Page 94 - 《武汉大学学报（信息科学版）》2025年第10期
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第 50 卷第 10 期          曹  超等：PPP 相位模糊度 ILS 与 BIE 估计算法性能比较与分析                          2029


                                                    表 1 PPP-AR 解算策略
                                                   Table 1 PPP-AR Strategy
                                    参数                                            策略
                             浮点解算截止高度角/(°)                                          7
                            模糊度解算截止高度角/(°)                                         15
                                 数据采样率/s                                           30
                                卫星轨道与钟差                              德国地学研究中心快速精密轨道钟差产品
                             卫星硬件延迟校正产品                            德国地学研究中心快速绝对伪距与相位偏差产品
                                差分码偏差产品                                  中国科学院差分码偏差产品       [19]
                                                                                高度角定权
                                 观测值定权
                                                                        先验中误差：伪距 0.3 m、相位 3 mm
                          卫星与接收机天线相位中心改正                                         igs14.atx
                                 接收机坐标                                           白噪声
                                 接收机钟差                                           白噪声
                                 电离层延迟                                         IF 组合观测值
                                 对流层延迟                                   Sasstamoinen 模型+随机游走
                                 相位模糊度                                        常数（连续弧段）
                                 参数估计方法                                        Kalman 滤波


                3.2 收敛时间                                        高程分量上的收敛时间如图 4 所示。可以看出，
                    选 取 测 站 POAL（51.120°W，30.074°S）2022         相对于 IF-float，ILS-FAR、ILS-PAR 和 BIE 的收
                年 DOY 127 在 4 种模式下进行仿动态 PPP 解算，                 敛时间依次呈阶梯式下降。BIE 定位解平面分量
                其收敛过程及北向（north， N）、东向（east， E）、垂                的收敛时间在 4 种方案中为最短，平均收敛时间
                向（up， U）定位偏差如图 3 所示。为比较各模糊                      为 14.3 min（70% 分 位 数）、26.9 min（90% 分 位
                度解算方案在不同观测时段的性能，滤波按每 3 h                        数）；对比高程分量结果，在 70% 分位数下，ILS-
                重启一次。以 IGS 公布的测站单天解坐标为参                         FAR 与 ILS-PAR 的 收 敛 时 间 差 异 不 大 ，而 BIE
                考真值，当 PPP 定位结果的三维偏差绝对值连续                        则对收敛速度改善明显，在不同分位数下各天统
                10 min 均小于 10 cm 时，则认为滤波收敛。整体                   计值均为最小。ILS-FAR、ILS-PAR 与 BIE 这 3
                来看，在滤波每次重启后的收敛阶段，ILS-FAR                        种 PPP-AR 解高程分量的平均收敛时间依次为
                的 AR 成功率较低，在收敛时间上虽比 IF-float 方                  19.2  min、17.2  min、13.9  min（70% 分 位 数）与
                案略有缩短，但定位结果十分不稳定，跳跃现象                           34.9 min、30.6 min、26.6 min（90% 分位数）。
                出现频次较高。ILS-PAR 解相对 ILS-FAR 能进                       图 5 进一步给出了不同分位数下所有 100 个
                一步提高 AR 成功率，且平面和高程分量的收敛                         IGS 测站仿动态 PPP 平面和高程分量定位偏差
                时间均明显缩短，但受部分相位模糊度估值精度                           统计曲线，其计算过程如下：首先以第 1 个历元为

                较低及整数检验局限性的影响，其仍会发生 AR                          例，将该历元全部测站所有 3 h 时段 PPP 解取绝
                错误、定位解跳跃的现象。综合来看，BIE 的定位                        对值排序，然后取分位数所得，其他历元以此类
                结果是 4 种方案中最稳定的，在大部分的时段中                         推。在不同分位数下，平面和高程分量收敛时间

                收敛最快，并且定位解跳跃的散点相对 ILS-PAR                       及 对 应 每 次 重 启 2 h 后 的 定 位 偏 差 均 方 根（root
                更少。值得注意的是，3 时至 6 时时段各方案在约                       mean square， RMS）均 列 于 表 2。 结 果 表 明 ，在
                5 时 10 分后均逐渐出现发散；从观测数据看，5 时                     70% 分 位 数 下 ，BIE 相 比 IF-float 与 ILS-FAR 方
                10 分至 5 时 30 分时段 9 颗可见星中有 5 颗均处于                案在平面分量的收敛时间有显著改善，分别缩短
                低高度角区间（10.5°~26.4°）；5 时 30 分至 6 时时              67.1% 与 39.5%，而 相 比 ILS-PAR 解 略 有 提 升 ，
                段有 3 颗新星升起（高度角 7.1°~13.6°）、2 颗卫星                仅 缩 短 18.8%。 在 90% 分 位 数 下 ，ILS-PAR 比
                下降至截止高度角 7°以下，以上时段卫星可见数、                        IF-float、IF-FAR 方 案 分 别 缩 短 52.7%、38.8%，
                几何构形及信号质量均明显变差，各 PPP 解算方                        而 BIE 在 4 种 方 案 中 表 现 最 优 ，其 收 敛 时 间 比
                案均失效发散。该场景下可进一步通过多系统                            ILS-PAR 方 案 进 一 步 减 少 24.3%。 对 于 高 程 分
                观测值组合改善定位结果           ［20-21］ 。                 量，采用不同模糊度固定策略均能有效缩短定位
                    4 种解算方案的 PPP 仿动态解各天在平面和                     偏差收敛时间，其中 BIE 方案相比 ILS-PAR 解收
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