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20世纪80年代末期,GPS开始应用于极地大地测量学研究。近10年来,随着GNSS技术的日益完善,在南北两极得到了越来越广泛的应用。精密单点定位(PPP)技术因其作业高效、定位精度高、成本低等优势,成为目前GPS应用领域最为广泛的技术之一。南极作为地球动力学研究的热点地区,涉及冰川消融、冰后回弹、海平面变化等问题。于是,研究南极地区的GNSS精密定位具有特殊重要的意义。然而极地作为GNSS定位的特殊地区,不仅卫星覆盖显著区别于低纬度地区,而且定位环境也与低纬度地区有显著差别。基于此,本文结合南极地区相对于内陆的特殊性,对南极GNSS精密定位展开了一些分析探索,主要贡献包括:1.分析了南极地区GPS定位具有的与内陆地区不同的特性。与亚洲内陆(如武汉)相比,南极GNSS定位具有更多的可视卫星,因此其定位具有更高的空间位置精度,但同时由于南极上空缺少大高度角卫星,其高程精度与低纬度站相比较差。2.定量分析了中国北斗卫星导航系统对南极定位精度提高的重要意义。仿真结果表明,在南极地区,北斗与GPS组合定位的精度将比用单一GPS系统提高43%左右(以截止高度角15°为例)。3.基于南极地区实测机载动态数据和地面静态参考站的数据,分析了极地机载动态PPP的定位精度。结果表明,在南极地区,采用PPP技术可以获得亚分米级的机载动态定位精度。所以精密单点定位技术的发展,为长距离高精度的事后机载动态定位提供了新的途径。4.由于南极各站卫星高度角较低,对南极GPS定位中受低高度角卫星影响较大的对流层延迟进行了分析。通过使用实际气象数据的对流层改正模型,在同等截止高度角下提高了南极GPS定位精度;相应地,在保持同等定位精度要求的情况下,使用实际气象数据的对流层改正模型可以降低GPS数据的截止高度角,使其从常规的15°降低到5°。这样在南极地区,可以在不损失定位精度的前提下,利用更多的低高度角卫星的观测数据,增加观测冗余度,提高定位精度。5.分析了南极地区电离层延迟的变化情况及其二阶项延迟对南极GPS定位结果的影响。结果表明:南极地区的TEC日间波动频繁,其日间TEC最大值变化较中纬度地区剧烈;在南极地区夏季,电离层二阶项延迟对GPS定位结果的影响可达厘米级。另外,建立了区域电离层TEC模型RIM(Regional Ionosphere Model),对于南极地区来说,RIM的定位精度在一定程度上优于全球电离层模型GIM。