參考:【單點定位中4種函數模型解算性能分析】
P P P 非 組 合 模 型(Un-Combined Model, U C 模 型 ))
電 離 層 的 處 理 方 式:參數估計
模糊度處理方 式:分别估計L1 和L2 模糊度
估計參數:
測站3個位置參數、
接收機鐘差、
電離層延遲、
天頂對流層延遲、
觀測頻率的載波相位模糊度(在該模型中模糊度參數吸收硬體延遲與初始相位以實數解形式存在)
其中,i表示信号頻率;
r表示接收機;
Pi、Φi 分别 為僞距和載波相位觀測值;
Ii 為電離層延遲;
Ti為對流層延遲;
dts為接收機鐘差;
dtr 為衛星鐘差;
d為接收機端的硬體碼延遲;
dsi為衛星端的硬體碼延遲;
(phi)r,i(t0)為0時刻接收機本地信号的初始相位;
(phi)s,i(t0)為0時刻衛星信号的初始相位。
【參考:基于無電離層組合/非差非組合混合觀測模型的精密單點定位】
電離層延遲中包含的:差分碼偏差項?
狀态矢量:
觀測方程:
優點:
将 視線方向電離層延遲作為參數估計,既能有效控 制原始觀測值觀測噪聲和多路徑效應不被放大, 又可以降低電離層延遲對定位的影響,充分利用 觀測值中存在的有效資訊為電離層延遲研究提供 新方法。
缺點:
需要解算的未知參數較多, 使定位結果的穩定性行較差,定位性能略差于無電離層組合模型
從原理上來看,不需要雙頻。
無 電 離 層 組 合 模 型(Un-Dif ference ionosphere- fre e combined model,簡 稱 UD 模 型 )
電 離 層 的 處 理 方 式:消電離層組合
模糊度處理方 式:估計組合後的模糊度
估計參數:
3個位置參數、
接收機鐘差、
天頂對流層延遲、
組合載波相位模糊度
其 中 ,PIF 、ΦIF 分 别 為 僞 距 和 載 波 相 位 的 無 電 離 層 組合觀測值;
NIF 為無電離層組合觀測值的模糊度;
εPIF 、εΦIF 分别為2種組合觀測值的觀測噪聲及 未 被 模 型 化 的 誤 差 。
優點:
-
模型可以消除一階電離層影響,
缺點:
- 但觀測值經組合後,觀測噪聲相對于原始碼和相位觀測值的噪聲被放大了3倍,對位置解算有較大影響(而且此誤差沒有模組化估計)。
-
無電離層組合觀測值的模糊度也将失去整周性質, 且模型中存在的非零初始相位将被映射到模糊度中,進一步影響定位結果,參數估值隻能随着觀測量的累積和幾何結構的變化逐漸趨于收斂。
參考:【基于無電離層組合/非差非組合混合觀測模型的精密單點定位】
Uofc模 型
電 離 層 的 處 理 方 式:消電離層組合
模糊度處理方 式:分别估計L1 和L2 模糊度
估計參數:
3個位置參數、
接收機鐘差、
天頂對流層延遲、
各頻率載波相位模糊度(因為需要提供給僞距使用)
僞距:碼和相位的半群組合觀測值
載波:電離層相位組合觀測值
LPΦ 為碼和相位的半和觀測值。
優點:
- 模型可以消除一階電離層影響;
-
半和觀測值降低了僞距觀測值的噪聲水準,約為非組合的1/2。
缺點:
- 該模型可以分别估計 L1 和 L2 載波相位的整 周模糊度,但系統中仍存在幾種系統性延遲或誤 差,如非零初始相位、衛星以及接收機的碼和相位 的硬體延遲。這些偏差與模糊度難以分離,使得 實際的模糊度估計量并不具備整數特性。
- 額外增加了模糊度參數估計的數 量。
無 模 糊 度 模 型(ingle-Dif ference betwe en epoch,簡 稱SD模型)
電 離 層 的 處 理 方 式:消電離層組合
模糊度處理方 式:曆元間求差消除模糊度參數
估計參數:
3個位置參數、
接收機鐘差、
天頂對流層延遲、
僞距:無電離層組合觀測值
載波:相位曆元間差分觀測值
Δ表示曆元k和曆元k-1之間求差
優點:
-
模型可以消除一階電離層影響;
缺點:
- 曆元間相位差雖然消除了模糊度參數,避免了單站模糊度難以固定的問題,卻引起了觀測值間的數學相關性,參數容易受模型病态性影響而使得估值精度降低。在資料處理時,這種相關性使得參數估計變得較為複雜。
性能對比
PPP 非 組 合 模 型 :Un-Combined Model,U C 模 型;
無 電 離 層 組 合 模 型: Un-Difference ionosphere- free combined model,UD 模 型;
UofC模型(僞距為碼和相位的半和觀測值)
無模糊度模 型 (Single-Dif ference betwe en epoch,簡 稱
SD模型)
-
收斂時間:
UofC< 無 電 離 層 組 合 模 型 <非 組 合 模 型 < 無 模 糊 度
22.6<36.1<40.9<126.3 min
對流層是和頻率沒有關系;
n是衛星個數
-
估 計 精 度:
無模糊度模型較低。其他3種模型整體相差不大,單天解水準方向無明顯系統誤 差,其精度均能達到毫米至亞厘米級;而高程方 向,由于系統誤差的存在,定位精度相對較低,平 均誤差在2cm左右。
(Uofc模型的定位性能最優,其次是無電離層組和非差非組合模型,無模 糊度模型的定位性能最差)
-
殘差大小:
載波:UC<<SD<Uofc=UD
僞距:Uofc<UC<UD=SD