低成本高精度GNSS PPK在无人机上的应用

杨 光，龚志辉，蓝朝桢，金庆雄，谢丽敏

信息工程大学地理空间信息学院，河南 郑州，450001

1 引 言

目前，全球导航卫星系统(GNSS)的定位精度已经达到厘米级，差分定位技术被广泛应用于高精度定位中[1]。但是包括基准站和移动站在内的一整套差分GNSS系统不仅价格昂贵而且体积、质量大，在很多领域的应用受到限制。大多数微小型无人机由于载荷限制，通常不能搭载测量级GNSS设备，为了降低硬件成本只搭载轻型单频GNSS接收机。利用这种单频接收机单点定位的误差在10m以上，而且考虑到飞机飞行速度大，定位精度进一步下降。

单频GNSS接收机较之双频定位性能差，主要是因为电离层延时误差所引起[2]。但是在短基线(30km内)的情况下，这种误差影响不大。微小型无人机作业范围通常不超过30km，因此，单频接收机完全可以实现高精度的定位。国内外学者利用这种单频接收机进行了大量试验，在良好的试验条件下，已经达到厘米级静态定位精度，但是稳定性很差[3，4]。鉴于此，本文提出一种融合BDS/GPS的定位算法，实现单频GNSS接收机稳定和高精度定位。若将无人机载移动站和地面基准站记录的原始观测数据进行离线动态后处理(post processing kinematic，PPK)解算，将为无人机提供更加精准的位置信息，尤其是在航空摄影测量中，能够为空中三角测量提供更高精度的外方位元素初始值，在定位精度足够高的情况下，将会极大减少地面控制点的数量，甚至可以实现直接地理定位。

2 差分GNSS测量原理

PPK技术是一种与RTK相对应的定位技术，这是一种利用载波相位观测值进行事后处理的动态相对定位技术[5]。……