淺談LNCORS系統(tǒng)測試方案

胡俊昌

[摘要]目前，全國范圍內(nèi)已廣泛開展了省級、城市級區(qū)域性衛(wèi)星連續(xù)運(yùn)行基準(zhǔn)站系統(tǒng)的建設(shè)和應(yīng)用。我省沈陽、大連等城市都已經(jīng)完成系統(tǒng)建設(shè)并已經(jīng)應(yīng)用于實(shí)際，實(shí)現(xiàn)了城市動態(tài)信息化管理，取得了良好的社會經(jīng)濟(jì)效益。本文結(jié)合LNCORS系統(tǒng)測試，闡述系統(tǒng)測試內(nèi)容、方法。

[關(guān)鍵詞]LNCORS 測試 大地水準(zhǔn)面 網(wǎng)絡(luò)

[中圖分類號]P2 [文獻(xiàn)碼] B [文章編號] 1000-405X（2015）-9-178-1

0引言

遼寧省衛(wèi)星導(dǎo)航定位連續(xù)運(yùn)行基準(zhǔn)站系統(tǒng)（LNCORS）是利用全球?qū)Ш叫l(wèi)星系統(tǒng)技術(shù)，在遼寧建立永久性的衛(wèi)星導(dǎo)航定位連續(xù)運(yùn)行基準(zhǔn)站、系統(tǒng)數(shù)據(jù)處理和控制中心（簡稱數(shù)控中心），利用數(shù)據(jù)通信和互聯(lián)網(wǎng)技術(shù)將各基準(zhǔn)站與系統(tǒng)控制和數(shù)據(jù)處理中心組成網(wǎng)絡(luò)，共享基準(zhǔn)站數(shù)據(jù)，利用站網(wǎng)管理軟件對基準(zhǔn)站數(shù)據(jù)資源進(jìn)行處理，形成產(chǎn)品和開展服務(wù)能力，然后向各種用戶發(fā)布不同類型的原始數(shù)據(jù)及RTK差分改正數(shù)據(jù)等。其主要功能是向系統(tǒng)覆蓋區(qū)域內(nèi)的用戶提供各種不同精度的實(shí)時(shí)空間定位服務(wù)，是實(shí)現(xiàn)“數(shù)字遼寧”的基礎(chǔ)性工程之一。

1系統(tǒng)功能測試

系統(tǒng)功能測試主要包括以下內(nèi)容：

（1）系統(tǒng)自動運(yùn)行能力測試：即系統(tǒng)調(diào)試完成后，測試是否能夠在無須人員干涉的情況下，自動向用戶提供數(shù)據(jù)服務(wù)。測試方法：測試人員在控制中心檢視但不操作設(shè)備和軟件，啟動1至2臺流動站進(jìn)行撥號測試，看是否在不操作軟件的情況下自動接入、計(jì)算并向用戶提供改正數(shù)據(jù)。（2）通信網(wǎng)絡(luò)測試：測試方法由通信網(wǎng)絡(luò)承建公司獨(dú)自進(jìn)行，并提交網(wǎng)絡(luò)測試報(bào)告。（3）流動站用戶并發(fā)性測試：即在若干用戶同時(shí)利用GSM或GPRS方式訪問系統(tǒng)時(shí)，系統(tǒng)是否能夠同時(shí)提供數(shù)據(jù)服務(wù)。測試方法：組建5個(gè)流動站用戶，分別以GSM和GPRS同時(shí)訪問數(shù)據(jù)中心。（4）遠(yuǎn)程控制功能：即在控制中心遠(yuǎn)程控制參考站接收機(jī)和UPS電源等設(shè)備、查看其運(yùn)行狀態(tài)，設(shè)置其運(yùn)行參數(shù)。測試方法：隨機(jī)抽取某在線參考站，在控制中心利用UPS控制軟件進(jìn)行遠(yuǎn)程控制、狀態(tài)查看和參數(shù)設(shè)置，利用Internet瀏覽器等進(jìn)行GPS接收機(jī)遠(yuǎn)程控制、狀態(tài)查看和參數(shù)設(shè)置。（5）兼容性測試：即測試系統(tǒng)對流動站接收機(jī)的兼容性。測試方法：選用Trimble、Leica、Topcon、Thales、南方、中海達(dá)設(shè)備，隨機(jī)選擇測試點(diǎn)，利用GPRS通訊方式獲取系統(tǒng)服務(wù)，該測試應(yīng)在不同時(shí)間段，在3個(gè)測試點(diǎn)上測試。

2系統(tǒng)性能測試

2.1定位精度測試

本次擬選擇的測試點(diǎn)為52個(gè)，其中B級點(diǎn)29個(gè)、C級點(diǎn)23個(gè)，均勻分布在LNCORS網(wǎng)絡(luò)覆蓋范圍內(nèi)。

測試方法：在測試點(diǎn)進(jìn)行RTK測試時(shí)，先架對中桿，安置好儀器，對中整平并記錄天線高。用戶單元在每個(gè)測試點(diǎn)上用連續(xù)地形模式進(jìn)行RTK實(shí)時(shí)觀測。以RTK連續(xù)地形測量模式，分5次進(jìn)行定位，每次按1秒采樣率連續(xù)采集50個(gè)定位結(jié)果，并記錄從RTK浮動解到固定解的時(shí)間（初始化時(shí)間）。每次RTK觀測時(shí)均進(jìn)行重新初始化，盡量使每組觀測值相互獨(dú)立。

實(shí)時(shí)定位精度測試可以分為內(nèi)符合精度評定和外符合精度評定兩部分，前者是觀測值的標(biāo)準(zhǔn)偏差，可以反應(yīng)出定位結(jié)果的收斂情況；后者直接反映出系統(tǒng)快速或?qū)崟r(shí)定位的精度。

在LNCORS網(wǎng)絡(luò)RTK實(shí)時(shí)定內(nèi)符合精度統(tǒng)計(jì)中，計(jì)算每一個(gè)觀測點(diǎn)所有測量值的平均值，再將該平均值與每一測量值求差，計(jì)算系統(tǒng)各個(gè)坐標(biāo)方向的內(nèi)符合精度。統(tǒng)計(jì)所有差值的分布情況，并對差值在不同區(qū)間的概率進(jìn)行統(tǒng)計(jì)。系統(tǒng)外符合精度是反映各觀測值與真值間差異的重要指標(biāo)，它能反映LNCORS網(wǎng)絡(luò)定位的準(zhǔn)確性。

將測點(diǎn)已知成果或者高精度靜態(tài)觀測計(jì)算的2000國家大地坐標(biāo)系、1980西安坐標(biāo)與各測點(diǎn)的網(wǎng)絡(luò)RTK實(shí)時(shí)動態(tài)測量的2000國家大地坐標(biāo)系、1980西安坐標(biāo)系坐標(biāo)進(jìn)行比較，求出各測點(diǎn)系統(tǒng)外符合精度。

2.2時(shí)間可用性

由于衛(wèi)星運(yùn)動、大氣變化等原因造成某時(shí)刻系統(tǒng)可用衛(wèi)星數(shù)達(dá)不到網(wǎng)絡(luò)RTK定位服務(wù)所需的最少衛(wèi)星數(shù)時(shí)，系統(tǒng)將無法提供有效的定位服務(wù)。測試方法是選取1個(gè)常見工作環(huán)境下的點(diǎn)位架設(shè)流動站，初始化一次，以1秒采樣率采集RTK固定解，連續(xù)進(jìn)行24小時(shí)的數(shù)據(jù)采集，統(tǒng)計(jì)分析一天內(nèi)可觀測固定解的時(shí)間分布和比例，以及符合要求的固定解占全部固定解的比例，分析系統(tǒng)一年內(nèi)可觀測時(shí)間比例。系統(tǒng)設(shè)計(jì)時(shí)間可用性全年應(yīng)達(dá)到95%。

2.3空間可用性

空間可用性是用戶能夠得到RTK固定解的區(qū)域范圍。本測試主要以遼寧省界周邊區(qū)域?yàn)橹鳎苯舆x擇一部分分布在省界周邊的B級點(diǎn)。這些點(diǎn)基本分布在網(wǎng)絡(luò)覆蓋范圍應(yīng)用區(qū)域的最遠(yuǎn)處，同時(shí)結(jié)合LNCORS定位精度測試結(jié)果，以此確定LNCORS能夠得到固定解的范圍，測試出系統(tǒng)空間可用性結(jié)果。

2.4定位時(shí)效性

系統(tǒng)定位服務(wù)的時(shí)效性，對于用戶而言就是網(wǎng)絡(luò)RTK定位所需的初始化時(shí)間。由于必須進(jìn)行固定整周模糊度的計(jì)算，需要一定時(shí)間的觀測才能獲得符合定位精度要求的固定解，獲得浮動解到固定解的時(shí)間稱為初始化時(shí)間。影響RTK作業(yè)初始化時(shí)間的主要因素有：可用衛(wèi)星數(shù)、衛(wèi)星分布、測站與基準(zhǔn)站的距離和觀測環(huán)境等。

2.5系統(tǒng)兼容性

本項(xiàng)測試可在上述測試的基礎(chǔ)上進(jìn)行，選擇3個(gè)已知點(diǎn)，對不同廠家的主流GPS接收機(jī)，使用天寶、拓普康、徠卡、南方測繪、中海達(dá)、華測等GPS接收機(jī)進(jìn)行RTK測試。

2.6車載動態(tài)測試

3（似）大地水準(zhǔn)面精度檢測

遼寧省衛(wèi)星導(dǎo)航定位連續(xù)運(yùn)行基準(zhǔn)站系統(tǒng)及（似）大地水準(zhǔn)面精度檢測主要是在遼寧省衛(wèi)星導(dǎo)航定位連續(xù)運(yùn)行基準(zhǔn)站系統(tǒng)覆蓋范圍內(nèi)，利用靜態(tài)GPS測量和網(wǎng)絡(luò)RTK的方法求取檢測點(diǎn)的GPS大地高。

靜態(tài)檢測點(diǎn)54個(gè)，均勻分布在本次二等水準(zhǔn)路線上。

網(wǎng)絡(luò)RTK測點(diǎn)55個(gè)。其中B級點(diǎn)29個(gè)，水準(zhǔn)點(diǎn)25個(gè)。該項(xiàng)檢測可以和CORS系統(tǒng)定位精度測試同時(shí)進(jìn)行。

4結(jié)束語

Cors站系統(tǒng)的定位精度、時(shí)間空間可用性、系統(tǒng)的兼容性直接關(guān)系到建成后使用，因此必須對系統(tǒng)各個(gè)指標(biāo)進(jìn)行詳細(xì)測試。檢測的核心是精度指標(biāo)，即內(nèi)符合精度、外符合精度和（似）大地水準(zhǔn)面精度。本文詳細(xì)介紹CORS站系統(tǒng)測試方法與過程，但很多細(xì)節(jié)沒有展開，精度指標(biāo)沒有提及，等到測試工作完成后，我會把測試成果與同行共同分享。

參考文獻(xiàn)

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