精密单点定位(英文全称Precise Point Positioning,简称PPP)技术是21世纪全球导航卫星系统(英文全称Global Navigation Satellite System,简称GNSS)领域的一大研究热点。它无需地面基准站,具有更大的作业覆盖范围,是继RTK和网络RTK技术后出现的又一次技术革命。然而,受模糊度收敛时间等因素限制,PPP在动态高精度定位的工业化应用中尚处于研究和发展阶段。借鉴INS短时高精度定位的特点,PPP/INS组合为PPP收敛时间、应用精度、可靠性等问题提供了一种可行方案。本文通过对PPP、INS数据处理方法的研究,深入讨论了PPP/INS组合高精度定位系统与应用,提出了基于INS辅助的PPP周跳探测及模糊度快速恢复方法。论文的主要创新之处在于运用INS辅助PPP周跳探测,固定并消除INS累积误差所带来的影响,实现PPP模糊度快速恢复。论文主要研究内容包括捷联惯性导航INS、精密单点定位PPP、PPP/INS组合导航、INS辅助PPP周跳探测与模糊度快速恢复,以及相应的静态、动态、车载等应用实践,归纳如下:(1)捷联惯性导航INS:对比了捷联式与平台式惯性导航系统的差异,描述了地球形状、曲率半径等概念,介绍了常用坐标系与姿态定义,分析了捷联INS机械编排,具体阐述了捷联惯性导航在e系中的算法,包括姿态更新、速度更新和位置更新,并就实际运用中INS的初始化、粗对准、精对准等问题做出了深入探讨;(2)精密单点定位PPP:详细阐述了PPP定位中各种误差源及相应修正方法,并在PPP的数学模型基础上,介绍了常见的无电离层组合、半和组合和非差非组合等三种模型;通过对PPP观测方程线性化,分析其通过卡尔曼滤波的处理方式;结合IGS站数据进行了静态、动态处理,实现精度可达动态分米级、静态厘米级;(3)PPP/INS组合导航:在介绍白噪声、随机常数、随机游走和一阶马尔科夫过程等随机模型的基础上,深入讨论了最小二乘估计和离散型卡尔曼滤波方法;结合INS空间误差方程和INS器件误差传播方程,详细分析了e系中PPP/INS松组合和紧组合模型,并对组合模型中的状态方程、量测方程做出了相应阐述;(4)INS辅助PPP周跳探测及模糊度快速恢复:基于INS短时高精度的特点,建立了INS辅助的宽巷与无电离层组合模型,该模型短时探测精度高且能识别出各类小周跳;通过结合宽巷周跳易于固定的特点,估计并消除惯导误差,提出一种改进的INS辅助PPP周跳探测与修复方法;验证了在PPP信号长时间完全中断的情况下,改进的INS辅助方法能成功加快PPP模糊度的重新收敛速度。