在 GNSS 领域，很多人先接触到的是“定位”，比如 PPP 能把站点坐标算得很准。但在时频传递领域，PPP还有另一个非常重要的用途：它可以拿来比钟、传时间、传频率。我们平时说“校准时间”，想到的多半是手机自动对表。可在时间频率实验室里，问题完全不是这个量级。两地如果各有一台高性能原子钟，研究人员关心的不是“现在几点”，而是这两台钟到底差了多少，这个差值会不会一直稳。要把这件事做好，就需要时间传递相关研究。在远距离时频传递场景里，GNSS之所以重要，是因为它覆盖广、成本相对可控，已经是国际时间比对中最常见的手段之一。
在 GNSS 时频传递研究领域中，PPP是很多实验室的主力方法。它是把卫星信号里的码观测、载波相位，再加上高精度轨道和钟产品，一起放进模型里解算，最后得到本地钟和参考时间之间的关系。PPP的工作方式为每个站分别利用卫星观测值，估计接收机钟相对于所采用产品参考时间尺度的偏差；再把两个站的结果相减，得到站间钟差。过去十多年，PPP一直是高精度 GNSS 时间与频率传递的重要路线，原因也很直接：它不需要像传统差分方法那样依赖近距离参考站，适合做跨区域的远程比对。
传统 PPP 方法存在哪些局限性？IPPP 相较于 PPP 具备何种技术优势？IPPP（Integer Precise Point Positioning）即整周模糊度固定的 PPP，又称 PPP-AR（Precise Point Positioning with Integer Ambiguity Resolution），其并非另起炉灶的全新技术体系，而是在 PPP 基础上，充分挖掘并利用了原本未被充分开发的高精度观测信息，其相较于 PPP 的主要优势如图 1 所示。载波相位观测值与伪距码存在本质差异，前者测量噪声更小，可支撑短期和长期频率稳定度的提升；但需注意，若模糊度无法保持或恢复整数特性，在批处理边界、信号失锁、初始化过程或精密产品不连续等场景下，易导致时频传递链路不连续，且长期稳定度出现劣化。
图1 IPPP相较PPP的研究优势
要理解 IPPP 如何在 PPP 浮点解基础上恢复载波相位模糊度的整数特性，需先明确载波相位模糊度为何会产生。GNSS 接收机跟踪载波相位时，可高精度测量当前时刻的相位变化量，但无法确定卫星到接收机传播路径中，信号所经过的完整整周数。具体而言，接收机可精准观测相位的小数部分，却无法确定初始整周数，该未知整周数即为载波相位模糊度。因此，尽管载波相位观测精度远高于伪距，却无法像伪距那样直接用于绝对距离解算，必须先解决整周数的确定问题。
此外，PPP 中模糊度的整数属性难以长期保持，并非仅是“初始整周数未知”的问题。其核心原因在于，PPP 采用零差、单站绝对处理模式，不同于相对定位可通过双差运算直接抵消接收机端与卫星端的大部分相位偏差。这导致本应具备整数特性的整周数，与卫星相位偏差、卫星钟改正量及部分硬件偏差相互耦合，最终在常规 PPP 解算中只能以实数形式被估计，即浮点模糊度。
IPPP 如何实现浮点模糊度的整数恢复？IPPP 的核心逻辑是借助相位偏差等解算产品，分离并修正耦合于模糊度中的卫星相位偏差。此处所述 “产品” 并非日常意义上的商用物品，而是可开源获取、预先设定且可直接用于解算处理的标准化文件，常用开源数据获取渠道如图 2 所示。
目前文献中主流的模糊度整数固定思路主要分为两类：一类是为用户提供宽巷、窄巷的小数周偏差（fractional cycle biases, FCB）；另一类是将相位偏差与卫星钟产品统一为一致的改正形式，便于用户端依据匹配的解算模型调用。在经典 IPPP 及 PPP-AR 方案中，模糊度整数固定多采用分阶段实现的方式，而非一步完成，即先固定易于解算的宽巷模糊度，再逐步固定观测精度更高的窄巷模糊度。该策略可通过网络侧偏差改正实现偏差的有效分离，将难以直接求解的模糊度固定问题拆解为分步可解的子问题，从而实现模糊度的逐级精准固定。IPPP 解算结果可进一步应用于日界不连续误差消除、多星系数据融合等研究，以提升时频传递的精度与稳定性，图 3 展示了当前时间科学实验室的 IPPP 数据处理流程。
图2 部分开源数据获取途径
图3 IPPP实现与应用方法过程示意图
IPPP 的核心应用价值在于显著提升时频传递链路的稳定性与连续性，其充分释放了 PPP 中未被充分利用的载波相位观测精度，将其转化为提升时频传递长期稳定度与链路连续性的核心优势。IPPP 的技术价值主要体现在多尺度频率比对能力与链路连续性上，可实现数日至数月尺度的高精度频率比对，同时优化批处理边界、数据中断及日界附近的链路连续性。
已有研究表明，相较于传统 PPP，IPPP 在长期稳定度方面具备显著优势：IPPP 在典型 10 天平均精度可达到 10⁻¹⁶ 量级，一个月平均精度可优于 10⁻¹⁶ 水平[2]（Petit, 2021, GPS Solutions），若时频传递链路实现充分连续，精度可进一步提升。2025 年，BIPM 等机构在 Metrologia 发表论文，对四套整数模糊度固定型 PPP GNSS 时间传递软件方案进行对比，表明该技术路线已从单一方案验证逐步发展到多软件实现对比与一致性评估阶段。
然而，IPPP研究目前也存在待研究的问题。
（1）首先，经典 IPPP 对外部解算产品存在较强依赖性，尤其依赖相位偏差及 FCB 等改正产品，且用户端与产品提供端需采用完全一致的处理策略。若两端解算模型不匹配，将直接导致模糊度整数固定失效；即便产品本身具备可用性，时间标记、偏差定义、频点选择等工程细节若存在不一致，也会显著影响时频传递结果。已有研究明确表明，经典 IPPP 对外部 FCB 产品的依赖性较强，且时间戳不一致即可对链路传递结果产生干扰。
（2）其次，相较于单次模糊度固定，时频传递链路的长期连续解算更具挑战。单日 IPPP 解算虽可实现较高精度，但在日界附近易出现较大的边界不确定性，如图 4 所示，不同时频传递链路在不同分析中心产品解算下的日界不连续现象；多日 IPPP 解算虽能显著改善日界连续性，但前提是跨日卫星轨道、钟差和偏差产品本身具有良好的连续性，这对跨日连续的精密产品提出了严格要求。BIPM 在 2025 年公开材料中明确指出，若产品在日界处存在跳变，不仅会在长期时频传递链路中累积偏差，还可能引入窄巷整周级不连续。
图4 超短基线时频传递链路在不同分析中心产品解算下的日界不连续情况展示
（3）最后，IPPP 相关产品生态及业务化支持仍存在局限性。从近年公开信息来看，BIPM 仍在推进多系统、带整数模糊度的时间链路纳入 Circular T，该过程高度依赖 IGS 精密产品；2025 年相关讨论显示，适用于多日解算的快速产品仍较为匮乏，根据 BIPM 2025 年公开报告，在其当时评估的快速产品范围内，武汉大学提供的快速精密产品（WUM0MGXRAP）具备多日处理能力，表明多日 IPPP 所需的连续卫星钟快速产品能力正在形成，但整体产品生态仍不充分。与此同时，现有 PPP 软件包多针对定位场景开发，针对授时、时钟比对场景完成充分测试的软件较为稀缺，表明 IPPP 在时间频率领域的全面业务化、标准化及软件成熟化仍有较大提升空间。
针对 IPPP 在实际应用中面临的产品适配、日界不连续及长期连续处理等关键问题，时间科学实验室依托自身设备平台及其他国家重点实验室接收机生成的观测数据，围绕 IPPP 时频传递链路评估与日界不连续特性分析开展了初步研究。现阶段，以BIPM提供的 TAIPPP 时频传递链路作为参考，验证对比了不同分析中心事后产品解算 IPPP 时频传递链路的MDEV稳定度性能，如图5 BRUX-PTBB 时间频率传递链路MDEV对比结果所示，长期稳定度MDEV可达量级；同时，对不同分析中心（GRG, CODE, WHU）的事后产品及 WHU 事后/快速产品在超短、中短和长基线链路上 IPPP 解算效果进行了对比，初步研究结果表明：各类产品均可支撑高精度时频传递，产品特性对链路短期稳定性及跨日连续性存在显著影响；不同 GNSS 系统间差异明显，其中 GPS 链路整体稳定性更优，GLONASS 链路对日界不连续更为敏感。在此基础上，实验室已建立日界不连续误差的量化分析流程，目前正进一步推进日界不连续误差处理及多星系融合实验，以验证其对提升长期频率稳定度及链路连续性的作用。
图5 BRUX-PTBB时间频率传递链路MDEV对比结果
总体而言，PPP 的核心局限并非精度不足，而是未能充分发挥载波相位观测的高精度优势。载波相位模糊度的产生源于接收机无法天然确定信号传播的初始整周数，而其在 PPP 零差框架下呈现浮点特性，核心原因在于整周数与各类相位偏差相互耦合。IPPP 的意义在于分离这种耦合关系，使模糊度恢复整数特性，从而将 PPP 时频传递从“可用”提升至“更稳定、更连续、更适配高端时钟比对”的水平。与此同时，IPPP 尚未达到技术成熟阶段，产品连续性、多系统支持能力及软件业务化程度等方面仍存在瓶颈，仍是后续研究需重点突破的方向。
