实时精密单点定位

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1、实时精密单点定位（PPP）是可能通过实时卫星轨道和时钟校正的可用性广播星历，播放的实时校正（BCS） 。实时 BCS 是目前在全球以及区域的参考帧。在这方面的贡献，PPP使用这些全球性和区域性 BCS 的性能分析 1983 北美基准（NAD83） 。为当前区域 NAD83 BC 方法确定的局限性和协调的差异导致了与传统方法相比，显示全球 BC。虽然偏差所造成的不同的参考帧的使用被证明是亚厘米级，它也表明，他们可以通过 PPP 算法或区域BC 方法改性降低或消除。分析了三种不同的变体进行 PPP，单一频率的电离层的自由变体，双频电离层自由变体，和一个单一频率的电离层修正变异。精密单点定位（PPP

2、）是一个全球定位系统（GPS）处理非差伪距和载波相位测量从一个独立的 GPS 接收机的高精度计算分米或厘米在全世界遍地开花的位置定位方法（藏伯格等人。1997；2001 ovstedal 库巴和荷鲁克斯；2002）。近年来，服务已经开发了允许高精度星历数据可实时用户（代码 2006；库巴泰特里等人 2003。2005 烘烤 2010）。这样的情况了，并将继续创造， PPP 应用范围广（荷鲁克斯等人。2004、高 2008；比斯纳）。这种服务的重要例子是实时（RT ）的 GPS 卫星的轨道和时钟校正广播星历（Sohne 等人。2008。这些 RT 广播改正（BCS）用户提供精确的轨道和时钟校正所

3、需的 PPP。BCS在全球参考框架不仅可以（GRF）也在一组选定的区域参考框架（ RRFS），如北美基准（NAD）1983（NAD83）（BKG 2010；Sohne 2010）。在这方面的贡献，这些 NAD83 区域 BCS 使用（微构件系统）的单和双频率 PPP 是第一时间分析及其与更传统的全球 BCS 的使用性能（GBC 上将）的比较。在微构件系统的理论基础是认为当处理独立的 GPS 数据，获得用户的位置的参考框架定义的参考系统，实现了卫星位置。因此，在文献中已 GRF RRF 卫星轨迹的转换是一个有用的替代 GRF RRF 的站坐标变换因为它有可能简化访问RRF 允许用户在一个全局数据

4、区域专门工作表明（克蕾默等人。2000；库巴2002；克蕾默 2006；Schwarz 1989）。本文的组织如下。能够评估作用的参考帧播放的 PPP，NAD83 简要描述和国际地球参考框架（ITRF），和他们的椭球坐标的差异，在随后的部分了。然后，GBC 和红细胞的方法，单和双频率 NAD83 PPP 协议的分析和比较。目前的RBC 方法确定的局限性和协调的差异导致他们对 GBC 的方法示出。其次，它是如何修改 PPP 算法或红细胞的方法，这两种方法之间的一致性恢复。由于确定的 PPP RBC 方法的局限性是固有的作为一个结果，不同的参考帧的使用，这方面的贡献的结果是在更换 NAD83 20

5、18 提供了一个新的几何数据，删除不同意 ITRF 计划的支持（NOAA 2008）。对 PPP 的 BCS 是理解中的重要作用的正确使用的参考帧播放。因此，本节中的 ITRF转换 NAD83，其链接，这种改造在位置相关的椭球坐标的两帧之间的差异的影响作了简要的介绍。北美基准 1983所采用的数据和参考在美国和加拿大的空间定位系统是 NAD83。详细的介绍了它的定义，建立，和进化，读者可以参考施瓦茨（1989） ，斯奈和索勒（2000a，b） ，索勒和斯奈（2004） ，克雷默等人。 （2000） ，与克雷默（2006） 。NAD83 首次实现的，这在很大程度上依赖卫星多普勒观测，由美国国家大

6、地测量 1986 通过（NGS） 。它被称为 NAD83（1986） 。自那时以来，NAD 经历了又一个五实现在美国，最后一个是 NAD83（cors96） 。此实现，正是联系在一起的 NAD83 ITRF 框架，它是一个地心坐标系统的最佳实现（鲍彻和altamimi 1996） 。为了这个目的，NGS 和加拿大自然资源部（NRCan）从 12 个选定的甚长基线干涉测量的位置坐标转换参数的确定 itrf96-nad83（VLBI）在两帧站。建立NAD83（cors96）实现，估计 itrf96-nad83 变换随后被用于计算所有现有的 GPS CORS NAD83 坐标。在分析 CORS 数据

7、和最近的变化的参照系中，国际 GPS 服务（IGS ）给出的产品（igs08 代替 IGS05，自 2011 年 4 月 17 日；IGS05 和 igs08 是 IGS 实现 itrf05 和 itrf08） （rebischung等人。2011） ，和最近发布一个更新的实现 NAD83，NAD83（2011） （NOAA 2011） 。的起源，定义表，和旋转 NAD83（2011）仍然是 NAD83 相同（cors96） ；然而，如一个较长的GPS 时间序列因素，改进 igs08 GRF，更好的处理算法已经导致了 CORS 的网站提高NAD83 坐标。在其第一个实现的时候，NAD83 是地

8、心系统是随着时间的其他地心系统兼容，如世界大地测量系统 1984 的原始实现（WGS84 ） 。然而，由于更精确的技术的使用，它是已知的，是NAD83 约 2 米从地心抵消（见表 1） 。与 ITRF 消除异议，NGS 计划取代 NAD83 与一个新的几何数据 2018（NOAA 2008） 。访问这些数据的主要手段，将全球导航卫星系统（GNSS）技术。新的几何数据将在一个新的重力数据一起定义。然而，目前还不知道是否有新的几何数据将被固定在稳定的北美洲板块。新的几何数据的精确定义将在多年来通过一系列利益相关者的反馈论坛（NOAA 2008） 。相对于 NAD83，它是这样定义的所有点的北美洲板

9、块位于从板块边界带足够远，平均而言，零水平速度，ITRF（altamimi 等人。2007）是动态的，它的坐标变化主要考虑构造过程。负责维持 ITRF 组织是国际地球自转和参考系服务（IERS ） 。从 itrf96-nad83 变换的引入，几个新的 ITRF 实现由 IERS 介绍。由于可用的 RT NAD83 红细胞是基于 itrf2005-to-nad83 变换（BKG 2010） ，随后的分析将基于此变换以及。在一个时代的 itrf-to-nad83 坐标变换的一七参数相似变换进行如下（索勒和马歇尔 2003；索勒和斯奈 2004）：xnad83（t）= S （t）R （t）xitrf

10、（T）+ D（T） （1）在哪儿S（t）= 1 +S（t） R（t）= 1RZ（T）RY（T）归零（T）1RX（T）RY（T）接收（T）1 D（t） = DX（T） ，Dy （T） ，DZ （t ） T在 xitrf =坐标向量在全球 ITRF 框架；xnad83 =坐标向量在区域 NAD83 框架；S =刻度因子的增量；r 矩阵微分旋转角度的 RX，RY，和 RZ 码；和 d =平移向量。因为七个转换参数是随时间线性变化，变换（1）可以计算任何时代的 T 一旦七相似变换参数（T0 ） ，R（T0） ，D（T0） ，再加上他们的七次变化率（ S，R ，D ） ，在一定的参考时间 t0 时刻了。

11、这 14 个参数，然后用于计算七相似变换参数的任何时代的 TS（t）= S（T0）+（TT0）R （t）= R（T0）+ R（TT0）d（t）= D（T0）+ D（TT0）（2）NGS 采用这 14 个参数的值在表 1 中给出两个 itrf2005-to-nad83（cors96 ）采用皮尔森等人的转化。 （2010）和克雷默（ 2006） 和 igs08-to-nad83（2011）采用 NOAA 转型（2011）。比较大的旋转速率是由于北美板块的旋转和固定到北美板块 NAD83。式的旋转矩阵（1）和表 1 中相应的条目根据 IERS 约定（小和 luzum 2010） 。使用的定义是相同的

12、在克蕾默（2006） ；然而，不同的定义是使用在皮尔森等人。 （2010） ，结果在一个变化的旋转参数及其率的标志。从表 1 可以看出，itrf2005-to-nad83 之间变换参数的差异（cors96 ）变换和 igs08-to-nad83（2011）变换是小；最大的区别是在规模。在计算 NAD83（cors96）是因为它是相同的实现，BCS 是可用的。然而， NAD83（2011）被列入分析的结论以及。规模效应，旋转，平移的 itrf-nad83 变换位置影响的坐标将不同位置的位置。对 PPP 模式分析的目的，此位置依赖效应在椭球坐标系进行评估。从式（1）和写作 X 而不是 xitrf，

13、产量与 S = 1 +S，R =我+R ，当忽略第二和更高阶的条款xnad83 =（1 +S ） （I +R） x + D = x +SX +RX + D（3）因此 xnad83 = xnad83-xxnad83 = 的x + Rx + D（4）在矢量产品形式 Rx = RX，R = RX，RY，RZ T.制定的表达（4）在椭球坐标系 ， 条款，和 H 以下方程：某 = （N + H）因为COS（N + H）因为 罪 N（1E2 ）+ H 罪 （5）其中 n =曲率半径和偏心距 e =东西。线性化，然后逆变式（5）给出了【H（M + H ）（N + H）因为 = R（ ，）X Y Z（6）正交

14、矩阵R（，）= 因为 COSCOS 罪罪罪COS 罪罪罪COSCOS0 （7）其中 m =南北的曲率半径。替代式（4）代入式（6）最后给了【H（M + H）（N + H）因为 = R（，）SX +RX + D = 苏+U +（8）其中 u = R（，）X，= R（ ，）R，和 = R（，）D.表达（8）显示了如何 nad83-itrf 北东（n-e-u）坐标的微分尺度差异的影响 ，差动旋转，和翻译 。与北美数字地形模型（巴伏利斯等人。2006） ，这些坐标值的差异和变异是以图形方式显示在图 1 美国大陆。横坐标的差异，可为几米一样大，通过平移和旋转驱动（规模效应在小于 1 毫米） 。高度的差异

15、范围从0.25 米至 1.65 米的西北东南。由于旋转和尺度的联合效应可以在这里显示在几毫米的水平是唯一的，高度的差异主要是由于对NAD83 的 nongeocentricity；即，式中的翻译 （8） 。传统上，从 ITRF 到 NAD83 转型是应用在用户级见图 2（a）。在这 GBC 的方法，精确的轨道和时钟盒 1 在图 2（a） 被用来生成 GBC 上将（框 3）的广播星历（框 2） 。PPP 算法（框 4）使用这些全球商业通信系统和广播星历和 GPS 观测（框 5）来计算一个精确的接收器位置的框架（框 6） 。一个 itrf-to-nad83 坐标变换（框 7）最后应用获得NAD83

16、 接收器的位置（框 8） 。红细胞的方法描绘在图 2（b） 。从普通法的主要区别是，与红细胞的方法，该 itrf-to-nad83 改造已由服务器计算 BCS 而不是由个人用户进行。红细胞的方法的好处被认为是，用户不再需要变换位置，将得到的位置直接在所需的 RRF。RT PPP NAD83 与全球商业通信系统该分析是开始使用 GBC 上将 RT PPP。PPP 的方法，利用 IGS 产品和必要的修正模型，在库巴和荷鲁克斯说（2001） 。对电离层延迟处理，不同的选项是可用的。在ovstedal（2002）和布雷和提比略（2012） ，从全球电离层地图的外部信息（GIMS） （研究1999）是用来纠正先验的电离层延迟的单一频率的观察。另一方面，在