GNSS差分的单差、双差和三差

为了确定两台或多台相对定位接收机间实际基线向量，必须尽可能地削弱这些误差。幸运的是，一些内在偏差可以通过接收机间同步观测来消除，这个过程被称为差分。尽管每差分一次都会使噪声增加2倍，但通常商品数据处理软件都采用伪距和载波相位测量差分技术。

差分分为单差（一次差）、双差（二次差）和三差（三次差）三种类型。单差包括接收机间单差和卫星间单差两类。两者均要求接收机同时间观测相同的卫星。

接收机间单差

接收机间单差即两台接收机观测同一颗卫星，见图1所示。

接收机间单差可以削弱偏差的影响，但不能消除偏见。由于两台接收机同时观测相同的卫星，在第一台和第二台接收机卫之间对星钟偏差（dt）求差，显然Δdt为零。此外，与站星（测站和卫星）间距离（GPS卫星距地面2万公里高）相比，接收机间基线一般很短，大气偏差和轨道误差，即星历误差，两台接收机记录很相似（近似相同）。这种相关性随着基线长度的增加而明显降低。一般来说，10公里左右基线，由于这种相关性，载波相位定位的精度可以达到厘米级，而米级精度的伪距定位，基线可达几百公里。

接收机间单差观测值通过相减能提供较好的位置估值，即每台接收机的观测方程与另一个差分。例如，如果一台接收机安置在位置已知的控制点（基准站），那么它位置误差的大小是已知的。因此，通过找出基准站和流动站之间偏差的差异，基线另一端位置（流动站）误差可以被估计。生成差分修正，通过降低偏差量级来减少未知点的三维位置误差。一般通过误差相关性和随之而来的降低误差量级的能力来区分相对定位和单点定位主要。

星间单差

星间单差即一台接收机同时观测两颗GPS卫星，其中一颗卫星的码或相位观测值、码观测值和相位观测值与另一颗卫星的求差，见图2所示。

卫星间数据求差可以消除接收机钟差，因为只牵涉一个问题，两颗卫星的信号经由大气延迟影响后又几乎相同到达接收机，因此，电离层和对流层延迟影响被削弱。然而，与接收机间单差不同的是，卫星间单差并不能获得精度较好地接收机位置估值。

实际上，接收机最终位置并不比单点定位精度好。

接收机卫星间双差

当这两种类型的单差再进行组合时，其结果被称为双差。双差可以描述为先在接收机间做单差，再在卫星和接收机间做单差。通过星间单差组合后，再与接收机做单差不能进一步提高位置精度。这种组合完全消除了钟差，即卫星和接收机钟差，见图3所示，为此，星间单差仍然有用。双差消除了接收机钟差，使得从其他来误差源中将接收机钟差分离成为可能。这种误差分离提高了载波相位观测方程中整周模糊度（N）的估计效率。换言之，减少了所有非整数偏差，提高了最终精确位置的计算效率。

接收机卫星和历元间三差

三差是对两个不同历元的双差再求差。三差还有其他的名称。它也被称为接收机-卫星-历元三次差分和历元差分，见图3所示。三差法是很好的预处理步骤，因为它可以探测和修复周跳。

来源：测绘科学与生态环境百家号

https://mp.weixin.qq.com/s/7ct6Ju7XnDLa-AyKYIugYg

转自：“测绘学术资讯”微信公众号

如有侵权，请联系本站删除！