單基站CORS系統(tǒng)的動(dòng)靜態(tài)定位精度研究

韓瑞峰

【摘要】? ? 近些年GPS技術(shù)因其應(yīng)用效果顯著，被我國迅速推廣應(yīng)用與發(fā)展。利用多基站網(wǎng)絡(luò)RTK技術(shù)，設(shè)立連續(xù)運(yùn)行參考站點(diǎn)，稱之為CORS技術(shù)。本篇文章通過某城市路段道路擴(kuò)展測量工作中應(yīng)用單基站CORS技術(shù)繪制1：500比例數(shù)字條帶地形圖，分析其測量結(jié)果及精度。結(jié)果顯示，單個(gè)CORS-RTK基站的工作效率提升明顯，且測量精度更好。

【關(guān)鍵詞】? ? 單基站? ? CORS系統(tǒng)? ? 動(dòng)靜態(tài)定位精度

引言：隨著我國的經(jīng)濟(jì)發(fā)展，國內(nèi)外區(qū)域之間的聯(lián)系交流加強(qiáng)，機(jī)場客流量日增，客運(yùn)增加。機(jī)場的管理越來越具有挑戰(zhàn)性。且航空環(huán)境正變得復(fù)雜，面對(duì)航空日益增長的需求，民用航空對(duì)相關(guān)導(dǎo)航設(shè)備，系統(tǒng)和技術(shù)的要求正在不斷提高。如果在這種新的工作情況下無法進(jìn)行高精度導(dǎo)航，航天安全出行保障工作將受到較大程度影響，事故風(fēng)險(xiǎn)率增大。

一、分析全球衛(wèi)星導(dǎo)航系統(tǒng)GNSS的定位誤差

（一）星歷誤差。通常衛(wèi)星星歷誤差，指衛(wèi)星空間位置與衛(wèi)星星歷計(jì)算的實(shí)際位置之間的誤差。太空中的衛(wèi)星按照已有軌道運(yùn)行時(shí)會(huì)受其他星體力的影響，因此其實(shí)際運(yùn)行軌跡與計(jì)算軌道之間存在誤差。通常衛(wèi)星星歷本身也有些許偏差，星歷計(jì)算的衛(wèi)星軌道位置被用作參與導(dǎo)航和定位求解過程的已知?jiǎng)討B(tài)參數(shù)，導(dǎo)致定位誤差的產(chǎn)生。而星歷錯(cuò)誤是由于衛(wèi)星軌道的干擾復(fù)雜性，運(yùn)行不穩(wěn)定造成的。衛(wèi)星星歷包括預(yù)測星歷，廣播星歷和準(zhǔn)確的星歷表。其中預(yù)測星歷精度最低，僅限于跟蹤和確定衛(wèi)星的大致位置。

（二）大氣電離層導(dǎo)致的延時(shí)。電離層指的是距離地面50-1000公里的大氣區(qū)域，該部分大氣富含離子和自由電子，對(duì)電磁波的傳導(dǎo)具有較大的干擾作用。電離層對(duì)現(xiàn)代人類的影響更加明顯，在本文探討的領(lǐng)域，電離層容易導(dǎo)致GNSS系統(tǒng)信號(hào)傳輸產(chǎn)生延遲，進(jìn)而導(dǎo)致計(jì)算結(jié)果的誤差。通常指的電離層延遲誤差，即由于電離層的作用而導(dǎo)致GNSS電磁波在傳播過程中，發(fā)生滯后現(xiàn)象，同時(shí)影響了定位精度與定位方向的有限性。通常，電離延時(shí)的等效距離都是數(shù)幾米，而當(dāng)太陽黑子活躍時(shí)，電離層中的自由電子會(huì)更加，電子密度增大，對(duì)電磁波傳播干擾更強(qiáng)，波的相位傳播速度更快，波能量傳遞效率更慢，電離延時(shí)效應(yīng)更強(qiáng)，延時(shí)誤差無疑更大，相位誤差甚至可達(dá)數(shù)10米或更高。

二、分析探討單基站CORS系統(tǒng)靜態(tài)定位測試方法及工作精度

1、單基站CORS系統(tǒng)的測試方法。根據(jù)不同的測量方法，單基站CORS系統(tǒng)的實(shí)時(shí)定位精度測試可分為兩種類型，即靜態(tài)定位精度檢測，以及動(dòng)態(tài)實(shí)時(shí)定位精度檢測。定位測試方法可以通過各種處理方法具體地劃分為已知的點(diǎn)測量，后續(xù)處理，實(shí)際數(shù)據(jù)比較方法，動(dòng)態(tài)幾何軌道的測量方法，反基線測量等。其中，已知點(diǎn)檢測方法常用的基于靜態(tài)點(diǎn)的實(shí)時(shí)位置精度測量，操作簡單，效果直觀。采用已知點(diǎn)檢測法，分析測量精度，以準(zhǔn)確反映系統(tǒng)的準(zhǔn)確性。而靜態(tài)已知點(diǎn)檢測，通過在CAFUC-CORS單基站系統(tǒng)中選取有效區(qū)域，挑選一些清晰且有代表性的點(diǎn)，設(shè)置GNSS接收器，同步收集數(shù)據(jù)，再使用收集的數(shù)據(jù)執(zhí)行準(zhǔn)確度分析操作。通常有兩種方法可以表達(dá)CORS系統(tǒng)的精度，即滿足內(nèi)部的精度和外部精度。其中，符合內(nèi)部的精度代表是實(shí)際測量值與測試數(shù)據(jù)的平均水平的偏差，或稱為觀察誤差或標(biāo)準(zhǔn)偏差。兩種系統(tǒng)精度的表示方法使用時(shí)視情況而定。

2、測試單基站CORS系統(tǒng)的測量精度。完成系統(tǒng)架設(shè)及調(diào)試工作后，施工建設(shè)者需要測試移動(dòng)服務(wù)站點(diǎn)的測量精度，其一，針對(duì)幾個(gè)外部已知點(diǎn)，執(zhí)行移動(dòng)站點(diǎn)的測量精度監(jiān)測。對(duì)其中的特定已知點(diǎn)，需要使用單基站CORS系統(tǒng)展開對(duì)測試區(qū)域內(nèi)25個(gè)D級(jí)GPS已知點(diǎn)的檢測。最終檢測點(diǎn)垂直方向上誤差ΔH= 0.016m，檢測點(diǎn)點(diǎn)位誤差分別為ΔX= 0.011m和ΔY= 0.009m。其二，對(duì)于固定的移動(dòng)臺(tái)的測量精度測試。使用單基站CORS系統(tǒng)測量檢測范圍內(nèi)的20個(gè)固定點(diǎn)。最終結(jié)果如下，檢測點(diǎn)垂直方向上的誤差ΔH= 0.022米; 采集點(diǎn)點(diǎn)位誤差分別為ΔX= 0.015 m，ΔY= 0.014 m。分析精度測試可知，單基站的CORS系統(tǒng)對(duì)中小范圍內(nèi)定位精度的一般要求能夠較好的滿足，具有實(shí)用價(jià)值。

3、定位基站與數(shù)據(jù)處理中心的通訊。通常CORS定位系統(tǒng)的基站以兩種方式與數(shù)據(jù)處理中心通信，即有線通訊和無線通信。其中無線連接意味著在定位基站設(shè)置無線通信設(shè)備，并使用無線網(wǎng)絡(luò)連接到數(shù)據(jù)處理中心。無線通信不受基站和數(shù)據(jù)中心距離的限制，但需要較高的通訊設(shè)備和網(wǎng)絡(luò)資費(fèi)的投入，建成后的日常維護(hù)工作也比較繁重。因此采用有線通訊，即使用電纜將基站和與數(shù)據(jù)處理中心相接。該方法僅適用于具有固定基站位置的CORS系統(tǒng)。對(duì)于企業(yè)來說，它節(jié)省了網(wǎng)絡(luò)成本，更方便維護(hù)，因此對(duì)單基站CORS定位系統(tǒng)更加適用。

結(jié)束語：本文綜合介紹了CORS系統(tǒng)和RTK組網(wǎng)技術(shù)，并參考了單基站建設(shè)中涉及的一些相關(guān)文獻(xiàn)。分析了定位技術(shù)普遍存在的影響因素。簡介了單基站CORS系統(tǒng)的配置，測試方法，以及測量結(jié)果的檢測，分析了基站與數(shù)據(jù)中心的通訊方式，希望給予相關(guān)人員一定的幫助。

參? 考? 文? 獻(xiàn)

[1] 李珊珊.單基站CORS系統(tǒng)的動(dòng)靜態(tài)定位精度研究[D].中國民用航空飛行學(xué)院，2019.

[2] 董學(xué)剛，岳成鯤，李玲，畢博，馬驍.單基站CORS系統(tǒng)的建設(shè)與應(yīng)用實(shí)踐[J].水利技術(shù)監(jiān)督，2017，25（06）：47-48.

[3] 李燕軍，龔真春，李相全，石小濤，李春林.單基站CORS-RTK在道路工程測量中的應(yīng)用[J].全球定位系統(tǒng)，2017，42（02）：67-69+78.