Real-Time PPP Solution Method Considering Tropospheric Anisotropy

ZHAO Qingzhi; ZHANG Dengxiong; YAO Yibin; LI Zufeng; WU Kan; GAO Yuting; WANG Pengcheng; MA Zhi; LIU Chen

doi:10.13203/j.whugis20240175

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Real-Time PPP Solution Method Considering Tropospheric Anisotropy

Geodesy and Survey Engineering | 更新时间：2026-11-05

- Real-Time PPP Solution Method Considering Tropospheric Anisotropy
- Geomatics and Information Science of Wuhan University Vol. 51, Issue 3, Pages: 591-603(2026)
- 作者机构：
  
  1.西安科技大学测绘科学与技术学院，陕西西安，710054
  2.武汉大学测绘学院，湖北武汉，430079
  3.中国电建集团西北勘测设计研究院有限公司，陕西西安，710065
  4.空军军医大学航空航天医学院教育部航空航天医学重点实验室，陕西西安，710032
  5.天津市轨道交通导航定位及时空大数据技术重点实验室，天津，300251
- 作者简介：
- 基金信息：
- DOI：10.13203/j.whugis20240175
  CLC： P228
- Received：29 December 2024，
  
  Published：05 March 2026
- 稿件说明：
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赵庆志,张登雄,姚宜斌，等.顾及对流层各向异性的实时PPP解算方法[J].武汉大学学报（信息科学版）,2026,51(3):591-603.

ZHAO Qingzhi,ZHANG Dengxiong,YAO Yibin,et al.Real-Time PPP Solution Method Considering Tropospheric Anisotropy[J].Geomatics and Information Science of Wuhan University,2026,51(3):591-603.
赵庆志,张登雄,姚宜斌，等.顾及对流层各向异性的实时PPP解算方法[J].武汉大学学报（信息科学版）,2026,51(3):591-603. DOI：10.13203/j.whugis20240175

ZHAO Qingzhi,ZHANG Dengxiong,YAO Yibin,et al.Real-Time PPP Solution Method Considering Tropospheric Anisotropy[J].Geomatics and Information Science of Wuhan University,2026,51(3):591-603. DOI：10.13203/j.whugis20240175

摘要

对流层各向异性是影响全球导航卫星系统（global navigation satellite system

GNSS）定位精度的重要因素之一，现有实时精密单点定位（real-time precise point positioning

RT-PPP）技术通常联合经验模型、投影函数和参数估计法消除对流层延迟的影响，但并未考虑对流层各向异性对定位结果的影响。太阳辐射是导致对流层各向异性的重要因素，因此，提出一种顾及太阳辐射导致对流层各向异性的RT-PPP解算方法，所提方法基于测站位置和地方时计算太阳高度角，表征太阳辐射对GNSS信号的影响，并对现有湿投影函数及随机模型进行改进，构建顾及对流层各向异性的RT-PPP函数模型和随机模型。选取全球分布的13个国际GNSS服务中心站2023年年积日64—70天共7 d的GNSS观测数据对所提方法进行验证，实验结果表明，所提的顾及对流层各向异性的RT-PPP定位方法优于传统方法，在北、东、天3个方向上的定位精度均有一定的改善；在收敛时间方面，3个方向上收敛速度的改善率分别为1.42%、0.69%和2.46%。对不同纬度的测站进行分析，发现所提方法对不同纬度测站的定位结果和收敛速度均有一定程度的改善，说明该方法具有一定的鲁棒性，对进一步完善顾及对流层各向异性的RT-PPP理论与方法具有重要意义。

Abstract

Objectives

Tropospheric anisotropy is one of the important factors affecting the positioning accuracy of global navigation satellite system (GNSS). The existing real-time precision point positioning (RT-PPP) technology usually combines empirical models

projection functions

and parameter estimation methods to eliminate the influence of tropospheric delay

but does not consider the impact of tropospheric anisotropy on positioning results. Solar radiation is an important factor causing tropospheric anisotropy. Therefore

we propose a RT-PPP calculation method that considers the tropospheric anisotropy caused by solar radiation.

Methods

We calculate the solar altitude angle based on the station position and local time and characterize the influence of solar radiation on GNSS signals. And we improve the existing wet projection function and stochastic model to construct RT-PPP function model and stochastic model that consider the anisotropy of troposphere. The proposed method is validated by selecting 7 days of GNSS observation data from 13 international GNSS service center stations.

Results

The proposed RT-PPP method outperforms the traditional methods and improves positioning accuracy in the N

and U directions to some extent. In terms of convergence time

the improvement rates of convergence speed in the three directions are 1.42%

0.69%

and 2.46%

respectively. The analysis shows that the proposed method has improved the positioning results and convergence speed of stations in different latitude intervals to a certain extent

indicating that the robustness of the proposed method.

Conclusions

The proposed method considers the impact of solar radiation on satellite signals passing through the troposphere

filling the gap in the influence of tropospheric anisotropy on RT-PPP. It is of great significance for further improvement of the theory and methods of RT-PPP that takes tropospheric anisotropy into account.

关键词

Keywords

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