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2024

学术论文|同济大学GNSS团队在《GPS Solutions》上发表单基站SSR改正数增强的PPP-B2b-RTK精密定位文章

时间:2025年06月22日 作者: 点击数:

作为北斗三号系统特色功能之一,PPP-B2b服务能够向亚太地区单接收机用户提供不依赖于常规通讯手段的精密单点定位服务,为通讯受限、基站稀疏场景下(远海、沙漠、无人岛礁等)的精密定位应用提供了新的解决思路。随着海洋强国、一带一路等国家战略纵深推进,特殊场景下的实时高精度定位需求日益凸显。然而,PPP-B2b的实时定位精度仅有分米级,且需数十分钟的收敛。其核心原因在于,现有改正数增强下的模糊度参数不具备整周特性,无法通过整周模糊度快速解算实现厘米级的实时高精度定位。对此,同济大学GNSS团队结合PPP-B2b服务应用背景,从差分角度入手,提出了单基站SSR改正数增强的PPP-B2b-RTK精密定位方法,实现了PPP-B2b服务体制下的整周模糊度快速解算,显著提升实时高精度定位服务能力。该成果引鉴了团队在OSR/SSR等价性及统一定位模型研究中的部分思想,简单证明了SSR-RTK模型下模糊度同样具备整周特性,且定位结果与OSR-RTK等效。

该成果以“PPP-B2b-RTK: a PPP-B2b augmentation method by using the SSR corrections from a single reference station”为题发表于国际期刊《GPS Solutions》,论文第一作者为博士生袁雷童,通讯作者为指导老师李博峰教授。该研究受到国家自然科学基金、国家重点研发计划、上海市科委科技创新计划等科研项目资助。

Ⅰ 建立了单基站SSR改正数定位增强的标准化流程。

以PPP-B2b为例,基于单个基准站建立了“服务端SSR改正数生成—用户端模糊度整周特性恢复—整周模糊度快速解算”的标准化流程。为确保与PPP-B2b产品基准一致,提出了一种顾及PPP-B2b产品特性的满秩非组合PPP模型。作为PPP-B2b定位的通用模型,该模型可以用于基准站生成相位偏差、对流层和电离层等SSR改正数。在此基础上,利用单基准站生成的SSR改正数进一步恢复模糊度整周特性,并结合大气约束加快模糊度固定,实现快速精密定位。

图1 单基站SSR改正数定位增强流程图

Ⅱ 构建了单站PPP-B2b-RTK模型

在满秩非组合PPP-B2b模型的基础上,生成大气和相位偏差改正数,并向用户提供大气改正数的精度因子。采用相位偏差改正、大气自适应约束的方式构建单站PPP-B2b-RTK模型,其优势在于

1. 充分利用基准站生成产品的精度信息自适应调整约束强度。

2. 模糊度具备整周特性,可进行整周模糊度固定。

此外,单站PPP-B2b-RTK本质上是利用PPP-B2b产品的SSR-RTK,其与OSR-RTK在模糊度数值上存在常量偏差,该偏差源自于生成相位偏差时所选取的基准。

表1 单站SSR改正数

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通过一系列实测数据验证了上述模型的定位性能。对于27.6和61.6公里基线,PPP-B2b-RTK的定位精度可达1.1/1.1/3.6cm,相较于传统PPP-B2b定位分别提升57.69%/35.29%/32.08%。经多次重新初始化,其平均收敛时间缩短至8s和71s。

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图2 TJCH-TJJD 27.6km基线

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图3 TJCH-TJLG 61.6km基线

通导一体化是拓展北斗服务范围、提升北斗应用能力的重要方向。针对PPP-B2b服务收敛时间长、实时应用能力弱的短板,本文结合特殊场景应用需求,提出了单基站SSR改正数增强的PPP-B2b-RTK精密定位方法,显著提升了PPP-B2b的实时精密定位服务能力。另一方面,利用PPP-B2b产品及单基站SSR增强改正数,从差分角度验证了SSR-RTK和OSR-RTK的等效性。

PPP-B2b-RTK: a PPP-B2b augmentation method by using the SSR corrections from a single reference station | GPS Solutions

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