LNCORS系統(tǒng)測(cè)試方法的探討與研究

■張智慧

（遼寧省地理信息局網(wǎng)絡(luò)中心遼寧沈陽(yáng)110034）

LNCORS系統(tǒng)測(cè)試方法的探討與研究

■張智慧

（遼寧省地理信息局網(wǎng)絡(luò)中心遼寧沈陽(yáng)110034）

本文以遼寧省衛(wèi)星導(dǎo)航連續(xù)運(yùn)行基準(zhǔn)站系統(tǒng)（LNCORS）為例，詳細(xì)闡述了系統(tǒng)測(cè)試的內(nèi)容及方法，為其它地區(qū)的CORS系統(tǒng)測(cè)試提供參考依據(jù)。

LNCORS 系統(tǒng)測(cè)試 功能測(cè)試 性能測(cè)試

1　引言

LNCORS系統(tǒng)測(cè)試是采用合理優(yōu)化的技術(shù)方法，對(duì)LNCORS進(jìn)行全面測(cè)試，通過(guò)對(duì)測(cè)試數(shù)據(jù)進(jìn)行處理與分析，客觀(guān)評(píng)價(jià)LNCORS的功能與性能。此項(xiàng)工作既是對(duì)前期工作進(jìn)行的檢查與評(píng)價(jià)，又可為系統(tǒng)驗(yàn)收、鑒定提供技術(shù)依據(jù)，是承上啟下的重要工序。

2　LNCORS概述

LNCORS是遼寧省現(xiàn)代測(cè)繪基準(zhǔn)體系建設(shè)項(xiàng)目的重要內(nèi)容之一，是衛(wèi)星定位技術(shù)、計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)技術(shù)、數(shù)字通訊技術(shù)等高新科技多方位的深度結(jié)晶?？傮w上由參考站子系統(tǒng)、系統(tǒng)控制中心子系統(tǒng)、數(shù)據(jù)處理中心子系統(tǒng)、數(shù)據(jù)通信網(wǎng)絡(luò)子系統(tǒng)及用戶(hù)應(yīng)用子系統(tǒng)五個(gè)子系統(tǒng)組成。在建設(shè)過(guò)程中，將系統(tǒng)控制中心子系統(tǒng)和數(shù)據(jù)處理中心子系統(tǒng)合建，稱(chēng)為數(shù)控中心子系統(tǒng)，是LNCORS的核心。整個(gè)LNCORS是以數(shù)控中心為節(jié)點(diǎn)，以各基準(zhǔn)站和最終用戶(hù)作為子節(jié)點(diǎn)的星型網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)。LNCORS于2015年建成并投入試運(yùn)行，可向用戶(hù)提供定位、時(shí)間、氣象源數(shù)據(jù)等服務(wù)。依據(jù)設(shè)計(jì)文件要求，LNCORS應(yīng)具備自動(dòng)運(yùn)行、完整性監(jiān)測(cè)、自動(dòng)計(jì)算、聯(lián)網(wǎng)和擴(kuò)充、數(shù)據(jù)服務(wù)、靜態(tài)及動(dòng)態(tài)高精度定位、導(dǎo)航等能力。

3　系統(tǒng)測(cè)試

LNCORS系統(tǒng)測(cè)試從系統(tǒng)實(shí)現(xiàn)的功能和達(dá)到的性能指標(biāo)兩個(gè)方面進(jìn)行設(shè)計(jì)。功能指標(biāo)的實(shí)現(xiàn)是系統(tǒng)合格的基本要求，性能指標(biāo)的客觀(guān)評(píng)價(jià)是對(duì)系統(tǒng)性能優(yōu)劣的評(píng)價(jià)。

3.1功能測(cè)試

（1）完好性測(cè)試。測(cè)試基準(zhǔn)站數(shù)據(jù)采集、數(shù)據(jù)完好性。測(cè)試方法：測(cè)試人員檢查基準(zhǔn)站數(shù)據(jù)采集情況，檢查記錄時(shí)間是否連續(xù)、數(shù)據(jù)是否完好。

（2）網(wǎng)絡(luò)通信測(cè)試。測(cè)試基準(zhǔn)站到數(shù)據(jù)中心、數(shù)據(jù)中心到用戶(hù)之間數(shù)據(jù)傳輸?shù)姆€(wěn)定性，測(cè)試網(wǎng)絡(luò)通信鏈路的通信速率、誤碼率、可用性及數(shù)據(jù)傳輸?shù)难舆t大小。此項(xiàng)測(cè)試由通信網(wǎng)絡(luò)承建公司組織實(shí)施并提供報(bào)告。

（3）監(jiān)控能力測(cè)試。測(cè)試數(shù)據(jù)中心對(duì)基準(zhǔn)站的遠(yuǎn)程控制能力。測(cè)試方法：隨機(jī)抽取某在線(xiàn)基準(zhǔn)站，在控制中心利用控制軟件對(duì)GPS接收機(jī)及UPS電源等設(shè)備進(jìn)行遠(yuǎn)程控制、狀態(tài)查看和參數(shù)設(shè)置。

（4）自動(dòng)運(yùn)行能力測(cè)試。測(cè)試系統(tǒng)中心是否具有在無(wú)人為干涉情況下自動(dòng)向用戶(hù)提供數(shù)據(jù)服務(wù)的能力。測(cè)試方法：?jiǎn)?dòng)1～2臺(tái)流動(dòng)站進(jìn)行撥號(hào)測(cè)試，檢測(cè)人員在控制中心監(jiān)視在不操作設(shè)備和軟件的情況下，是否能夠自動(dòng)接入、計(jì)算并向用戶(hù)提供改正數(shù)據(jù)。

（5）兼容性測(cè)試。測(cè)試系統(tǒng)對(duì)流動(dòng)站接收機(jī)的兼容性。測(cè)試方法：選用多臺(tái)國(guó)內(nèi)外品牌RTK接收機(jī)，利用GPRS通訊方式獲取系統(tǒng)服務(wù)，檢測(cè)是否均能正常接收數(shù)據(jù)，同時(shí)對(duì)各品牌流動(dòng)站設(shè)備進(jìn)行RTK定位時(shí)效性和定位精度測(cè)試。該測(cè)試應(yīng)在不同時(shí)間段，在至少3個(gè)測(cè)試點(diǎn)上測(cè)試。

3.2性能測(cè)試

（1）實(shí)時(shí)定位精度測(cè)試。此項(xiàng)測(cè)試反映的是用戶(hù)在實(shí)際作業(yè)條件下，利用系統(tǒng)播發(fā)的網(wǎng)絡(luò)差分改正信息，可以得到的RTK實(shí)時(shí)定位精度。實(shí)時(shí)定位精度測(cè)試可分為內(nèi)符合精度評(píng)定和外符合精度評(píng)定兩部分，前者是觀(guān)測(cè)值的標(biāo)準(zhǔn)偏差，可以反應(yīng)出定位結(jié)果的收斂情況；后者反映各觀(guān)測(cè)值與真值間差異的重要指標(biāo)，直接反映出系統(tǒng)快速或?qū)崟r(shí)定位的精度。

（2）導(dǎo)航測(cè)試。導(dǎo)航測(cè)試目的在于測(cè)試導(dǎo)航定位精度，同時(shí)也為空間可用性測(cè)試提供數(shù)據(jù)依據(jù)。測(cè)試方法：采用車(chē)載方式測(cè)試，即在汽車(chē)上安置兩臺(tái)GNSS接收機(jī)，一臺(tái)接收機(jī)進(jìn)行網(wǎng)絡(luò)RTD作業(yè)；另一臺(tái)接收機(jī)進(jìn)行網(wǎng)絡(luò)RTK作業(yè)。將網(wǎng)絡(luò)RTK定位結(jié)果作為真值，對(duì)網(wǎng)絡(luò)RTD定位精度進(jìn)行評(píng)定。

（3）時(shí)間可用性測(cè)試。時(shí)間可用性是針對(duì)系統(tǒng)提供的RTK實(shí)時(shí)定位服務(wù)而言，它在一定程度上受客觀(guān)因素的影響。當(dāng)由于衛(wèi)星運(yùn)動(dòng)、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(wú)法提供有效的定位服務(wù)，即不能觀(guān)測(cè)到固定解。測(cè)試方法是：選取LB040、LB059和LB073等三個(gè)B級(jí)GPS點(diǎn)作為測(cè)試點(diǎn)，在每個(gè)點(diǎn)位上架設(shè)流動(dòng)站，初始化一次，以5秒采樣率采集RTK固定解（B、L、H），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(guān)測(cè)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，實(shí)際可按照以下公式進(jìn)行計(jì)算。系統(tǒng)設(shè)計(jì)24小時(shí)（全天）可用性、有效性指標(biāo)：全天均應(yīng)≥95%。

（4）空間可用性測(cè)試。空間可用性是指在達(dá)到精度指標(biāo)要求的前提下，系統(tǒng)可能的覆蓋范圍。測(cè)試方法：選擇若干理論上分布于網(wǎng)絡(luò)覆蓋范圍應(yīng)用區(qū)域最遠(yuǎn)處位于省界周邊的B級(jí)點(diǎn)，在這些已知點(diǎn)位置檢測(cè)LNCORS系統(tǒng)精度，同時(shí)結(jié)合導(dǎo)航測(cè)試結(jié)果，確定LNCORS能夠得到固定解的范圍。

（5）靜態(tài)定位精度測(cè)試。分別進(jìn)行8h、2h、1h觀(guān)測(cè)，利用專(zhuān)業(yè)數(shù)據(jù)處理軟件對(duì)觀(guān)測(cè)數(shù)據(jù)處理、解算，對(duì)解算的坐標(biāo)值進(jìn)行比較，監(jiān)測(cè)LNCORS靜態(tài)后處理精度是否達(dá)到設(shè)計(jì)要求，對(duì)LNCORS靜態(tài)定位精度進(jìn)行分析。

3.3測(cè)試的質(zhì)量控制

采用兩級(jí)檢查一級(jí)驗(yàn)收制度。各級(jí)檢查、驗(yàn)收人員根據(jù)各工種、工序所應(yīng)遵循的技術(shù)要求進(jìn)行檢查、驗(yàn)收，并提供成果質(zhì)量評(píng)價(jià)。

4　結(jié)束語(yǔ)

通過(guò)上述方法對(duì)LNCORS的測(cè)試數(shù)據(jù)進(jìn)行處理與分析，從功能和性能兩個(gè)方面證明了LNCORS達(dá)到了《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）建設(shè)總體設(shè)計(jì)》的要求。目前，LNCORS已進(jìn)入試運(yùn)行階段，它將在城市規(guī)劃、國(guó)土測(cè)繪、地籍管理、城鄉(xiāng)建設(shè)、環(huán)境監(jiān)測(cè)、防災(zāi)減災(zāi)、交通監(jiān)控，礦山測(cè)量等領(lǐng)域發(fā)揮巨大作用。

[1]吳利民，陳云波，丁仁軍.昆明市連續(xù)運(yùn)行GPS參考站系統(tǒng)的建設(shè)及應(yīng)用 [J].城市勘測(cè)，2005,(5)：8～9

[2]黃建學(xué).江蘇省CORS系統(tǒng)中RTK測(cè)量技術(shù)研究 [J].科技創(chuàng)新導(dǎo)報(bào),2011,(2）：77～78

[3]李健,呂志平.基于CORS的衛(wèi)星定位在線(xiàn)服務(wù)系統(tǒng) [J].測(cè)繪通報(bào),2007,(8)：40～44

[4]遼寧省測(cè)繪地理信息局.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）建設(shè)總體設(shè)計(jì)

P2[文獻(xiàn)碼]B

1000～405X（2016）～4～272～1