單基站CORS系統(tǒng)的動靜態(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)運行參考站點，稱之為CORS技術(shù)。本篇文章通過某城市路段道路擴展測量工作中應(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)? ? 動靜態(tài)定位精度

引言：隨著我國的經(jīng)濟發(fā)展，國內(nèi)外區(qū)域之間的聯(lián)系交流加強，機場客流量日增，客運增加。機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，面對航空日益增長的需求，民用航空對相關(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)星星歷計算的實際位置之間的誤差。太空中的衛(wèi)星按照已有軌道運行時會受其他星體力的影響，因此其實際運行軌跡與計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動態(tài)參數(shù)，導(dǎo)致定位誤差的產(chǎn)生。而星歷錯誤是由于衛(wèi)星軌道的干擾復(fù)雜性，運行不穩(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。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，對電磁波的傳導(dǎo)具有較大的干擾作用。電離層對現(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)信號傳輸產(chǎn)生延遲，進而導(dǎo)致計算結(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，同時影響了定位精度與定位方向的有限性。通常，電離延時的等效距離都是數(shù)幾米，而當(dāng)太陽黑子活躍時，電離層中的自由電子會更加，電子密度增大，對電磁波傳播干擾更強，波的相位傳播速度更快，波能量傳遞效率更慢，電離延時效應(yīng)更強，延時誤差無疑更大，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)的實時定位精度測試可分為兩種類型，即靜態(tài)定位精度檢測，以及動態(tài)實時定位精度檢測。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測量，后續(xù)處理，實際數(shù)據(jù)比較方法，動態(tài)幾何軌道的測量方法，反基線測量等。其中，已知點檢測方法常用的基于靜態(tài)點的實時位置精度測量，操作簡單，效果直觀。采用已知點檢測法，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，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)者需要測試移動服務(wù)站點的測量精度，其一，針對幾個外部已知點，執(zhí)行移動站點的測量精度監(jiān)測。對其中的特定已知點，需要使用單基站CORS系統(tǒng)展開對測試區(qū)域內(nèi)25個D級GPS已知點的檢測。最終檢測點垂直方向上誤差ΔH= 0.016m，檢測點點位誤差分別為ΔX= 0.011m和ΔY= 0.009m。其二，對于固定的移動臺的測量精度測試。使用單基站CORS系統(tǒng)測量檢測范圍內(nèi)的20個固定點。最終結(jié)果如下，檢測點垂直方向上的誤差ΔH= 0.022米; 采集點點位誤差分別為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，具有實用價值。

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)資費的投入，建成后的日常維護工作也比較繁重。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)。對于企業(yè)來說，它節(jié)省了網(wǎng)絡(luò)成本，更方便維護，因此對單基站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。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

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

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[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.