开阳CORS系统精度测试分析与研究.pdf
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1、基金项目:贵州省科技计划项目(项目名称:接收机检测平台搭建及连续运行跟踪站网的应用技术研究,项目编号:黔科中引地 )开阳 系统精度测试分析与研究顾晓桐孙德军张 愉郑崇海张 循(开阳质量计量检验检测中心有限责任公司)摘要:开阳 作为国家质量基础 的一个重要组成部分,需对其精度进行系统的定位性能测试。本文采用野外实地测试的方式,选取开阳县域的 个已知坐标控制点进行实验。结果表明:开阳 的内符合精度平面优于 ,高程方向优于 ;外符合精度平面优于 ,高程方向优于 。对点位的定位测量具有较高的稳定性和可靠性,可安全可靠地向用户端提供定位服务。关键词:连续运行参考站;静态定位;实时动态定位;精度测试 :,
2、:;引言随着网络通信技术的突破发展,连续运行参考站()技术得到飞速提升,已成为 定位重要的基础设施 ,在国内外出现很多具有代表性的连续运行参考站网,包括欧洲 系统、日本 系统等 。目前,我国 系统建设正处于发展期,且多个省份开展了区域性工作,如千寻、华测等在全国范围内布设了大量 基准站 。由于该系统提供精确的位置服务时,需经基线解算及内插运算,因此基准站之间的间隔、网型等因素均会影响位置服务的精度。袁晓妍等 对两个测区进行对照试验,指出连续运行基准站在数量、网型角度上进行调整时,对数据处理结果的质量优劣的影响,连续运行基准站分布均匀、网型结构良好时能提高处理质量,反之网型不均匀情况会影响基线处
3、理质量,袁在圆等 验证了对 站点进行加密,可显著改善高程方向定位精度。为满足开阳县大数据建设需要,提供稳定的高精度位置服务,在开阳县及其周边布设小区域 系统。利用已知 控制点进行实时动态定位实验,测试分析该系统的定位精度,并验证其可行性。开阳 系统建设方法目前,系统基准站组网常采用 三角网法对参考站进行选取 ,由于小区域 系统基准站数量较少,与最近基准站距离较近时,容易出现网型不均匀,因此,常规网络 前,应计算用户与各个基准站之间的距离,并针对不同的位置提供不同的定位服务方式。一般根据最近基准站的距离确定获取差分改正数的方式,距离小顾晓桐等:开阳 系统精度测试分析与研究于一定预设阈值时,采用单
4、站 方式;反之,则采用 方式。数据处理流程如图 所示,可分为两部分,即:()判断定位服务方式。首先通过流动站的标准单点定位获取流动站的概略位置,联合基准站网计算最近基站距离,然后通过距离阈值的方式,判定定位服务方式为单站 或 技术。()用户端使用对应方式基线解算及网平差处理。若距离小于或等于阈值,则使用单站 直接计算;若距离大于阈值,则采取 ,利用 基准站观测数据,首先固定参考站双差模糊度,提取双差电离层和对流层延迟,建立区域对流层、电离层延迟模型;最后内插生成虚拟观测值数据。首先利用自身概略坐标组成 三角网;然后逐基线进行解算,得到每条基线的向量;其次依据三角形闭合差为零的准则,对基线向量解
5、算结果进行检验;最后将检验通过的基线解算结果进行网平差处理,得到最终的坐标向量。?图 数据处理流程 系统数据处理本文所用的自研 软件在数据处理时,若待测点与最近参考站距离小于预设值(如 ),则直接使用单站 定位方式;而当考虑基准站间距达到()时,一般采用无电离层组合观测值消除电离层延迟的影响 ,用参考站观测数据固定双差模糊度,观测方程为:?,?,?,?,?,?,?,()式中:?双差算子;,卫星编号;,测站编号;无电离层组合;?,、?,双差伪距和双差载波相位无电离层组合观测值;?,双差站星距离;,对流层投影系数;?,站间天顶对流层 延 迟;双频无电离层观测值波长;?,双差无电离层组合模糊度;、伪
6、距和载波观测值的噪声。由于无电离层组合观测值不具有整数特性,故将其分解为宽巷模糊度(,)和窄巷模糊度(,)进行固定,其中宽巷模糊度可采用 ()组合观测值平滑取整进行固定,固定方程为:?,?,?,?,?,()式中:?,、?,双差宽巷和窄巷模糊度;、卫星 和 观 测值的频率;取整操作;?,双差 组合观测值;历元间平滑滤波。参考站的双差模糊度固定后,即可建立该组网区域的大气误差模型,根据待测区域范围和待测站的概略坐标,得到需要虚拟的坐标信息,利用线性内插模型 插值得到大气误差改正模型,同时生成该待测点概略坐标上 虚拟观测值数据。用户端数据处理用户端数据处理时,将中心处理软件的虚拟观测值与待测点位的观
7、测数据组成双差观测值。一般虚拟测站虽然与待测点仅相距几米到十几米,但该点位的虚拟观测值实际由距离待测点较远的 站计算,其双差观测方程需考虑测站间的对流层和电离层残余误差的影响 ,因此,本文采用、双频非组合模型,基线解算观测方程为:?,?,?,?,?,?,?,?,?,?,?,?,?,?,?,?,?,?,()式中:?,、?,、双差伪距观测值;?,、?,、双差载波相位观 计量与测试技术 年第 卷第 期测值;?,观测值上双差电离层延迟;、观测值的波长;?,、?,、观测值的双差模糊度;、载波观测值噪声;、伪距观测值噪声。基线解算后,为进一步提高数据处理精度,本文将待测点与各参考站组成 三角网,添加三角网
8、约束信息进行网平差,约束方程为:?,?,?,()式中:?,、?,测点与三角网另外两个参考站 ,的双差基线向量;?,参考站,的双差基线向量。性能测试及精度分析 测试方案为检验开阳 在实际作业时的定位性能,并与其他大范围 系统进行比较,该实验基于开阳地区已有的基准站及控制点采样数据,对几种 系统的定位性能进行测试分析。选取开阳县内 个 控制点进行定位测试,采用中海达 接收机,分别使用开阳 、华测 及千寻 三种 系统的账号进行测试,其中开阳 系统共有基准站 个,基线长度(),参考站分布如图 所示。?图 基准站分布图开阳 定位测试按照以下要求进行:()每个测试点位采集 左右的静态观测数据,用于静态解算
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