GNSS精密单点定位技术及应用进展

2021-12-27佟林

辽宁自然资源 2021年9期

佟林

（辽宁省自然资源事务服务中心，辽宁沈阳 110032）

全球定位导航系统（GNSS）的出现成为当前导航技术及定位技术的重大革命性事件，给测绘行业带来全新的技术突破，真正实现了推动信息技术的有效发展，尤其是针对地理空间信息技术的革命，实现了地球空间信息技术的有效发展。与传统的定位技术相比，该种定位方式精度更高，而且操作更加灵活，因此更能满足用户实际需求，并能保证整体的测算效果能够为各项工作的运转做出保障。

一、基本原理

单点定位其实就是利用卫星星历以及单一接收机来实现确定固定点坐标体系的一种方法。其实际工作原理是指利用一台接收机进行单独定位，并通过观测组织进行数据处理来满足各项工作的运转。但是，该项工作也有着一定的缺点，因为其精度要求会受系统偏差而导致不良现象的出现，所以这使其定位精度降低。

但是，在进行应用的过程中，该技术却能够在军事领域、资源普查以及低精度导航中实现应用。对于单点定位的几何描述来看，需要保持全球导航卫星系统卫星钟同全球导航卫星系统接收机中同步，这时全球导航卫星系统的卫星接收机就能够同时产生相应的信号，并利用相关技术进行信号传播。但是，这个过程很难实现对二者的严格同步，所以相关技术的提升就能够有效实现对这种同步误差的消灭。此外，单点定位虽然只是利用一台接收机即可满足各项工作的运转，但是由于其定位结果会受其卫星星历误差而带来的影响，所以这也导致其定位精度相对而言较差一些[1]。

对于精密单点定位技术来看，会因单点定位技术而带来一定影响，所以为保证降低这种影响，就需要通过精密星历以及精密卫星钟差和高精度载波相位观测值与严密的数学模型进行组合运用，从而才能有效规避其定位效果不良的问题。这时，用户如果只是利用单台全球导航卫星双频双码接收器的观测数据进行应用，那么在数千万平方公里，甚至在全球内其实都能够实现点位平面位置精度的提升，并且其实时定位的精度甚至可以达到分米级别。此外，对于精密单点定位系统的应用来看，最重要的一点内容就是实现IGS提供的精密数据改正技术应用。毕竟，在其产品所供给的内容中，包括了全球卫星系统、卫星星历、地球自转参数以及跟踪站原子钟信息等。因此，利用IGS所提供的精密星历以及卫星钟差就能够实现在实际观测的过程中，给予其高精度的定位，而这时所测算出来的坐标，也能够实现保证其框架的一致性。

二、技术特点

（1）随着国家真三维基础地理空间基准的建立，不管是静态用户还是动态用户，其实都希望在实际应用的过程中，提高其定位的高精度性。在过去，GPS用户需要通过高精度静态处理软件，并与IGS永久跟踪站进行关联才能够获取高精度的起算坐标。但是，对于很多技术人员来看，想要熟练掌握此类软件并非一件容易的事情。同时，在商用领域中，对于相对定位软件的应用来看，其实只能够处理几十公里以内的基线。但是，采用精密单点定位技术，就能有效解决上述问题。毕竟，IGS有多个不同的数据处理中心，这时就能实现利用永久GPS跟踪站的数据来进行使用，并以卫星钟差产品和卫星轨道来实现高精度的计算，这时就能真正实现将数据交由专业人员进行处理，并进一步扩大普通用户的应用范围，从而提升其应用体验，这时基于精密单点定位技术后，就能够实现高精度定位。

（2）对于精密单点定位技术的应用来看，它能够通过用户直接购买单台接收机来实现提高静态定位和动态定位的高精度性，而且也能够进一步提高GPS的作业效率。对此，也可以说通过精密单点定位技术，就能有效节约用户的应用成本。与此同时，在未来发展的过程中，全新系统的构建也能够实现为我国二代卫星导航定位系统的建设与应用做好保障，所以这时利用精密单点定位技术，就能够提供更多的可用卫星，这将进一步提高精密单点定位技术的应用精准性和可靠性。毕竟，对于精密单点定位与标准单点定位的应用原理来看，其实具有一致的效果，因为其定位误差是与卫星几何图形强度有关。基于此，当全新的定位系统建成后，空间中可用的卫星是以成倍的速度增加，这时其几何图形强度也会大大提高，其应用效果也会更好。

三、应用进展

随着社会发展速度的不断加快，人们对于地理空间数据的需求总量也在不断提升。因此，对于该技术的应用来看，它所应用的领域其实也越来越多。在航空动态测量技术中，它能够实现进一步提高其定位的精准性，所以该技术在该领域中也得到越来越多人的关注。对于该技术的实际应用效果来看，其高效的作业方式是传统测量手段无法相比的。同时，在航空动态测量中，对于GPS动态定位而言，该技术也有着十分重要的应用前景。毕竟，当前航空动态测量中所利用的GPS定位系统，是以传统的双模型基础运作模式为主进行的双差模型的打造，所以这也导致在实际应用的过程中，需要基于OTF等解法来进行解算双差模糊度，从而才能进行动态基线处理。与此同时，大部分的商用动态处理软件其实也应用了这种模型进行运作。对此，为进一步提高其动态基线解算的精准度和可靠性，就需要通过基站建立来进行满足各项工作的高效运作。但是，这个过程中会大量花费人力、物力和财力，因此对于一些经济不发达的地区来看，根本无法实现此类基站的建立，甚至无法实现满足对相关工作的有效开展。此外，以现在的发展形势来看，未来其动态基线的长度必然会不断进行延长，这时OTF方法就不再适用于当前的发展形势。基于此，精密单点定位技术的出现，既能够为后续动态定位工作提供全新的方向，并且也能真正实现以亚分米级的动态系统应用来真正针对现实需求进行有效测算[2]。

全球导航卫星系统精密单点定位技术的应用，不仅能在航空领域当中，更能够实现针对现实地理问题进行有效应用。毕竟，其高精度的定位能够实现以快速坐标建立为主进行信息传递，而且其高效性也能够在自然灾害发生时，实现对现实问题的有效处理。比如，针对自然现象中的滑坡问题来看，在灾难发生时需要通过大量救援工作来保证降低对人身伤亡问题的产生，但是在此过程中如果不做好定位工作，必然也有可能因为二次滑坡等问题的出现而导致不良现象的发生。此项技术在应用的过程中能够做到直接定位，并与其他技术进行联合应用，这时就能对可能发生的二次滑坡现象进行预测，并以其精准的定位技术应用来做好支护保护工作，进而就能够有效降低二次伤害问题。