与无电离层组合(ionosphere-free PPP,IFPPP)及CODG(centre for orbit determinationin europe global ionospheric map,CODE GIM)电离层产品改正下的非差非组合结果进行比较,河北地区与广东及湖北地区相比收敛速度最快,单GPS解算模式下定位精度相较于IFPPP分别提升了43.7%和43.0%。固定解PPP中,河北地区GPS+北斗解算模式下,SIM_IDW、SIM_POLY模型改正下的PPP-RTK首个历元模糊度固定成功率可达86.09%和89.13%,且水平方向首个历元收敛至5 cm,高程方向1.5 min内收敛至10 cm;定位精度方面,在引入北斗系统之后,双系统PPP-RTK相较于单GPS在定位性能方面有明显提升,河北地区GPS+北斗解算模式下,SIM_IDW、SIM_POLY模型改正下的PPP-RTK水平及三维定位精度为1.3cm及3.5 cm。通过SIM_IDW及SIM_POLY模型建立区域电离层模型进而实现PPP-RTK,可以显著缩短PPP收敛时间,提高定位精度。

English Abstract

宋伟伟, 何成鹏, 辜声峰. 不同纬度区域电离层增强PPP-RTK性能分析[J]. 武汉大学学报 ● 信息科学版. doi: 10.13203/j.whugis20210243
引用本文: 宋伟伟, 何成鹏, 辜声峰. 不同纬度区域电离层增强PPP-RTK性能分析[J]. 武汉大学学报 ● 信息科学版. doi: 10.13203/j.whugis20210243
SONG Weiwei, HE Chengpeng, GU Shengfeng. Performance and Analysis of Ionospheric Enhanced PPP-RTK in Different Latitudes[J]. Geomatics and Information Science of Wuhan University. doi: 10.13203/j.whugis20210243
Citation: SONG Weiwei, HE Chengpeng, GU Shengfeng. Performance and Analysis of Ionospheric Enhanced PPP-RTK in Different Latitudes[J]. Geomatics and Information Science of Wuhan University. doi: 10.13203/j.whugis20210243
参考文献 (13)

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