探究PPP-AR在轨道交通控制网中的应用

周敬平

（1.青海省自然资源遥感中心，青海 西宁 810001）

轨道交通首级控制网CP0基线长度超过50 km，一般的商业GNSS基线处理软件无法处理，因此均采用GAMIT/GlOBK、Bernese等高精度GNSS解算软件[1-3]。众所周知，GNSS载波相位观测值具有比伪距更高的精度，通常可以达到mm级。然而，未知模糊度的存在使得载波相位无法直接用于高精度单点定位（PPP）解算[4]。模糊度固定方法（AR）可以获得整周模糊度的具体数值，就可以通过载波相位构建出mm级的距离观测值，从而瞬间实现优于cm级的可靠定位。葛茂荣[5]2008年首次提出PPPAR方法，之后众多国内外学者对其进行了深入研究，2019-03-21武汉大学耿江辉教授发布开源软件PRIDE-PPPAR，该软件用于精密单点定位及模糊度 固定[4,6]。

本文基于PRIDE-PPPAR软件，与成熟的GAMIT/GLOBK软件对比，验证PPP-AR算法在实际工程应用中的定位精度，探究PPP在轨道交通控制测量中应用的可能性。

1 数据采集与处理

1.1 数据采集过程

本次收集实际项目外业观测控制点共计4个，点位如图1所示。其中，7461、7462位于浙江省舟山市，属于国家C级GPS控制点；A008位于宁波市，是国家B级GPS控制点，点位坐标所列表1；CP01为待求高铁框架控制网点，是甬舟铁路一号控制点。按照《高速铁路工程测量规范》[5]高铁一等GPS测量控制网要求，采用4台Trimble R10接收机采取静态连续观测72 h。图1右侧展示了R10接收机观测模式，以及天线高测量方法。

图1 观测点分布、R10静态测量天线高量取方式

1.2 数据解算

数据处理采用两种模式，即双差定位（GAMIT/GLOBK）和精密单点定位（PRIDE-PPPAR）。软件解算均采用IGB08精密星历，天线高都归算到相位中心高。GAMIT基线解算联合中国周边的17个IGS测站（aira、artu、bako、bjfs、daej、guam、hyde、iisc、kit3、lhaz、nril、ntus、pimo、pol2、shao、urum、yakt）参与解算，然后用GLOBK约束到ITRF2008坐标框架下。PRIDE PPP-AR采用IGS数据中心之一的瑞士伯尼尔大学的欧洲定轨中心（CODE）提供的精密星历和钟差产品。表1列出两个软件数据处理 过程。

表1 GAMIT/GLOBK和PRIDE PPP-AR数据处理流程

2 结果对比分析

根据上文介绍数据处理策略，运用GAMIT/GLOBK软件解算后的NRMS平均值为0.186，满足基线解算要求；表2显示了基线解算结果统计情况，最弱边相对精度为1/2 504 960，满足规范要求，表3显示了GLOBK网平差的结果。表4显示了PRIDE PPP-AR软件解算结果，最后两列显示解算过程中全部模糊度的固定率[7-8]。

表2 GAMIT基线解算结果统计

表3 GLOBK网平差后ITRF08框架空间直角坐标及精度

表4 PRIDE PPP-AR软件解算结果统计

对比表3、4所显示的同一点不同软件定位的结果，发现最大差距在3 cm，最小0.07 cm，统计两者结果差异平均在1 cm左右。查看表4中的 PRIDE PPP-AR数据解算中的模糊度固定比值，存在一些数值偏小（宽巷模糊度固定率在80%以上），分析原因可能是差分码偏差DCB文件有关[9-10]，具体原由还需要更详细深入分析PPP-AR算法。

3 结 论

由于精密单点定位技术只需要采用单台接收机，就可以获得高精度位置，而且解算的时候不需引入其他测站做约束，因此有极大的工程应用潜力，但因为模糊度固定困难，制约着PPP推广应用。本文在实际轨道交通控制网数据解算中引入最新的精密单点定位模糊度固定软件PRIDE PPP-AR，探索PPP-AR技术在工程运用中的可能性。实际解算结果显示，PRIDE PPP-AR解算内符合精度较高，但是相比GAMIT/GLOBK软件解算绝对坐标总体存在1 cm左右偏差，解算的宽巷、窄巷固定率还有待提高。