天硕如何实现精密单点定位（PPP）？

天硕导航技术团队  2023年4月24日

什么是PPP？

PPP全称为Precise Point Positioning，指精密单点定位。它是指服务端利用全球或区域基准站点，对卫星轨道、钟差、电离层延迟等进行实时估计，通过网络或卫星直接播发给终端用户，用户端利用单台GNSS接收机便可实现全球高精度绝对定位的技术。

传统的单点定位（SPP）采用测量伪距观测值（C/A码或P码）进行定位，一般只能达到米级甚至更差的精度，无法做到高精度定位。而精密单点定位技术，利用精密卫星轨道和精密卫星钟差改正，以及单台卫星接收机的非差分载波相位观测数据进行单点定位，可以获得厘米级的精度。与同样能实现厘米级高精度定位的RTK技术相比，PPP的主要优势体现在两个方面：一是使得用户端系统更加简化，不需要现场架设基站或者使用网络CORS服务；二是在定位精度上可保持全球一致性。

纵观发展，精密单点定位技术诞生于20世纪90年代，当时美国喷气推进实验室(JPL)在处理分析IGS(International GNSS Service)数据时，提出了这一技术，用于非核心IGS站的数据处理。该技术的思路如如下，在GNSS定位中，主要有3类误差来源，分别是轨道误差，卫星钟差和电离层延时。如果采用双频接收机，可以利用不同频率的观测值组合来对电离层的延迟进行改正。如果采用地心地固坐标系表示卫星轨道，计算的参考框架同为地心地固坐标系，可以消去观测方程中的地球自转参数。于是，只要给定卫星的轨道和精密钟差，采用精密的观测模型，就能像伪距一样，单站计算出接收机的精确位置、钟差、模糊度以及对流层延时参数。这为精密单点定位提供了坚实的技术基础。

PPP的精度

PPP的理论精度可以到达厘米级，但它需要花一段时间的收敛来达到这个精度。因此，我们将影响PPP的实际精度归类为以下几点因素：
     ■ 收敛时间
     ■ 卫星播发的校正数据的质量
     ■ 接收机周围环境，是否有遮挡以及多径效应等
     ■ 接收机的PPP算法


厘明（TAP）

基于精密单点定位的技术核心，天硕导航自主研发厘明（Tersus Advanced Positioning，简称TAP)的星基精密单点定位服务，它可以让用户在全球范围内实现厘米级高精度定位。使用厘明，GNSS流动站接收机不需要使用本地RTK基站或CORS，而是直接接收卫星播发的轨道误差、卫星钟差等差分改正信息。实事求是的说，厘明从根本上解决了无网络覆盖或网络覆盖极差区域，如海洋、沙漠、山区、高空等的厘米级高精定位需求，为这些区域提供了非常可靠的数据解决方案。


厘明的特点

那么作为天硕自主研发的星基精密单点定位服务，它具备什么样的特点呢：
     ■ 全球覆盖，只要有良好的视野就可以使用
     ■ 无需使用网络接收差分改正
     ■ 信号稳定性高，能保证全天24小时不间断传输
     ■ 有网络时，也可支持网络传输差分改正 
     ■ 可广泛应用于自动驾驶、精准农业、灾害监测等领域。


厘明的参数

下面是一些厘明的具体参数，希望能够为您提供更多的技术参考。
     ■ 支持的卫星系统: GPS, GLONASS,BeiDou, Galileo
     ■ 定位精度 (RMS):＜5cm
     ■ 收敛时间: 15分钟
     ■ 覆盖范围: 全球
     ■ 信号稳定性: 99.99%

事物皆有两面性，PPP作为可靠解决方案的同时，也存在着一定的局限性。例如收敛时间较长。近年来，PPP-RTK技术也在快速发展，PPP-RTK技术是PPP与RTK的结合，它不仅吸收了RTK与PPP的优点，还克服了传统RTK技术互联网无线通信的局限以及PPP收敛时间过长的短板，在实际应用中同时具备二者的优势，可做到在世界范围内提供快速收敛的高精度定位服务。期待未来我们致力于提供更高效的应用解决方案。