GNSS定位原理：SPP/PPP

一、坐标系

1.常用坐标系介绍

GPS：WGS84坐标系

中国：CGCS2000

2.站心空间直角坐标系（北东天）

用来直观感受东北天方向的定位误差

3.站心极坐标系

以 P0 点为中心的站心极坐标系定义如下：

• NPOE 平面为基准面；
• 极点位于 P0；
• 极轴为 N 轴；

▶ 百度地图、遥感影像直接提取的坐标属于哪个坐标系？

▶ GNSS 定位解算输出的坐标系是属于哪个坐标系？

CGCS2000是2000国家大地坐标系,属于地心大地坐标系统,该系统以ITRF 97 参考框架为基准,参考框架历元为2000.0。

二、伪距单点定位（SPP）

三、PPP

1. 定位原理与精度

• SPP（单点定位，Standalone Positioning）直接利用单台接收机观测到的伪距观测值，结合广播星历（卫星轨道和钟差的粗略参数）进行定位。
  • 精度：米级（通常 5-10 米，受电离层、对流层、卫星钟差等误差影响较大）。
  • 特点：无需额外数据，计算简单，实时性强（开机即可定位）。
• PPP（精密单点定位，Precise Point Positioning）利用单台接收机的伪距和载波相位观测值，结合高精度的卫星轨道、钟差产品（如 IGS 提供的精密星历），通过建模消除或削弱电离层、对流层等误差，同时解算载波相位的整周模糊度。
  • 精度：静态定位可达厘米级，动态定位可达分米级（取决于观测时间和环境）。
  • 特点：依赖外部精密数据，计算复杂，需要一定时间收敛（通常几分钟到几十分钟）。

2. 数据依赖与处理复杂度

• SPP
  • 仅需接收机自身观测数据 + 卫星广播星历（实时获取，精度低）。
  • 数据处理简单，无需解算整周模糊度，实时输出结果。
• PPP
  • 需接收机观测数据 + 高精度外部数据（精密星历、钟差、电离层模型等，通常来自 IGS 等机构，延迟或实时播发）。
  • 需处理载波相位整周模糊度、大气延迟等误差，算法复杂，需要更长时间的观测数据收敛到稳定精度。

伪距观测值P和载波相位观测值L分别表示为：