區(qū)域GNSS網(wǎng)解算中IGS基準(zhǔn)站選取研究

曾文捷 尹 彤 蒲永峰 陳 浩

(1.廣東省地質(zhì)測(cè)繪院 廣東廣州 510800；2.自然資源部測(cè)繪標(biāo)準(zhǔn)化研究所 陜西西安 710054；3.自然資源部第二地形測(cè)量隊(duì) 陜西西安 710054)

隨著2000國(guó)家大地坐標(biāo)系(China Geodetic Coordinate System 2000，CGCS2000)的建立，我國(guó)各省市及行業(yè)的區(qū)域坐標(biāo)框架基準(zhǔn)也相繼建立起來(lái)。為保證與CGCS2000基準(zhǔn)的一致性，區(qū)域和行業(yè)GNSS基準(zhǔn)均需與CGCS2000框架點(diǎn)或國(guó)際GNSS服務(wù)(International GPS Service，IGS)框架站點(diǎn)進(jìn)行聯(lián)測(cè)[1-2]。在CGCS2000坐標(biāo)框架和區(qū)域GNSS網(wǎng)解算中，常常需要用到分布于我國(guó)及我國(guó)周邊的國(guó)際IGS站作為全球基準(zhǔn)的聯(lián)測(cè)站，實(shí)現(xiàn)基準(zhǔn)的傳遞。我國(guó)基準(zhǔn)與全球基準(zhǔn)進(jìn)行聯(lián)測(cè)涉及IGS基準(zhǔn)站的選取問(wèn)題，所選取的基準(zhǔn)站數(shù)量及其幾何分布將對(duì)GNSS網(wǎng)解算結(jié)果產(chǎn)生系統(tǒng)性影響。本文采用我國(guó)境內(nèi)和我國(guó)周邊的國(guó)際IGS站，構(gòu)成大型GNSS網(wǎng)絡(luò)，從IGS站的選取數(shù)量和空間幾何分布兩方面進(jìn)行試驗(yàn)分析，以獲得具有參考價(jià)值的結(jié)論。

1 大區(qū)域GNSS網(wǎng)解算

大型GNSS網(wǎng)絡(luò)中組網(wǎng)基線通常較長(zhǎng)，可能上千千米，處理長(zhǎng)基線網(wǎng)需要考慮電離層、對(duì)流層、潮汐等改正參數(shù)和模型的影響，因此，必須采用長(zhǎng)基線解算和平差軟件進(jìn)行解算，以獲取毫米級(jí)精度。美國(guó)麻省理工學(xué)院(MIT)和SCRIPPS海洋研究所(SIO)共同開(kāi)發(fā)的高精度GNSS數(shù)據(jù)處理分析軟件GAMIT/GLOBK，目前被認(rèn)為是較優(yōu)秀的一款GNSS后處理軟件[3]。GAMIT可解算衛(wèi)星軌道、測(cè)站坐標(biāo)及其他輔助參數(shù)(如大氣延遲改正、整周模糊度等參數(shù))，處理大區(qū)域和超長(zhǎng)基線的解算精度可達(dá)到10-8～10-9數(shù)量級(jí)，點(diǎn)位精度可達(dá)到毫米級(jí)[4]。GLOBK利用卡爾曼濾波方法，基于H文件或SINEX等基線文件對(duì)多期成果進(jìn)行綜合平差，解算觀測(cè)點(diǎn)的精確坐標(biāo)和不同時(shí)段觀測(cè)各測(cè)點(diǎn)的變化速率等[5]。

GAMIT主要控制文件有sestbl.、sittbl.、lfile.和process.defaults.[6]，在超長(zhǎng)基線網(wǎng)解算中，sestbl.文件中基線解算類型選擇RELAX(即基線和軌道同時(shí)解算[7]),設(shè)置2 h間隔對(duì)流層參數(shù)估計(jì)，采用潮汐模型對(duì)各個(gè)站進(jìn)行改正。sittbl.文件對(duì)約束站的已知坐標(biāo)采用5 cm約束，對(duì)待求點(diǎn)坐標(biāo)采用松約束，設(shè)置為100 m。GLOBK程序的控制文件在使用globk_comb.cmd 和 glorg_comb.cmd進(jìn)行大區(qū)域長(zhǎng)基線網(wǎng)解算時(shí)，對(duì) IGS約束站N、E、U方向的坐標(biāo)約束分別為0.001 m、0.001 m、0.001 m，對(duì)速度的約束都為0 m/a，其他站的坐標(biāo)約束分別為10 m、10 m、10 m，對(duì)速度的約束都為0 m/a。

2 基準(zhǔn)站選取對(duì)絕對(duì)精度的影響

選取不同的基準(zhǔn)站進(jìn)行平差后會(huì)得到不同的位置坐標(biāo)，另外基準(zhǔn)誤差、基準(zhǔn)網(wǎng)形和基準(zhǔn)站精度等因素也會(huì)影響得到基準(zhǔn)站點(diǎn)正確的位置。本文所說(shuō)的絕對(duì)精度就是指在平差中沒(méi)有引入任何誤差和錯(cuò)誤得到的基準(zhǔn)站的正確位置。

2.1 基準(zhǔn)站分布對(duì)絕對(duì)精度的影響

在大區(qū)域GNSS網(wǎng)解算中，由于與觀測(cè)時(shí)間同步的IGS站或CGCS2000框架點(diǎn)的觀測(cè)數(shù)據(jù)不一定完善，在實(shí)際操作中經(jīng)常會(huì)出現(xiàn)周邊的框架點(diǎn)數(shù)據(jù)不齊全甚至缺失的情況，因此必須選取更遠(yuǎn)的基準(zhǔn)站或者國(guó)際IGS站來(lái)實(shí)現(xiàn)空間上的控制。

在實(shí)際生產(chǎn)中，經(jīng)常遇到以下幾種基準(zhǔn)站的空間分布情況：

1)基準(zhǔn)站在待解算區(qū)域東南西北4個(gè)方向上均勻分布；

2)基準(zhǔn)站在待解算區(qū)域一個(gè)方向上均勻分布；

3)基準(zhǔn)站在待解算區(qū)域兩個(gè)方向上均勻分布；

4)基準(zhǔn)站在待解算區(qū)域3個(gè)方向上均勻分布。

第一種情況是最佳狀態(tài)，在基準(zhǔn)站數(shù)據(jù)質(zhì)量比較好的情況下，如果東南西北4個(gè)方向上都有基準(zhǔn)站，就能很好地保證解算網(wǎng)絕對(duì)坐標(biāo)的準(zhǔn)確性。其他3種情況屬于空間基準(zhǔn)幾何分布不佳，在大區(qū)域GNSS數(shù)據(jù)處理中經(jīng)常碰到，主要是由于基準(zhǔn)站數(shù)據(jù)缺失(如部分基準(zhǔn)站當(dāng)前時(shí)段數(shù)據(jù)質(zhì)量差甚至沒(méi)有數(shù)據(jù))或者基準(zhǔn)站位置偏僻(如邊境地區(qū)或省界線附近)造成的。本文將采用實(shí)例數(shù)據(jù)分析驗(yàn)證后3種基準(zhǔn)站空間分布情況對(duì)解算成果產(chǎn)生的系統(tǒng)性影響。

2.2 基準(zhǔn)站數(shù)量對(duì)絕對(duì)精度的影響

在進(jìn)行高精度GNSS數(shù)據(jù)處理時(shí)，應(yīng)加入多少數(shù)量的IGS站至今沒(méi)有統(tǒng)一的定論[8]。徐平等[9]對(duì)北京GNSS網(wǎng)解算中IGS站的選取進(jìn)行了研究，結(jié)果表明，選取4個(gè)均勻分布的IGS站即可滿足毫米級(jí)精度要求。在實(shí)際生產(chǎn)中，待解算GNSS網(wǎng)附近的基準(zhǔn)站數(shù)量有多有少，在保證選取的基準(zhǔn)站的幾何分布合理的情況下，基準(zhǔn)站的數(shù)量過(guò)多或者過(guò)少都會(huì)影響解算成果的絕對(duì)精度，需要對(duì)參與基準(zhǔn)傳遞的基準(zhǔn)站數(shù)量對(duì)絕對(duì)精度的影響進(jìn)行分析驗(yàn)證。本文將在驗(yàn)證了基準(zhǔn)站幾何分布的基礎(chǔ)上，通過(guò)增加基站數(shù)量來(lái)驗(yàn)證基準(zhǔn)站冗余對(duì)絕對(duì)精度的影響。

3 試驗(yàn)及其結(jié)果分析

3.1 試驗(yàn)數(shù)據(jù)收集及整理

為驗(yàn)證大區(qū)域GNSS網(wǎng)適宜的基準(zhǔn)站選取方法，本文選取中國(guó)境內(nèi)及其周邊的國(guó)際IGS站點(diǎn)作為研究對(duì)象，以多時(shí)段、多星座觀測(cè)數(shù)據(jù)為原始數(shù)據(jù)，共收集15個(gè)IGS站年積日100～105的6個(gè)全時(shí)段數(shù)據(jù)。為避免數(shù)據(jù)本身質(zhì)量問(wèn)題影響試驗(yàn)結(jié)果，采用TEQC軟件對(duì)全網(wǎng)數(shù)據(jù)進(jìn)行了質(zhì)量檢測(cè)。試驗(yàn)數(shù)據(jù)要求：各IGS站單時(shí)段mp1和mp2值均小于0.4，時(shí)段長(zhǎng)度均大于23.1 h。

本次試驗(yàn)所選15個(gè)IGS站中有7個(gè)是我國(guó)境內(nèi)IGS站：WUHN(武漢站)、BJFS(北京站)、SHAO(上海天文臺(tái))、URUM(烏魯木齊站)、LHAZ(拉薩站)、CHAN(長(zhǎng)春站)和TWTF(臺(tái)灣桃園站)，這7個(gè)IGS站點(diǎn)將作為待解算點(diǎn)；8個(gè)境外IGS站：YSSK(Yuzhno- Sakhalins)、SUWN(韓國(guó))、PIMO(Manila Observato)、CUSV(Chulalongkorn)、IISC(Indian Institute)、KIT3(Kitab，Uzbekista)、NVSK(Novosibirsk)和IRKT(IRKUTSK)，這些站點(diǎn)則作為約束站，用于驗(yàn)證基準(zhǔn)站選取對(duì)成果精度的影響。15個(gè)站點(diǎn)的點(diǎn)位分布如圖1所示。

圖1 15個(gè)國(guó)際IGS站點(diǎn)的空間分布

本次試驗(yàn)采用境外的8個(gè)國(guó)際IGS站作為約束站來(lái)解算我國(guó)境內(nèi)7個(gè)IGS站。8個(gè)約束站坐標(biāo)基準(zhǔn)采用IGS公布的ITRF2014成果，約束平差后獲得 7個(gè)境內(nèi)站的ITRF2014成果，最后通過(guò)與IGS公布的ITRF2014框架2010.0歷元的坐標(biāo)進(jìn)行比對(duì)，驗(yàn)證解算的7個(gè)境內(nèi)IGS站的絕對(duì)坐標(biāo)精度。ITRF2014成果是全球GNSS框架的最新全球平差成果[10]，采用了最新的ITRF2014參數(shù)，參考?xì)v元為2010.0歷元[11]。

試驗(yàn)主要從以下兩個(gè)方面進(jìn)行分析：

1)所選取的IGS站按照在測(cè)區(qū)周邊東南西北4個(gè)方向的不同分布情況來(lái)驗(yàn)證分析基準(zhǔn)站的幾何分布對(duì)絕對(duì)精度的影響。按照順時(shí)針?lè)较蛑饾u增加基準(zhǔn)站，并計(jì)算每次添加基準(zhǔn)站后的平差成果，將每次解算得到的境內(nèi)7個(gè)IGS站的坐標(biāo)成果與IGS公布的ITRF2014成果進(jìn)行對(duì)比，同時(shí)結(jié)合解算過(guò)程中的精度指標(biāo)來(lái)判斷基準(zhǔn)站幾何分布方案的優(yōu)劣性。

2)在確定3個(gè)基本基準(zhǔn)站基礎(chǔ)上，不斷增加基準(zhǔn)站數(shù)量，并將每次添加基準(zhǔn)站后的解算結(jié)果與IGS公布的ITRF2014成果進(jìn)行對(duì)比，同時(shí)結(jié)合平差的精度指標(biāo)來(lái)判斷基準(zhǔn)站數(shù)量選取對(duì)解算結(jié)果的影響。

3.2 基準(zhǔn)站空間分布對(duì)絕對(duì)精度影響分析

試驗(yàn)基于8個(gè)境外基準(zhǔn)站按照一定選取規(guī)則構(gòu)成不同的基線網(wǎng)，得到不同的平差精度來(lái)分析基站分布與解算精度的關(guān)系。根據(jù)IGS站分布情況，按照順時(shí)針?lè)较驅(qū)UWN、PIMO、CUSV 、IISC、KIT3、NVSK、IRKT和YSSK 8個(gè)IGS站，依次添加到基線解算和平差基準(zhǔn)中形成8個(gè)方案，具體基準(zhǔn)選取情況如下：

方案1：選取SUWN一個(gè)基準(zhǔn)站，解算國(guó)內(nèi)7個(gè)IGS站；

方案2：選取SUWN和PIMO兩個(gè)基準(zhǔn)站，解算國(guó)內(nèi)7個(gè)IGS站；

方案3：選取SUWN、PIMO和CUSV 3個(gè)基準(zhǔn)站，解算國(guó)內(nèi)7個(gè)IGS站；

方案4：選取SUWN、PIMO、CUSV 和IISC 4個(gè)基準(zhǔn)站，解算國(guó)內(nèi)7個(gè)IGS站；

方案5：選取SUWN、PIMO、CUSV、IISC和KIT3 5個(gè)基準(zhǔn)站，解算國(guó)內(nèi)7個(gè)IGS站；

方案6：選取SUWN、PIMO、CUSV、IISC、KIT3和NVSK 6個(gè)基準(zhǔn)站，解算國(guó)內(nèi)7個(gè)IGS站；

方案7：選取SUWN、PIMO、CUSV、IISC、KIT3、NVSK和IRKT 7個(gè)基準(zhǔn)站，解算國(guó)內(nèi)7個(gè)IGS站；

方案8：選取SUWN、PIMO、CUSV、IISC、KIT3、NVSK、IRKT和YSSK 8個(gè)基準(zhǔn)站，解算國(guó)內(nèi)7個(gè)IGS站。

8個(gè)解算方案的點(diǎn)位分布如圖2所示(數(shù)字代表了該方案所增添的站)。

圖2 順時(shí)針?lè)较蛞来翁砑有纬傻?個(gè)基準(zhǔn)站選取圖

8次試驗(yàn)均采用GMAIT軟件進(jìn)行單時(shí)段基線解算，并采用基線解算的標(biāo)準(zhǔn)化均方根誤差(NRMS)、基線矢量中誤差和基線重復(fù)率等指標(biāo)來(lái)評(píng)價(jià)基線精度，采用平差χ2檢驗(yàn)以及與IGS公布的成果進(jìn)行對(duì)比來(lái)驗(yàn)證基線絕對(duì)精度。

3.2.1 基線解算標(biāo)準(zhǔn)化均方根誤差比較

GAMIT在每個(gè)單時(shí)段基線解算后都會(huì)統(tǒng)計(jì)基線綜合解算的NRMS。NRMS表示該時(shí)段解算的基線值偏離其加權(quán)平均值的程度[5]，代表了全網(wǎng)基線精度，其計(jì)算公式為

(1)

式中：N為測(cè)站個(gè)數(shù)，Yi、Y分別為基線解算值及其加權(quán)平均值，δi為單位權(quán)中誤差。

通常情況下，單時(shí)段NRMS應(yīng)小于0.5 m，如果大于0.5 m說(shuō)明基線解算有問(wèn)題。NRMS越小越好，說(shuō)明周跳修復(fù)比較干凈，通常小于0.25 m則表明基線解算質(zhì)量高[9]。本次試驗(yàn)針對(duì)8個(gè)方案，每個(gè)方案6個(gè)時(shí)段，共計(jì)48個(gè)時(shí)段的基線解算進(jìn)行精度統(tǒng)計(jì)，結(jié)果如表1所示。

表1 每個(gè)方案的5個(gè)單天解NRMS統(tǒng)計(jì)單位:mTab.1 Statistics of Five Single Day NRMS in Each Scheme方 案最小值最大值平均值方案10.220 5710.246 5040.233 195方案20.200 3160.226 4850.209 338方案30.187 1680.207 3940.195 458方案40.150 4830.168 4020.160 054方案50.130 8100.138 7740.135 434方案60.122 0230.139 5620.131 844方案70.121 0650.139 2210.128 891方案80.105 4000.129 4240.112 799

由表1可知，方案1的NRMS值最大，隨著基準(zhǔn)站數(shù)量的增加，方案2～8的NRMS平均值逐漸減小，增加到4個(gè)基準(zhǔn)站時(shí)，NRMS最大值降低到0.20 m 以下。

3.2.2 基線矢量中誤差比較

基線解算完畢后，根據(jù)8種方案的基線文件對(duì)基線在N、E和U方向的矢量分量的精度(綜合中誤差)進(jìn)行統(tǒng)計(jì)和對(duì)比分析，結(jié)果如圖3所示。其中，橫坐標(biāo)為8個(gè)方案中分別采用的基準(zhǔn)站的數(shù)量，縱坐標(biāo)為每個(gè)方案多天基線矢量(獨(dú)立基線)的綜合平均中誤差。

由圖3可知，隨著按順時(shí)針?lè)较蛱砑踊鶞?zhǔn)站數(shù)量的增加，基站控制網(wǎng)的幾何分布逐漸覆蓋了東南西北4個(gè)方向，使得基線解算獨(dú)立基線的綜合平均中誤差向0收斂。當(dāng)基準(zhǔn)站數(shù)量增加到5個(gè)時(shí)平均中誤差(小于2 cm)開(kāi)始穩(wěn)定。當(dāng)基準(zhǔn)站數(shù)量添加到5個(gè)時(shí)，正好是在最后1個(gè)方向上也有控制點(diǎn)的時(shí)候，所有基線矢量中誤差平均值趨于1 cm。

圖3 解算網(wǎng)基線綜合矢量平均中誤差隨IGS站數(shù)量增加的變化曲線

3.2.3χ2檢驗(yàn)統(tǒng)計(jì)

χ2檢驗(yàn)用于對(duì)8個(gè)方案的自身準(zhǔn)確度進(jìn)行評(píng)估，驗(yàn)證各方案采用的基準(zhǔn)框架和歷元坐標(biāo)是否正確，判斷基線解算和平差過(guò)程中是否有誤差帶入。本文對(duì)每個(gè)方案6個(gè)時(shí)段進(jìn)行綜合平差，約束每個(gè)方案所選的基準(zhǔn)站，按照GLOBK平差參數(shù)配置平差。在GLOBK中采用χ2檢驗(yàn)方法來(lái)檢查平差基準(zhǔn)與基線數(shù)據(jù)的坐標(biāo)符合程度，宏觀了解平差基準(zhǔn)誤差的大小。χ2檢驗(yàn)值如果小于1，則說(shuō)明平差結(jié)果比較好[12]。表2為每個(gè)方案的綜合平差χ2檢驗(yàn)統(tǒng)計(jì)結(jié)果。

表2 綜合平差的 χ2檢驗(yàn)Tab.2 χ2 Test of Comprehensive Adjustment方 案χ2檢驗(yàn)值方案10.452方案20.871方案30.781方案40.256方 案χ2檢驗(yàn)值方案50.452方案60.871方案70.481方案80.965

由表2可知，8個(gè)方案的平差χ2檢驗(yàn)值均小于1，說(shuō)明每個(gè)方案的基準(zhǔn)站采用的約束坐標(biāo)與基線成果的點(diǎn)位坐標(biāo)相符程度很好，一致性很好，同時(shí)也表明，基準(zhǔn)ITRF2014坐標(biāo)推算的瞬時(shí)歷元坐標(biāo)比較準(zhǔn)確，觀測(cè)數(shù)據(jù)質(zhì)量也比較好。

3.2.4 與IGS公布成果比較

最后，將8個(gè)方案解算的國(guó)內(nèi)7個(gè)IGS站的成果與國(guó)際IGS公布的ITRF2014坐標(biāo)進(jìn)行比較，7個(gè)IGS站點(diǎn)的解算坐標(biāo)與已知坐標(biāo)的絕對(duì)位置差如圖4所示。

圖4 8個(gè)方案的解算坐標(biāo)與IGS公布成果對(duì)比

由圖4可知， 方案1(1個(gè)基準(zhǔn)站)的絕對(duì)位置系統(tǒng)誤差為3～5 cm；基準(zhǔn)站數(shù)量達(dá)到4個(gè)時(shí)，各站的絕對(duì)位置系統(tǒng)誤差開(kāi)始小于2 cm；當(dāng)基準(zhǔn)站數(shù)量達(dá)到7個(gè)以后，各站的絕對(duì)位置系統(tǒng)誤差開(kāi)始小于1 cm。結(jié)果表明：隨著基準(zhǔn)站在測(cè)區(qū)周邊逐漸覆蓋，解算成果的絕對(duì)精度不斷提高并趨于穩(wěn)定。

3.3 基準(zhǔn)站數(shù)量對(duì)絕對(duì)精度的影響

上述結(jié)果已經(jīng)表明，基準(zhǔn)站在滿足測(cè)區(qū)周邊均勻分布的情況下才能達(dá)到更高的絕對(duì)精度。為驗(yàn)證大區(qū)域GNSS解算中基準(zhǔn)站數(shù)量對(duì)待解算點(diǎn)精度的影響，本文在我國(guó)周邊北、南、西3個(gè)方向上分別選取一個(gè)IGS站(IRKT、CUSV、KIT3)作為基準(zhǔn)站，在基準(zhǔn)站基本滿足幾何分布的條件下，分析在測(cè)區(qū)周邊添加其他基準(zhǔn)站對(duì)解算點(diǎn)精度的影響。本試驗(yàn)將SUWN、PIMO、IISC、NVSK、YSSK 5個(gè)站按順時(shí)針?lè)较蛑鹨惶砑拥郊s束基準(zhǔn)中，形成6個(gè)解算方案，并采用χ2檢驗(yàn)以及與IGS站公布的站點(diǎn)成果進(jìn)行比較來(lái)分析和驗(yàn)證解算精度。6個(gè)方案基準(zhǔn)站選取情況如下：

方案1：選取IRKT、CUSV和KIT3 3個(gè)基準(zhǔn)站，解算國(guó)內(nèi)7個(gè)IGS站。

方案2：選取IRKT、CUSV、KIT3和SUWN 4個(gè)基準(zhǔn)站，解算國(guó)內(nèi)7個(gè)IGS站。

方案3：選取IRKT、CUSV、KIT3、SUWN和PIMO 5個(gè)基準(zhǔn)站，解算國(guó)內(nèi)7個(gè)IGS站。

方案4：選取IRKT、CUSV、KIT3、SUWN、PIMO和IISC 6個(gè)基準(zhǔn)站，解算國(guó)內(nèi)7個(gè)IGS站。

方案5：選取IRKT、CUSV、KIT3、SUWN、PIMO、IISC和NVSK 7個(gè)基準(zhǔn)站，解算國(guó)內(nèi)7個(gè)IGS站。

方案6：選取IRKT、CUSV、KIT3、SUWN、PIMO、IISC、NVSK和YSSK 8個(gè)基準(zhǔn)站，解算國(guó)內(nèi)7個(gè)IGS站。

6個(gè)方案基準(zhǔn)站點(diǎn)分布如圖5所示(數(shù)字①代表基本基準(zhǔn)站，其他數(shù)字代表逐次添加的基準(zhǔn)站)。

圖5 基于基本基準(zhǔn)站遞增的基準(zhǔn)站選取方案

3.3.1χ2檢驗(yàn)統(tǒng)計(jì)

對(duì)每個(gè)方案的多時(shí)段進(jìn)行綜合平差，約束每個(gè)方案所選的基準(zhǔn)站，按照GLOBK平差參數(shù)配置平差。平差后對(duì)各方案的χ2檢驗(yàn)值進(jìn)行統(tǒng)計(jì)，結(jié)果如表3所示。

表3 綜合平差的 χ2檢驗(yàn)Tab.3 χ2 Test of Comprehensive Adjustment年積日χ2檢驗(yàn)值方案10.452方案20.871方案30.256年積日χ2檢驗(yàn)值方案40.452方案50.871方案60.965

由表3可知，6個(gè)方案的平差χ2檢驗(yàn)值均小于1，說(shuō)明每個(gè)方案的基準(zhǔn)站采用的約束坐標(biāo)與基線成果的點(diǎn)位坐標(biāo)相符程度很好，一致性很好。

χ2檢驗(yàn)值體現(xiàn)的是約束坐標(biāo)與基線文件提取坐標(biāo)的符合程度，本文選擇的IGS約束站均采用ITRF公布的基站坐標(biāo)，其符合度很好，所以χ2檢驗(yàn)值均小于1。

3.3.2 與IGS公布成果比較

將6個(gè)方案中解算得到的國(guó)內(nèi)7個(gè)IGS成果與國(guó)際IGS公布的ITRF2014框架坐標(biāo)進(jìn)行比較，各解算點(diǎn)的絕對(duì)位置差異情況如圖6所示。

圖6 6個(gè)方案的絕對(duì)精度比較

由圖6可知，3個(gè)基礎(chǔ)框架(3個(gè)基本基準(zhǔn)站)解算時(shí)，國(guó)內(nèi)7個(gè)IGS站點(diǎn)的絕對(duì)位置系統(tǒng)誤差均大于10 mm；當(dāng)基準(zhǔn)站數(shù)量為4個(gè)時(shí)，解算結(jié)果的絕對(duì)位置系統(tǒng)誤差為9～10 mm；當(dāng)為5個(gè)基準(zhǔn)站時(shí)，各點(diǎn)絕對(duì)位置系統(tǒng)誤差為7～9 mm，同時(shí)，解算的絕對(duì)位置系統(tǒng)誤差基本趨于穩(wěn)定。說(shuō)明：選取3個(gè)基準(zhǔn)站在平差控制力上表現(xiàn)稍弱，選取4～5個(gè)基準(zhǔn)站之后，成果較穩(wěn)定，效果較好。

4 結(jié) 語(yǔ)

在CGCS2000框架基準(zhǔn)的應(yīng)用中，基準(zhǔn)及基準(zhǔn)站的選取因涉及基準(zhǔn)傳遞的正確性和準(zhǔn)確度，成為各個(gè)區(qū)域GNSS解算中首要考慮的重要問(wèn)題。本文從IGS站幾何分布和數(shù)量?jī)煞矫嫜芯苛舜髤^(qū)域GNSS網(wǎng)解算中IGS框架基準(zhǔn)的選取問(wèn)題，通過(guò)試驗(yàn)分析得出了一些有價(jià)值的結(jié)論：

1)基準(zhǔn)站的選取應(yīng)在測(cè)區(qū)周邊均勻分布?；鶞?zhǔn)站的選擇應(yīng)以測(cè)區(qū)為中心，在測(cè)區(qū)周邊方向上均勻分布，且應(yīng)避免出現(xiàn)在某個(gè)方向上缺失的情況，否則將直接影響成果的絕對(duì)精度。

2)在基準(zhǔn)站幾何分布均勻的情況下，選取4～5個(gè)穩(wěn)定的基準(zhǔn)站即可滿足大區(qū)域GNSS網(wǎng)解算精度要求。如果基準(zhǔn)站數(shù)量太少，會(huì)直接影響基準(zhǔn)的幾何結(jié)構(gòu)，從而給成果帶來(lái)系統(tǒng)性誤差；如果基準(zhǔn)站數(shù)量選取太多，則容易將部分基準(zhǔn)站的自身誤差帶入成果中。

3)基于IGS框架站進(jìn)行同步解算時(shí)，通常組網(wǎng)基線太長(zhǎng)，因此需要采用合適的長(zhǎng)基線解算策略，才能更好地消除誤差，使得基線解算精度達(dá)到毫米級(jí)。

4)采用GAMIT/GLOBK進(jìn)行GNSS數(shù)據(jù)處理時(shí)，可以通過(guò)基線矢量中誤差、標(biāo)準(zhǔn)化均方根誤差和χ2檢驗(yàn)等指標(biāo)評(píng)價(jià)基線和平差的解算質(zhì)量。