多事秘慰’乒／搿足佐厚1992年第3期测绘通报一7GPs快速静态定位原理及其应用谢世杰≯≯前言1983年初，GPS全球定位系统首次用于布设地面控制网八年多来发展迅速，取得了较大成就，积累了丰富经验。目前，GPS定位技术巳广泛用于大地测量和工程测量的各个领域，也成功地用于航空摄影测量。随着新型接收机的出现，即将用于地形测图和地籍测量。因此，在一些发达国家已将GPS定位技术作为标准测量方法。德国巳在细则中规定t布设三维控制网必须采用GPS方法。GPS定位技术的上述应用都是采用以相位观测值为基础的静态相对定位法(航测动态应用除外)，在一点上的观测时间，根据各种情况(要求精度，点间距离，单双频数据，卫星数，卫星几何图形，大气条件等等)需要观测I-3小时。这主要是为了解算模糊值和周跳。为了能做到快速解算模糊值，早在GPS系统第一期工程(1967~1973年)预研阶段进行总体方案论证时，就有一种方案；在卫星上发射三种频率，以便快速解算模糊值。但由于GPS系统主要是为导航目的而研制的，为了实时导航采用的伪距法是单值解，不存在模糊值同题，故未被军方采纳。1985年以来，Remondl，B．W．和Hofm—aⅡⅡWellenhof提出了动态法(含半动态法)。在一点的观测时间缩短到几分钟，精度到cm级，使GPS的效率大大提高。但动态法对观测环境要求较严，受卫星及其图形的影响较大，而且只能在小测区内进行，应用范围也受到限制。有鉴于此，国际上从事GPS定位测量研究的主要单位(如美国喷气推进实验室JPL，加拿大新不伦瑞克大学，瑞士伯尔尼大学，德国国防大学和汉诺威大学⋯⋯)从1987年即开始研究快速解算模糊值技术。JPL首先研制出扩渡技术。其后，LandauH．，FreiE．，Be-utlerG．等先后提出平行滤波技术，使在一点上的观测时间缩短到2—5分钟，达到的精度，短距离(小于20kin)为mm级，长距离(~10O0km)的相对精度为3．5·10～。1991年问世的威特GPS200测量系统的SKI软件中已采用快速定位技术下面阐述的两种快速解算技术，预计不久将在其他型号的GPS接收机中出现。=、快速勰算模糊值技术-”2．1．扩波技术扩波技术的基本思路是t利用双频接收机获职的数据和尸码，人为地进行差分组合，使之产生更大的波长(～86cm，称为宽波)和带观测噪声(～±60era)的尸码。在此条件下，借助下列关系式可求出宽波的模糊值tN=l—L3一(l·，jff+。·／2)．{(1)，lT，=式中tⅣ——宽波模糊值(，≈86cm)，t，：——L1和L±的载波相位，t，。——L和L的传播时间，，，，z一载波频率。在短基线上略去电离层影响时，可按下式直接求出各个频率的ⅣLz和Ⅳ厶的模糊值tN一号·维普资讯http://www.cqvip.com6测绘通报1992年第3期一．㈩萼美用脚濠的一／i+／z．V她。：一％卜¨务㈩+丘㈩式中t=，一，t(4)在(2)、(3)式中，只有电离层影响及其比例常数对确定模糊值Ⅳ和Ⅳ有影响。但是，如果上式中的概略相位用双差相位V代替，则可得出结论t对于两台接收机之间的短距离而言，组成差数后，可消去电离层影响。对于更短的基线而言，用单频接收机的数据也不难算出模糊值。这时，可充分利用(2)、(3)式所要求的整数性确定各个频率的双差模糊值vⅣ和vⅣ。当确定地确定vⅣ和略去电离层影响时，在理想情况下，VⅣ和vⅣ。应为整数。假设确定vⅣ时有一个波长的误差，则vz／N．即有4．5个波长的误差，vⅣ。即有3．5个波长的误差。这就破坏了所求值的整数性。实际应用时，充分利用这种特性即可求定短基线的模糊值。因为在这种情况下，vⅣ只有±2波长的精度，即1．72m的精度。对于更长的基线而言，电离层影响妨碍了借助单个频率数据精密测定各分量。在单个频率数据中，不能按(2)、(3)式求定模糊值，只能探讨其他方法。加入电离层改正后的双差相位V仉可式中Iv=+V(6)如果模糊值差数vN=V(Ⅳ一N)已经利用(1)式确定，则(5)式第一项即为已知，剩下的唯一未知数为vⅣ。=V(Ⅳ+N)，此值在处理成果时可一并确定。所需要的观测值对vⅣ的偏导数为t里!一=O(vz／N．)一2(，1+，2)(7)相位和Vz／~具有10．7cm的波长，这是确定v,dN。就需要的高精度，以便能有足够的可靠性确定凑整到整数的v,dN．的宾值。为了凑整可充分利用下述情况tv,dN和vvN。或者两个都是...
