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精密单点定位(Precise Point Positioning,PPP)技术经过二十余年的研究与应用,其理论基础研究取得了丰富的成果。但是单一卫星系统PPP具有相对较长的参数估计收敛时间、相对较低的定位精度以及相对较差的可靠性等问题,制约了PPP技术在高精度、高可靠性需求用户中的广泛应用。PPP模糊度固定技术以及多频多系统(GPS/GLONASS/BDS/Galileo)观测数据的加入,可以有效解决PPP定位收敛时间过长以及精度和稳定性偏低的问题。由于接收机和卫星端相位偏差的存在,如何消除或者估计不足一周的相位小数偏差(Fractional Cycle Bias,FCB)成为实现PPP模糊度固定解的关键之一。多频多系统观测数据为PPP参数估计提供了更多的观测信息,增加了平差系统的冗余度,为提高定位精度和可靠性提供了条件,因此多频多系统组合PPP的模糊度固定也成为实现快速高精度定位的关键问题。此外,基于不断改进的PPP算法,利用PPP技术进行电离层延迟、接收机和卫星差分码偏差(Differential Code Bias,DCB)的估计与建模也成为主要研究内容。本文围绕着PPP模糊度固定技术,主要进行了如下研究:(1)相位小数偏差的估计;(2)单系统及多频多系统模糊度固定研究;(3)顾及接收机码偏差的非组合PPP模型研究;(4)利用模糊度固定技术进行电离层延迟和卫星DCB的估计与建模。本文的主要研究成果和贡献如下:(1)从理论公式和实验结果两方面验证了不同PPP模型估计FCB产品的等价性。首先,通过分析消电离层组合PPP(Ionospheric-free PPP,IF-PPP)模型、无电离层约束的非组合PPP(Unconstrainted and Uncombined PPP,UU-PPP)模型和附加电离层约束的PPP(Ionosphere Constrained uncombined PPP,IC-PPP)模型的差异,揭示了不同PPP模型进行相位偏差FCB估计的理论等价性;分析了消电离层组合模糊度与非组合模糊度实数解恢复整数特性的方法,详细描述了组合PPP模型和非组合PPP模型估计FCB产品的数据处理流程,采用IGS全球分布的监测站一个月的数据,基于IF-PPP、UU-PPP和IC-PPP模型分别估计了FCB,并从验后残差和历元间单差进行FCB估计精度的评估;从理论和实验上验证了卫星端FCB结果具有等价转换关系。(2)从理论和实验两方面证明了IF-PPP、UU-PPP和IC-PPP三种模型固定解的定位精度相当,且当附加高精度的电离层延迟改正信息时可以明显减少收敛时间。从定位精度、收敛时间和模糊度固定成功率方面,验证分析了IF-PPP、UU-PPP和IC-PPP三种PPP模型模糊度实数解和固定解的性能。利用三种PPP模型估计的FCB结果以及IGS的精密卫星轨道和钟差产品,采用静态PPP模式处理了大量的IGS测站数据,获得不同PPP模型的浮点解和固定解,证明了三种PPP模型固定解的定位精度相当。(3)建立了三频GNSS观测数据非组合PPP和FCB估计模型。利用非组合PPP模型在处理多频GNSS数据上的优势,将双频非组合PPP模型扩展到三频非组合PPP模型,并详细分析了采用双频观测值估计的卫星钟差产品在第三频率观测方程中产生的频间偏差,建立基于双频精密卫星轨道钟差产品的三频非组合PPP模型,构建了相应的三频FCB的估计方法,采用MGEX监测网中BDS和Galileo三频观测数据,验证了三频FCB的估计精度以及三频PPP模糊度固定解的精度。(4)构建了顾及系统间偏差的多系统组合PPP定位数学模型,验证了多系统组合PPP模型的模糊度固定性能。顾及多系统融合定位的系统间偏差参数,讨论了不同系统之间由于坐标和时间基准不同造成的兼容性问题;分析了系统间偏差参数特性及其变化规律,为多系统融合PPP的参数估计随机模型精化提供了支撑;利用白噪声随机模型进行系统间偏差估计,分析了不同系统的系统间偏差单天和多天的时间序列,并比较了不同接收机类型之间的差异,为系统间偏差的稳定性求解奠定了基础;最后利用MGEX观测网中GPS、BDS和Galileo观测数据,验证了多系统FCB的估计精度及多系统PPP模糊度固定解的精度。(5)提出了顾及接收机码偏差的非组合PPP模型,构建了相应模糊度固定算法。大量测站算例结果表明,部分接收机的码偏差在短时间内剧烈变化,严重影响了定位精度以及模糊度固定的效果;针对接收机码偏差变化剧烈情况,提出顾及接收机载波钟差和伪距码偏差参数的非组合PPP模型。计算分析表明,顾及接收机码偏差的非组合PPP模型显著提高了测站定位结果的稳定性并减少了收敛时间。(6)提出了利用非组合PPP模糊度固定解估计电离层延迟的方法。由于非组合PPP模型可以直接估计高精度的电离层延迟参数,于是利用非组合PPP的模糊度固定解,可同时提高位置、电离层延迟及其他参数的估计精度。利用固定解估计的电离层延迟,进行了电离层延迟全球建模以及卫星DCB的估计,实验计算表明,估计的DCB参数精度得到显著提升。