以下文章来源于卫星导航国际期刊 ，作者张文皓
标题：单历元GNSS PPP-RTK的完好性监测流程
作者：张文皓*，王金岭
主题词：完好性监测; 精密单点定位; 多系统; 模糊度固定; 单历元定位
Integrity monitoring scheme for single-epoch GNSS PPP-RTK positioning
Wenhao Zhang* and Jinling Wang
Satellite Navigation (2023) 4: 10
引用文章:
Zhang, W. H., Wang, J. L. Integrity monitoring scheme for single-epoch GNSS PPP-RTK positioning. Satell Navig 4, 10(2023). https://doi.org/10.1186/s43020-023-00099-1
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https://satellite-navigation.springeropen.com/articles/10.1186/s43020-023-00099-1
本文亮点
1.本文基于标准多假设解分离高级接收机自主完好性监测算法，提出了在基于单历元框架下的PPP-RTK相关完好性监测算法流程，用以避免在PPP里面由于载波相位需要使用多个历元观测值而产生的各种困难。这种单历元框架不仅可以被应用在真实单历元的高精度定位上，同时也可以由传统的多历元解提取出模糊度固定信息构造伪单历元观测结果用来进行完好性监测。
2.本文通过了基于卫星位置的高度角剔除理想条件下的模拟实验，验证了全球范围内不同PPP模型可能达到的可用性条件。同时通过实际的动态数据，验证了真实情况下的基于提出的方法计算出的保护等级的量级。
内容简介
随着地面和空中的无人驾驶交通工具对高精度自主导航的需求不断增加，精密单点定位（PPP）的完好性监测方法已成为一项重要需求。然而，在高精度全球导航卫星系统（GNSS）定位的完好性监测方法中仍然存在许多困难。其中一个最主要的困难是由于在PPP中使用了多个历时的观测值。使用这些多个历元的观测值会随着时间过程增加出错的概率，于此同时还会引入时间相关的偏差和噪声。本文在标准多假设解分离（MHSS）高级接收机自主完好性监测（ARAIM）算法的基础上，讨论了基于伪距的基线ARAIM方法在基于实时运动学（RTK）网络（PPP-RTK）框架的单历时PPP上的可行性，用以克服这些困难。
本研究分析了使用了这种方法的模拟结果。由PPP-WAR模型估计的保护等级加上区域大气改正可以达到米级，而由PPP-AR模型和PPP-RTK模型估计的保护等级通常为米级以下。在水平方向告警极限设定为1.5米的情况下，PPP-WAR加上区域大气改正、PPP-AR和PPP-RTK的全球可用性在理想条件下覆盖率超过99.9%，分别可以达到92.6%、99.4%和99.7%。同时实时动态数据结果也表明，基于单历元PPP-RTK框架的方法可以达到较高的可用性，并为估算保护等级提供一个严格的界限。这也显示了该方法在未来自主导航中的潜力。
图文导读
I 提出的完好性监测流程
为了便于常规的PPP相关模型使用这种单历元的完好性监测，本文提出了一种由传统的多历元解提取出模糊度固定信息构造伪单历元观测结果的流程。
图 1 将传统PPP模型转换成单历元模型进行完好性监测的流程。
II 全球范围的模拟结果
本文计算了单点定位、PPP-WAR、PPP-WAR加上区域大气改正、PPP-AR和PPP-RTK的理想情况下全球模拟情况。其中单点定位和PPP-WAR告警极限采用的是LPV-200标准，PPP-WAR加上区域大气改正、PPP-AR和PPP-RTK模型告警极限设定为水平方向1.5米。
(a)
(b)
图 2 单点定位和PPP-WAR的保护等级和可用性比较。（a）99.9%分位数的保护等级。单点定位（左栏）和PPP-WAR（右栏）的结果比较。（b）可用性大于99.9%的区域。单点定位（左栏）和PPP-WAR（右栏）的结果比较。
图 3 PPP-WAR加上区域大气改正的保护等级（左栏）和可用性（右栏）。
(a)
(b)
图 4 PPP-AR和PPP-RTK的保护等级和可用性比较。（a）99.9%分位数的保护等级。PPP-AR（左栏）和PPP-RTK（右栏）的结果比较。（b）可用性大于99.9%的区域。PPP-AR（左栏）和PPP-RTK（右栏）的结果比较。
III 真实动态数据的分析结果
本文基于真实动态数据，分析了PPP-WAR加上区域大气改正、PPP-AR和PPP-RTK的真实动态数据结果。由PPP-WAR模型加上区域大气校正估计出来的水平方向上的保护等级可以达到几米。由PPP-AR模型估计出来的水平方向的保护等级在一米的量级，而由PPP-RTK模型估计出来的水平方向的保护等级可以达到亚米级别。
(a)
(b)
(c)
图 5 三组动态数据的结果保护等级和定位结果。PPP-WAR加上区域大气改正（左栏）、PPP-AR（中栏）和PPP-RTK（右栏）的结果比较。
IV 模糊度错误固定很小的情况下对保护等级影响分析结果
在前面的假设中，错误的模糊度固定的风险是被忽略了的，因此，在单历元PPP-RTK的完好性监测案例研究中，模糊度错误固定风险概率很小并被当做未监测的风险也进行了分析。
(a)
(b)
图 6 考虑小概率模糊度错误固定风险对保护等级的影响。（a）完好性风险为10-7而错误固定概率为10-8的情况。（b）完好性风险为10-6而错误固定概率为10-7的情况。PPP-WAR加上区域大气改正（左栏）、PPP-AR（中栏）和PPP-RTK（右栏）的结果比较。
作者简介
张文皓 博士
本文第一和通讯作者
澳大利亚新南威尔士大学(UNSW)
▍作者简介
本文作者毕业于澳大利亚新南威尔士大学(UNSW)并获得博士学位，导师为王金岭教授。作者的主要研究方向为精密单点定位相关技术，包括周跳修复、区域大气增强、完好性监测等。
转自：“测绘学术资讯”微信公众号
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