精密单点定位技术最早于1997年由美国喷气推动实验室提出,该技术融合了标准单点定位技术和广域差分技术,改变了以往只有双差定位模式才能达到高精度定位的现状,是GNSS定位技术中继RTK/网络RTK技术后的又一次技术革命。与传统相对定位相比,精密单点定位技术仅需单台双频GNSS接收机作业,无需基站辅助,不受设站距离限制,作业成本相对低廉,且在全球范围直接获得与轨道基准一致的国际地球参考框架下的高精度绝对坐标。该技术为大范围、长距离高精度的动态定位提供了新的解决办法,广泛应用于全球与区域高精度坐标框架维持、低轨卫星精密定轨、地球板块运动监测与动力学研究、GNSS气象学中高动态水汽监测、GNSS地震学等诸多地学研究与工程应用领域。
精密单点定位的基本原理是采用一台GNSS接收机的双频码和载波相位观测值,利用国际GNSS服务(International GNSS Service,IGS)或国内iGMAS各分析中心提供或自身解算的精密轨道和包含卫星端码硬件延迟偏差的精密钟差等产品,经过精化的误差模型改正后进行单站绝对定位(见图)。
具体过程主要分为三步:①数据预处理,主要包括粗差的剔除、周跳探测及修复、使用载波相位对伪距进行平滑、粗略计算接收机坐标位置以及对整周未知数的初始化等。②各项误差的改正,分别针对与坐标系有关误差、与卫星有关误差、与信号传播有关误差以及与测站有关的误差等进行改正。③参数估计,待估参数主要包括测站接收机的三维坐标和GNSS系统时间差等。