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基于GAMP的實時PPP軟件實現及性能分析

2022年電子技術應用第2期

劉亞1，2，何文濤1，3，張潔1，2

1.中國科學院微電子研究所，北京100029；2.中國科學院大學，北京100049； 3.杭州中科微電子有限公司，浙江杭州310053

摘要： 針對GAMP精密單點定位解算軟件現階段無法進行實時定位解算的問題，分析和研究了軟件中事后精密單點定位算法的原理和流程，對比實時及事后精密單點定位數據來源和處理方式的不同，結合現有的實時數據處理軟件的處理方式，在GAMP的基礎上增加了實時數據流接收及預處理模塊，同時將衛星精密軌道及鐘差的來源從事后精密星歷文件轉向廣播星歷結合實時改正數的方式。分別通過網絡接收四測站衛星觀測數據以及UBLOX-F9T模塊接收數據進行實時精密單點定位可以發現，靜態實時精密單點定位精度可達厘米級，動態可達分米級，滿足了實時定位解算需求。

關鍵詞： 實時PPP 實時數據流 NTRIP協議 UBLOX協議組合SSR

中圖分類號： TN961；TP311
文獻標識碼： A
DOI：10.16157/j.issn.0258-7998.211514
中文引用格式： 劉亞，何文濤，張潔. 基于GAMP的實時PPP軟件實現及性能分析[J].電子技術應用，2022，48(2)：55-59，64.
英文引用格式： Liu Ya，He Wentao，Zhang Jie. Implementation and performance analysis of real time PPP software based on GAMP[J]. Application of Electronic Technique，2022，48(2)：55-59，64.

Implementation and performance analysis of real time PPP software based on GAMP

Liu Ya1，2，He Wentao1，3，Zhang Jie1，2

1.Institute of Microelectronics of Chinese Academy of Science，Beijing 100029，China； 2.University of Chinese Academy of Sciences，Beijing 100049，China； 3.Hangzhou Zhongke Microelectronics Co.，Ltd.，Hangzhou 310053，China

Abstract： Aiming at the problem that GAMP software lacks the function of real-time precise point positioning at this stage, this paper analyzes and studies the principle and process of the post precise point positioning algorithm in the software, compares the different data sources and processing methods of the real-time and post precise point positioning, and combines with the processing method of existing real-time data processing software. On the basis of GAMP, a real-time data stream receiving and preprocessing module is added. At the same time, the source of satellite precise orbit and clock bias changes from post precise ephemeris file to broadcast ephemeris combined with real-time corrections. Through the real-time precise point positioning experiment of four stations and UBLOX-F9T module, it can be found that the static real-time precision point positioning accuracy can reach centimeter level and the dynamic accuracy can reach decimeter level, which meets the needs of real-time precise point positioning.

Key words : real-time PPP；real-time data stream；NTRIP protocol；UBLOX protocol；combined SSR

0 引言

精密單點定位(Precise Point Positioning，PPP)利用衛星觀測及導航數據，事后精密星歷等可在全球范圍內實現高精度定位^[1]，相較于實時動態(Real-Time Kinematic，RTK)技術^[2]擺脫了參考站的束縛，可以適用于更多的測量環境。

目前事后PPP在函數模型以及定位解算策略上都比較成熟，不過對于PPP實時化應用卻顯得不太穩定。現如今精密單點定位應用在各個領域，包括衛星定位、地震監測、大氣誤差反演及空間環境探測等^[3]。對于大部分領域的應用，PPP的實時化必不可少，而限制實時PPP性能最主要的原因就來自于精密星歷。

2007年國際全球導航衛星系統(Global Navigation Satellite System，GNSS)服務組織(International GNSS Service，IGS)啟動了實時項目(IGS Real-Time Pilot Project，IGS-RTPP），2013年4月1日起利用全球實時跟蹤網采集的GNSS數據，實時估計軌道及鐘差改正數以空間狀態表示(State Space Representation，SSR)形式，通過國際海運事業無線電技術委員會標準協議(Radio Technical Commission for Maritime services，RTCM)編碼，基于RTCM網絡傳輸協議(Network Transport of RTCM via the Internet Protocol，NTRIP)向全球用戶播發^[4]。對于實時PPP，可以通過廣播星歷結合SSR改正獲得實時精密星歷來進行高精度定位解算^[5]。目前已有的處理實時PPP軟件有RTKLIB^[6]和BNC^[7]等，不過在PPP處理策略或配置選擇上沒有GAMP軟件豐富，但是GAMP是事后PPP處理軟件，所以本文在GAMP軟件的基礎上增加了實時數據接收及處理模塊，完成了實時PPP軟件的搭建，驗證了其處理實時數據及實時PPP定位解算的功能。

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作者信息：

劉亞1，2，何文濤1，3，張潔1，2

(1.中國科學院微電子研究所，北京100029；2.中國科學院大學，北京100049；

3.杭州中科微電子有限公司，浙江杭州310053)

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