精密單點(diǎn)定位技術(shù)在航道測(cè)量中應(yīng)用的初探

顧明浩

摘 要：隨著我國(guó)經(jīng)濟(jì)的快速發(fā)展，各個(gè)領(lǐng)域都獲得了較大的發(fā)展，我國(guó)的航道測(cè)量工作也取得了一定的進(jìn)步，尤其在如今現(xiàn)代化技術(shù)層出不窮的時(shí)代背景下，對(duì)于我國(guó)航道測(cè)量行業(yè)的發(fā)展產(chǎn)生了較大的沖擊，只有應(yīng)用一些先進(jìn)的測(cè)量技術(shù)，才能真正滿足我國(guó)航道測(cè)量的基本要求，真正實(shí)現(xiàn)測(cè)量水平的提升。所以，加強(qiáng)航道測(cè)量先進(jìn)技術(shù)的應(yīng)用顯得極為關(guān)鍵，而精密單點(diǎn)定位技術(shù)的應(yīng)用就正好滿足了人們的這一要求。針對(duì)該技術(shù)的實(shí)際應(yīng)用就有必要進(jìn)行探析。

關(guān)鍵詞：精密單點(diǎn)；定位技術(shù)；航道測(cè)量

在我國(guó)航道測(cè)量的過程中，往往要求有關(guān)工作人員能夠掌握一定的先進(jìn)技術(shù)，以此為依托開展航道測(cè)量工作，針對(duì)精密單點(diǎn)定位技術(shù)的應(yīng)用而言，就需要有關(guān)人員能夠加以重視，并且深入的了解該技術(shù)的有關(guān)知識(shí)，掌握其具體的應(yīng)用要點(diǎn)，以合理的進(jìn)行應(yīng)用，真正實(shí)現(xiàn)航道測(cè)量技術(shù)水平的提高。另外，在加強(qiáng)精密單點(diǎn)定位技術(shù)應(yīng)用的同時(shí)，還需要有關(guān)方面能夠加強(qiáng)其技術(shù)的創(chuàng)新研究，以真正做到與時(shí)俱進(jìn)，滿足時(shí)代的發(fā)展要求，與時(shí)代發(fā)展更為契合。

1 精密單點(diǎn)定位技術(shù)簡(jiǎn)介

在如今精密單點(diǎn)定位技術(shù)的應(yīng)用的過程中，要求有關(guān)人員能夠?qū)ζ浼夹g(shù)相關(guān)知識(shí)加以了解，并且能夠掌握其技術(shù)的具體操作方法，以更好的開展航道測(cè)量工作，盡量避免出現(xiàn)一些不必要的問題。就該技術(shù)本身而言，主要誕生于上世紀(jì)的九十年代，與普通的單點(diǎn)定位技術(shù)相比，往往具有一定的先進(jìn)性，其功能以及各方面的性能也有所提升。在普通單點(diǎn)定位技術(shù)的基礎(chǔ)之上，又運(yùn)用了衛(wèi)星星歷提供的軌道參數(shù)以及鐘差，這樣能夠進(jìn)一步提高航道測(cè)量的精準(zhǔn)度，滿足實(shí)際測(cè)量的基本要求，同時(shí)也有助于進(jìn)一步加強(qiáng)解算，更好的完成航道測(cè)量工作，這具有重要的意義。而在精密單點(diǎn)定位技術(shù)應(yīng)用的過程中，需要注意的是，運(yùn)用站間差分的方法也難以消除電離層的影響，所以，在實(shí)際進(jìn)行應(yīng)用過程中，可以考慮應(yīng)用雙頻雙碼接收機(jī)，以便真正達(dá)到減弱或是消除電離層影響的目的。

2 精密單點(diǎn)定位技術(shù)的研究現(xiàn)狀

精密單點(diǎn)定位（簡(jiǎn)稱PPP）在現(xiàn)代航空攝影測(cè)量中顯示出越來越重要的作用。與差分GPS定位不同，精密單點(diǎn)定位是利用國(guó)際GPS服務(wù)機(jī)構(gòu)IGS提供的或自己計(jì)算的GPS精密星歷和精密鐘差文件，以無電離層影響的載波相位和偽距組合觀測(cè)值為觀測(cè)資料，對(duì)測(cè)站的位置、接收機(jī)鐘差、對(duì)流層天頂延遲以及組合后的相位模糊度等參數(shù)進(jìn)行估計(jì)。用戶通過一臺(tái)含雙頻雙碼GPS接收機(jī)就可以實(shí)現(xiàn)在數(shù)千平方公里乃至全球范圍內(nèi)的高精度定位。它的特點(diǎn)在于各站的解算相互獨(dú)立，計(jì)算量遠(yuǎn)遠(yuǎn)小于一般的相對(duì)定位。PPP與雙差定位的主要區(qū)別在于，雙差定位時(shí)部分參數(shù)和誤差項(xiàng)通過站間和星間求差得以消除，而PPP必須采用精細(xì)的模型加以改正和用輔助參數(shù)進(jìn)行估計(jì)，比如衛(wèi)星天線相位中心偏差改正、固體潮改正、海洋負(fù)荷改正等。

目前，國(guó)內(nèi)外都對(duì)精密單點(diǎn)定位作了大量研究，武漢大學(xué)經(jīng)過數(shù)年對(duì)精密單點(diǎn)定位理論與方法的深入研究，在國(guó)內(nèi)率先成功研制了高精度的PPP數(shù)據(jù)處理軟件TriP。利用PPP進(jìn)行GPS數(shù)據(jù)處理，需在數(shù)據(jù)采集兩周后進(jìn)行，即需要在IGS網(wǎng)站上下載精密星歷數(shù)據(jù)后，才能進(jìn)行數(shù)據(jù)處理。

通過精密單點(diǎn)定位方法解算的GPS天線相位中心動(dòng)態(tài)坐標(biāo)數(shù)據(jù)，剔除系統(tǒng)誤差后可以達(dá)到同差分方法結(jié)果相當(dāng)?shù)木?。試?yàn)表明，精密單點(diǎn)定位技術(shù)完全可以應(yīng)用于無基站數(shù)碼航空攝影測(cè)量中。精密單點(diǎn)定位技術(shù)的發(fā)展取決于諸多方面共同作用，包括改善接收機(jī)性能、提高載波相位測(cè)量精度、健全大氣延遲改正模型等。1997年，有人基于前人的研究成果之上，結(jié)合自身的認(rèn)識(shí)提出利用高精度的GPS衛(wèi)星星歷與衛(wèi)星鐘鐘差，并確定了雙頻載波相位觀測(cè)值，運(yùn)用非差模型進(jìn)行精密單點(diǎn)定位的方法，其單天解的精度為水平方向±1cm，高程±2cm。

截止當(dāng)前，精密單點(diǎn)定位技術(shù)已廣泛且成熟應(yīng)用于大地測(cè)量中。同時(shí)全球范圍內(nèi)已有多數(shù)軟件成功具備了精密單點(diǎn)定位技術(shù)數(shù)據(jù)處理功能，如瑞士的BERNESE軟件、美國(guó)JPL的GIPSY軟件及德國(guó)GFZ的EPOS軟件等。其中GIPSY軟件與EPOS軟件在GPS衛(wèi)星軌道及鐘差參數(shù)計(jì)算、構(gòu)建IGS全球參考框架中得到有效應(yīng)用。調(diào)查研究發(fā)現(xiàn)，依托GIPSY軟件與EPOS軟件對(duì)GPS軌道參數(shù)進(jìn)行確定時(shí)，其精度能夠達(dá)到2～5cm；而對(duì)衛(wèi)星鐘差進(jìn)行確定時(shí)，其精度能夠達(dá)到0.1～0.2ns。值得注意的是測(cè)站靜態(tài)定位單天解重復(fù)性精度在水平方向應(yīng)達(dá)到毫米性，而高程方向應(yīng)達(dá)到厘米級(jí)。

3 精密單點(diǎn)定位技術(shù)在航道測(cè)量中的應(yīng)用

不得不說，精密單點(diǎn)定位技術(shù)是一種較為先進(jìn)的測(cè)量技術(shù)，在如今各個(gè)領(lǐng)域中都具有一定的應(yīng)用價(jià)值，通過應(yīng)用精密單點(diǎn)定位技術(shù)，能夠更好的滿足單點(diǎn)定位的要求，不僅僅能夠針對(duì)目標(biāo)進(jìn)行精準(zhǔn)定位，還能突破其時(shí)間的限制，以真正提高其測(cè)量技術(shù)水平，實(shí)現(xiàn)精準(zhǔn)的定位測(cè)量。就目前而言，在我國(guó)的航道測(cè)量中就具有較大的應(yīng)用。在實(shí)際進(jìn)行航道測(cè)量時(shí)，人們能夠利用這種技術(shù)實(shí)現(xiàn)航道測(cè)量的精準(zhǔn)測(cè)量，對(duì)于目標(biāo)物體進(jìn)行有效的定位，同時(shí)還能盡量縮小誤差，保證其測(cè)量結(jié)果的準(zhǔn)確度。由此可見，精密單點(diǎn)定位技術(shù)在航道測(cè)量中具有重要的意義。

而精密單點(diǎn)定位技術(shù)實(shí)際應(yīng)用的效果與其本身的優(yōu)勢(shì)也有關(guān)。在以往的航道測(cè)量過程中，大多工作人員都會(huì)選擇GPS單點(diǎn)定位技術(shù)，雖然在一定程度上能夠?qū)τ谀繕?biāo)物體進(jìn)行定位，但是這種傳統(tǒng)的GPS定位方式還是有一些缺陷，尤其在定位精度方面的問題比較突出，這種技術(shù)的應(yīng)用難以滿足實(shí)際航道測(cè)量的要求，為此，就需要加強(qiáng)先進(jìn)技術(shù)的創(chuàng)新應(yīng)用。而精密單點(diǎn)定位技術(shù)的應(yīng)用無疑給人們帶來了驚喜。這種技術(shù)主要依托的是高精度的GPS衛(wèi)星星歷以及衛(wèi)星種鐘差，與此同時(shí)，又運(yùn)用了多種誤差改正模型，在一定程度上能夠加強(qiáng)誤差的控制，進(jìn)而使得實(shí)際導(dǎo)航定位的精度也有所提高，因此，精密單點(diǎn)定位技術(shù)更值得人們進(jìn)行推廣應(yīng)用。

然而，就目前而言，雖然精密單點(diǎn)定位技術(shù)已經(jīng)得到了較為廣泛的應(yīng)用，但是由于一些不穩(wěn)定因素的影響，在實(shí)際應(yīng)用中還是會(huì)出現(xiàn)一些問題，尤其對(duì)于其定位精度會(huì)造成一些負(fù)面影響。而且精密的衛(wèi)星鐘差信息變化難以利用相關(guān)的模型進(jìn)行精確的擬合，這些問題都是在未來精密單點(diǎn)定位技術(shù)應(yīng)用過程中應(yīng)該注意的方面。在未來的發(fā)展階段，還需要有關(guān)研究人員能夠加強(qiáng)這方面的改進(jìn)，逐漸的完善精密單點(diǎn)定位技術(shù)，從而更好的促進(jìn)航道測(cè)量事業(yè)的發(fā)展。

4 結(jié)束語

隨著時(shí)代的不斷向前發(fā)展，人們的思想認(rèn)識(shí)水平也有了較大的提高，近幾年，對(duì)于先進(jìn)技術(shù)的需求就顯得極為迫切，越來越認(rèn)識(shí)到先進(jìn)技術(shù)的作用。在我國(guó)航道測(cè)量的過程中，同樣也需要先進(jìn)測(cè)量技術(shù)的支持，這樣才能取得更為精準(zhǔn)的測(cè)量結(jié)果，為人們提供更有價(jià)值的參考。而精密單點(diǎn)定位技術(shù)就是在此時(shí)代背景下誕生的先進(jìn)技術(shù)，這種技術(shù)的應(yīng)用往往具有良好的測(cè)量效果，能夠進(jìn)一步提高航道測(cè)量的準(zhǔn)確性以及精確性，進(jìn)而更好的幫助人們完成航道測(cè)量工作。

參考文獻(xiàn)

[1]趙元龍.精密單點(diǎn)定位技術(shù)在航道測(cè)量中應(yīng)用的初探[J].科學(xué)技術(shù)創(chuàng)新，2018（7）.

[2]魏小輝.基于實(shí)時(shí)精密單點(diǎn)定位的長(zhǎng)距離航道潮位控制方案[J].中國(guó)水運(yùn)，2018（6）.

[3]王健，費(fèi)鮮蕓.淺析精密單點(diǎn)定位技術(shù)在海洋控制測(cè)量中的應(yīng)用[J].價(jià)值工程，2017，36（19）：205-207.

[4]李圳，章傳銀，單瑞，et al.基于精密單點(diǎn)定位技術(shù)的遠(yuǎn)程GPS驗(yàn)潮[J].全球定位系統(tǒng)，2016，41（4）：53-58.