基于IGS數(shù)據(jù)的北斗長(zhǎng)基線解算精度分析

摘要：本文選取了了IGS中MGEX的部分站點(diǎn)組成GPS觀測(cè)網(wǎng)，通過獲取相應(yīng)站點(diǎn)連續(xù)一周的的觀測(cè)數(shù)據(jù)，并結(jié)合IGS發(fā)布的廣播星歷進(jìn)行基線解算。解算過程中對(duì)GPS+BDS系統(tǒng)、單GPS系統(tǒng)和單BDS系統(tǒng)分別解算，獲得三次解算結(jié)果。對(duì)同一天的解算結(jié)果和整體解算結(jié)果進(jìn)行精度分析，并得出結(jié)論。

關(guān)鍵詞：IGS，基線解算，精度分析，BDS

1.前言

北斗衛(wèi)星導(dǎo)航系統(tǒng)（BDS）是中國(guó)著眼于國(guó)家安全和經(jīng)濟(jì)社會(huì)發(fā)展需要，自主建設(shè)運(yùn)行的全球衛(wèi)星導(dǎo)航系統(tǒng)，是為全球用戶提供全天候、全天時(shí)、高精度的定位、導(dǎo)航和授時(shí)服務(wù)的國(guó)家重要時(shí)空基礎(chǔ)設(shè)施。 20世紀(jì)后期，中國(guó)開始探索適合國(guó)情的衛(wèi)星導(dǎo)航系統(tǒng)發(fā)展道路，逐步形成了三步走發(fā)展戰(zhàn)略：2000年年底，建成北斗一號(hào)系統(tǒng)，向中國(guó)提供服務(wù);2012年年底，建成北斗二號(hào)系統(tǒng)，向亞太地區(qū)提供服務(wù);2020年，建成北斗三號(hào)系統(tǒng)，向全球提供服務(wù)。北斗系統(tǒng)提供服務(wù)以來，已在交通運(yùn)輸、農(nóng)林漁業(yè)、水文監(jiān)測(cè)、氣象測(cè)報(bào)、通信授時(shí)、電力調(diào)度、救災(zāi)減災(zāi)、公共安全等領(lǐng)域得到廣泛應(yīng)用，服務(wù)國(guó)家重要基礎(chǔ)設(shè)施，產(chǎn)生了顯著的經(jīng)濟(jì)效益和社會(huì)效益?；诒倍废到y(tǒng)的導(dǎo)航服務(wù)已被電子商務(wù)、移動(dòng)智能終端制造、位置服務(wù)等廠商采用，廣泛進(jìn)入中國(guó)大眾消費(fèi)、共享經(jīng)濟(jì)和民生領(lǐng)域，應(yīng)用的新模式、新業(yè)態(tài)、新經(jīng)濟(jì)不斷涌現(xiàn)，深刻改變著人們的生產(chǎn)生活方式。中國(guó)將持續(xù)推進(jìn)北斗應(yīng)用與產(chǎn)業(yè)化發(fā)展，服務(wù)國(guó)家現(xiàn)代化建設(shè)和百姓日常生活，為全球科技、經(jīng)濟(jì)和社會(huì)發(fā)展做出貢獻(xiàn)。 本文主要對(duì)北斗系統(tǒng)的長(zhǎng)精度以及北斗基線網(wǎng)定位精度進(jìn)行了研究。

2.數(shù)據(jù)處理

2.1數(shù)據(jù)來源：

本文選取了IGS站點(diǎn)中的HKWS、HKSL、NCKU三個(gè)站點(diǎn)作為本次研究的對(duì)象。而站點(diǎn)數(shù)據(jù)取自IGS的MGEX項(xiàng)目數(shù)據(jù)。MGEX（The Multi-GNSS Experiment）項(xiàng)目是IGS建立的收集和分析多套GNSS系統(tǒng)數(shù)據(jù)的融合項(xiàng)目，涵蓋了GPS、GLONASS、BDS、GALILEO、QZSS等多套系統(tǒng)[1]。本次選取了這三個(gè)站點(diǎn)2020年1月25日至2020年1月31日，連續(xù)一周的觀測(cè)數(shù)據(jù)進(jìn)行解算。采樣間隔為30秒，觀測(cè)時(shí)長(zhǎng)為24小時(shí)，因數(shù)據(jù)較多，選取了HKWL-HKSL基線部分用作分析。站點(diǎn)分布圖如下：

其中HKWS-HKSL基線長(zhǎng)度為42512.196m，接收機(jī)和天線型號(hào)如下表[2]：

2.2數(shù)據(jù)預(yù)處理：

在數(shù)據(jù)處理之前，先對(duì)本次數(shù)據(jù)進(jìn)行預(yù)處理，保證數(shù)據(jù)的可靠性。對(duì)于數(shù)據(jù)的預(yù)處理，采用teqc分析其數(shù)據(jù)有效率和多路徑效應(yīng)。對(duì)數(shù)據(jù)有效率小于95%，多路徑效應(yīng)（mp1，mp2）大于0.5的數(shù)據(jù)進(jìn)行篩除。預(yù)處理結(jié)果如下表所示：

2.3數(shù)據(jù)解算

從表2中可以看出，本次采用的數(shù)據(jù)質(zhì)量較好，不需要對(duì)數(shù)據(jù)進(jìn)行篩選。而本次的基線解算采用國(guó)內(nèi)某軟件進(jìn)行，對(duì)兩個(gè)站點(diǎn)的七天觀測(cè)數(shù)據(jù)進(jìn)行分別基線處理，采用的星歷為MGEX項(xiàng)目的廣播星歷brdm.20p。解算結(jié)果如下所示（部分）：

從解算結(jié)果中可以看出，在BDS和GPS在平面坐標(biāo)增量上的偏差較小，大部分都在毫米級(jí)上，僅在第三天達(dá)到了厘米級(jí)。且相對(duì)誤差整體較小，都維持在一個(gè)良好的狀態(tài)，說明本次的解算質(zhì)量相對(duì)較好。而高程方向相差相對(duì)較大，但幾乎都維持在3cm以內(nèi)。而均方差（RMS）也都基本維持在20mm以內(nèi)。單日BDS和GPS在基線解算精度上雖略有差異，但相差不大，說明BDS和GPS的解算結(jié)果十分相近。單日解算結(jié)果中，部分天數(shù)BDS略優(yōu)于GPS。

3.結(jié)論

通過對(duì)基線解算結(jié)果分析，可以看出BDS和GPS在單獨(dú)解算基線方向相差甚小。單天解算結(jié)果上看，BDS和GPS精度基本持平，互有優(yōu)劣。部分天數(shù)BDS的解算結(jié)果優(yōu)于GPS，反之亦然。從中誤差來分析，本次解算結(jié)果的中誤差均在10mm左右，而基線長(zhǎng)度為42km，遠(yuǎn)超GNSS-C測(cè)量標(biāo)準(zhǔn)[3]。并且考慮到采用的為廣播星歷，精度相較于精密星歷會(huì)較弱。因此可以看出本次解算結(jié)果的精度完全能夠滿足工程生產(chǎn)的需要，同時(shí)可以認(rèn)為在工程中采用單BDS解算亦能滿足生產(chǎn)需求，且精度相較于GPS差距不大，甚至略優(yōu)于GPS。

參考文獻(xiàn)：

[1]張樹宏，李金龍，馬俊峰等.北斗中長(zhǎng)基線靜態(tài)測(cè)量精度初步評(píng)估[J].測(cè)繪工程.2017

[2]杜偉吉，王敏.使用TBC軟件進(jìn)行BDS基線解算精度分析[J].測(cè)繪科學(xué)技術(shù)學(xué)報(bào).2020

[3] GB/T 18314-2009全球定位系統(tǒng)（GPS）測(cè)量規(guī)范.2009

作者簡(jiǎn)介：吳雯雯（1989.7-）女，漢族，青海海西人，碩士，云南工程職業(yè)學(xué)院，講師，研究方向：工程測(cè)量。

基金項(xiàng)目：云南省教育廳科學(xué)研究基金項(xiàng)目“融合北斗衛(wèi)星（BDS）的CORS基準(zhǔn)站系統(tǒng)精度研究”（項(xiàng)目編號(hào)：2020J0927）

作者簡(jiǎn)介：吳雯雯（1989.7-）女，漢族，青海海西人，碩士，云南工程職業(yè)學(xué)院，講師，研究方向：工程測(cè)量。

云南工程職業(yè)學(xué)院 ?云南昆明 ?650304