GPS與生俱來就有標(biāo)準(zhǔn)定位服務(wù)（SPS）和精密定位服務(wù)（PPS）之分。而且形成了經(jīng)緯分明的市場，主要表現(xiàn)是在單頻和雙頻，或者多頻接收機(jī)之分。前者已經(jīng)在各類車輛和智能手機(jī)領(lǐng)域形成龐大市場，而后者只是個(gè)小眾市場。GPS就是整個(gè)GNSS市場的縮影。從終端的規(guī)模而言，高精度專業(yè)市場僅僅占GNSS終端總量的不足0.5%。這個(gè)局面可能很快會(huì)改變，出路在高精度大眾化應(yīng)用。
米級(jí)定位精度對(duì)于許多應(yīng)用，或者說是大多數(shù)應(yīng)用來說已經(jīng)足夠。但是，GNSS有很多用途，例如機(jī)械控制、監(jiān)測調(diào)查和其他一些科學(xué)研究任務(wù)，往往需要其定位精度優(yōu)于10厘米，甚至1厘米。單獨(dú)的偽距碼定位無法獲得這種水平的精度，高精度實(shí)現(xiàn)一定需要使用載波相位測量，這種測量比偽距碼測量精確得多，但是它們存在整周模糊度問題，因此必須實(shí)現(xiàn)這種模糊度的估計(jì)，才可能解析出正確的相位整周數(shù)值，因此往往需要用時(shí)間去換精度。
傳統(tǒng)的相位測量（通常為雙頻），一般是由移動(dòng)的用戶接收機(jī)與作為參考接收機(jī)測的相位數(shù)據(jù)，進(jìn)行組合運(yùn)算，才能獲得非常精準(zhǔn)的位置。如果利用某種無線電電路，實(shí)時(shí)將參考接收機(jī)的數(shù)據(jù)實(shí)時(shí)傳送給移動(dòng)接收機(jī)，完成數(shù)據(jù)計(jì)算，這種計(jì)算稱為實(shí)時(shí)動(dòng)態(tài)測量，或者稱為RTK。RTK定位的缺點(diǎn)，是必須要有參考站這樣的基礎(chǔ)設(shè)施，還包括無線電數(shù)據(jù)鏈（例如移動(dòng)電話通信），以獲得實(shí)時(shí)結(jié)果。還有另外方式可以實(shí)現(xiàn)載波相位定位嗎？這就是PPP。PPP是在初始化的偽距碼測量基礎(chǔ)上，使用更為精確的相位測量。在這種情況下，至少使用了用戶接收機(jī)的兩個(gè)頻率的載波相位測量，結(jié)合來自于全球網(wǎng)絡(luò)提供的精密衛(wèi)星軌道和時(shí)鐘數(shù)據(jù)，其最終水平定位精度將為10厘米，或更好的。
差不多在十年前，有人就提出PPP的性能最優(yōu)化及其局限性。最主要的問題是其初始化時(shí)間太長，往往要數(shù)十分鐘。而且，在縮短初始化時(shí)間方面的研究開發(fā)結(jié)果進(jìn)展一直不大。近期，傳統(tǒng)PPP的初始化收斂時(shí)間的問題上，在多方面實(shí)現(xiàn)某些突破。這就是：一是從GNSS多個(gè)星座的測量進(jìn)行整合，實(shí)現(xiàn)了從GPS PPP到GNSS PPP的過渡；二是在PPP用戶算法中解決載波相位模糊度問題，著力提高位置精度和解決穩(wěn)定性，但最重要的是努力減少初始收斂時(shí)間周期；三是利用先驗(yàn)信息來減少初始收斂時(shí)間周期和再收斂周期，并提高解的穩(wěn)定性，盡可能利用可用的GNSS誤差建模方法；四是通過PPP的多種多樣的增強(qiáng)，來縮短初始化周期的同時(shí)，探討用多星座單頻，或者低成本雙頻，利用智能手機(jī)這樣的終端，通過高精度算法實(shí)現(xiàn)PPP方法所能夠取得的結(jié)果和工作穩(wěn)定性。
GNSS測量處理的PPP方法，其設(shè)計(jì)的初衷是通過消除對(duì)網(wǎng)絡(luò)基線處理的需求，大大減少在大型的大地測量接收機(jī)網(wǎng)的計(jì)算負(fù)擔(dān)。該技術(shù)已經(jīng)開發(fā)應(yīng)用于大地基礎(chǔ)設(shè)施稀少，包括缺少GNSS參考站的地區(qū)，或者區(qū)域的許多應(yīng)用。關(guān)系PPP特征應(yīng)用，涉及應(yīng)用精密定位的單接收機(jī)，和各種各樣的附加增強(qiáng)，可以消除，或者減少求解的初始化和重新初始化時(shí)間，達(dá)到接近類似RTK級(jí)別的水平。
但是，PPP到底是什么？這個(gè)問題可以從多個(gè)角度來解決。從理論的角度來看，推動(dòng)力來自于性能最大化，這就是在多個(gè)小時(shí)內(nèi)達(dá)到毫米級(jí)的靜態(tài)定位，和在幾分鐘之間實(shí)現(xiàn)幾厘米級(jí)的動(dòng)態(tài)定位。由此可見，以任何方式來增強(qiáng)PPP是必要的。毫無疑問，視在的單接收機(jī)定位，或真正的廣域增強(qiáng)，從性能最大化的科學(xué)解釋來說，均不需要本地，或者區(qū)域參考站。就工程問題來看，我們可以以少求多，即用超低價(jià)硬件實(shí)現(xiàn)分米級(jí)定位，或者以低成本硬件實(shí)現(xiàn)厘米級(jí)定位。而從實(shí)踐或者商業(yè)運(yùn)作來看，極大的興趣是對(duì)演進(jìn)的PPP方法實(shí)現(xiàn)有效和高效應(yīng)用，將該技術(shù)真正用起來。
在服務(wù)提供者而言，無論是全球性或區(qū)域性，公眾或商業(yè)，具有明顯的驅(qū)動(dòng)力以提供增強(qiáng)的改正產(chǎn)品，但是由星座擁有者跟蹤至區(qū)域與地面增強(qiáng)的整個(gè)服務(wù)譜系的線條是模糊的。全球商務(wù)提供者，無論有沒有區(qū)域增強(qiáng)，都可以提供類似的服務(wù)。關(guān)鍵是提供多星座GNSS狀態(tài)的空間改正數(shù)，包括衛(wèi)星軌道、衛(wèi)星時(shí)鐘、衛(wèi)星設(shè)備時(shí)延（相位分?jǐn)?shù)偏差）、天頂電離層時(shí)延、天頂對(duì)流層時(shí)延，而且在合理的成本范圍和所需的定位性能條件下，給用戶以足夠的時(shí)間和空間分辨率的改正數(shù)據(jù)，從而收取特定市場可以承擔(dān)的改正數(shù)訂閱費(fèi)。
鑒于上述的這些改正產(chǎn)品，PPP用戶，有更大的能力來訪問定位性能水平廣泛陣列的各種新應(yīng)用，無論是若干分米級(jí)移動(dòng)設(shè)備定位到陸地、海上、空中載體的自動(dòng)，或者半自動(dòng)數(shù)厘米級(jí)的定位。 PPP可用于完好性監(jiān)測，也可用于生命安全，后者必選低成本，對(duì)于可用性和完好性而言，相對(duì)高精度定位也是必選項(xiàng)目。對(duì)于關(guān)鍵安全和高精度應(yīng)用，例如車輛自動(dòng)化，PPP可與RTK一起配合使用，以實(shí)現(xiàn)低成本硬件的穩(wěn)健性和獨(dú)立性。這樣的并行和協(xié)作的方式，將需要用戶的混合處理引擎，和強(qiáng)大的從各種各樣本地、區(qū)域和全球的來源的空間狀態(tài)改正數(shù)。我們?cè)谶@里是從當(dāng)前的基于大地測量硬件看到的一些商業(yè)服務(wù)。
近期的PPP增強(qiáng)的發(fā)展趨勢，也包括低成本，和多傳感器集成。最佳化的導(dǎo)航算法和高效的用戶處理引擎，將成為低成本設(shè)備能力持續(xù)增加和低成本集成傳感器解決方案的優(yōu)先選擇，也是大眾市場應(yīng)用的需要。類似于米級(jí)GNSS單點(diǎn)定位那樣，更低的硬件成本將促進(jìn)市場的規(guī)模化銷量，類PPP改正服務(wù)和基于GNSS的多傳感器融合技術(shù)更多地集成進(jìn)入導(dǎo)航解決方案，利于應(yīng)用到各種行業(yè)和消費(fèi)類應(yīng)用領(lǐng)域。顯然，PPP的未來是前景一片光明。
環(huán)球新時(shí)空
斗室智庫