伪距单点定位是GNSS(全球导航卫星系统)中一种基本定位技术,用于通过计算信号从卫星到达接收器的伪距来确定接收器的位置。伪距单点定位基于接收器接收到的卫星信号,计算出与实际距离的误差,进而进行位置定位。
在伪距单点定位中,观测量是伪距,参数是接收器的坐标。以Taylor展开方式,将公式表示为:
[公式]
将展开的公式进行整理,得到误差方程:
[公式]
为解决这一方程,需要对不同卫星的观测结果进行组合,形成方程组,以矩阵形式表示:
[公式]
利用[公式]中的信息,可以求得方程的解,即求解改正数。通常,采用迭代法,用前一次解算结果作为初始值,反复求解,直至达到收敛状态。
在伪距单点定位中,精度评定是通过间接平差原理实现的。协因数阵描述了观测量间的相关性,而GDOP(几何精度因子)反映了卫星分布对定位精度的影响,其值越小表示定位精度越高。PDOP(位置精度因子)和TDOP(时间精度因子)用于评估位置和时间的不确定性。
在伪距单点定位中,需要考虑卫星时钟与GPS时之间的误差、电离层延迟以及对流层延迟等外部因素对定位精度的影响。卫星时钟的总误差、电离层延迟和对流层延迟通过特定的模型和方法进行修正,以提高定位精度。
电离层延迟受电离层中电子密度的影响,通过Klobuchar模型等方法进行估算和修正。双频测距码的使用可以进一步减小电离层延迟的影响,通过两个不同频率的载波信号进行对电离层的独立修正。
对流层延迟的处理则更为复杂,由于其影响较小且不同频率载波的折射率接近,故难以通过双频测距码进行消除。对流层误差模型,如Hopfield模型和Saastamoinen模型,通过考虑大气压、温度、湿度和高度的关系进行估算,以修正对流层延迟的影响。
其他误差,如多路径效应,是指卫星信号通过地面或墙面反射到达接收机天线的现象,这是较难精确修正的误差源,对定位精度产生一定影响。
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