基于IGS數(shù)據(jù)的北斗長基線解算精度分析

摘要：本文選取了了IGS中MGEX的部分站點組成GPS觀測網(wǎng)，通過獲取相應站點連續(xù)一周的的觀測數(shù)據(jù)，并結(jié)合IGS發(fā)布的廣播星歷進行基線解算。解算過程中對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。對同一天的解算結(jié)果和整體解算結(jié)果進行精度分析，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)星導航系統(tǒng)（BDS）是中國著眼于國家安全和經(jīng)濟社會發(fā)展需要，自主建設(shè)運行的全球衛(wèi)星導航系統(tǒng)，是為全球用戶提供全天候、全天時、高精度的定位、導航和授時服務的國家重要時空基礎(chǔ)設(shè)施。 20世紀后期，中國開始探索適合國情的衛(wèi)星導航系統(tǒng)發(fā)展道路，逐步形成了三步走發(fā)展戰(zhàn)略：2000年年底，建成北斗一號系統(tǒng)，向中國提供服務;2012年年底，建成北斗二號系統(tǒng)，向亞太地區(qū)提供服務;2020年，建成北斗三號系統(tǒng)，向全球提供服務。北斗系統(tǒng)提供服務以來，已在交通運輸、農(nóng)林漁業(yè)、水文監(jiān)測、氣象測報、通信授時、電力調(diào)度、救災減災、公共安全等領(lǐng)域得到廣泛應用，服務國家重要基礎(chǔ)設(shè)施，產(chǎn)生了顯著的經(jīng)濟效益和社會效益。基于北斗系統(tǒng)的導航服務已被電子商務、移動智能終端制造、位置服務等廠商采用，廣泛進入中國大眾消費、共享經(jīng)濟和民生領(lǐng)域，應用的新模式、新業(yè)態(tài)、新經(jīng)濟不斷涌現(xiàn)，深刻改變著人們的生產(chǎn)生活方式。中國將持續(xù)推進北斗應用與產(chǎn)業(yè)化發(fā)展，服務國家現(xiàn)代化建設(shè)和百姓日常生活，為全球科技、經(jīng)濟和社會發(fā)展做出貢獻。 本文主要對北斗系統(tǒng)的長精度以及北斗基線網(wǎng)定位精度進行了研究。

2.數(shù)據(jù)處理

2.1數(shù)據(jù)來源：

本文選取了IGS站點中的HKWS、HKSL、NCKU三個站點作為本次研究的對象。而站點數(shù)據(jù)取自IGS的MGEX項目數(shù)據(jù)。MGEX（The Multi-GNSS Experiment）項目是IGS建立的收集和分析多套GNSS系統(tǒng)數(shù)據(jù)的融合項目，涵蓋了GPS、GLONASS、BDS、GALILEO、QZSS等多套系統(tǒng)[1]。本次選取了這三個站點2020年1月25日至2020年1月31日，連續(xù)一周的觀測數(shù)據(jù)進行解算。采樣間隔為30秒，觀測時長為24小時，因數(shù)據(jù)較多，選取了HKWL-HKSL基線部分用作分析。站點分布圖如下：

其中HKWS-HKSL基線長度為42512.196m，接收機和天線型號如下表[2]：

2.2數(shù)據(jù)預處理：

在數(shù)據(jù)處理之前，先對本次數(shù)據(jù)進行預處理，保證數(shù)據(jù)的可靠性。對于數(shù)據(jù)的預處理，采用teqc分析其數(shù)據(jù)有效率和多路徑效應。對數(shù)據(jù)有效率小于95%，多路徑效應（mp1，mp2）大于0.5的數(shù)據(jù)進行篩除。預處理結(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，不需要對數(shù)據(jù)進行篩選。而本次的基線解算采用國內(nèi)某軟件進行，對兩個站點的七天觀測數(shù)據(jù)進行分別基線處理，采用的星歷為MGEX項目的廣播星歷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在平面坐標增量上的偏差較小，大部分都在毫米級上，僅在第三天達到了厘米級。且相對誤差整體較小，都維持在一個良好的狀態(tài)，說明本次的解算質(zhì)量相對較好。而高程方向相差相對較大，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

通過對基線解算結(jié)果分析，可以看出BDS和GPS在單獨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，而基線長度為42km，遠超GNSS-C測量標準[3]。并且考慮到采用的為廣播星歷，精度相較于精密星歷會較弱。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，同時可以認為在工程中采用單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：

[1]張樹宏，李金龍，馬俊峰等.北斗中長基線靜態(tài)測量精度初步評估[J].測繪工程.2017

[2]杜偉吉，王敏.使用TBC軟件進行BDS基線解算精度分析[J].測繪科學技術(shù)學報.2020

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

作者簡介：吳雯雯（1989.7-）女，漢族，青海海西人，碩士，云南工程職業(yè)學院，講師，研究方向：工程測量。

基金項目：云南省教育廳科學研究基金項目“融合北斗衛(wèi)星（BDS）的CORS基準站系統(tǒng)精度研究”（項目編號：2020J0927）

作者簡介：吳雯雯（1989.7-）女，漢族，青海海西人，碩士，云南工程職業(yè)學院，講師，研究方向：工程測量。

云南工程職業(yè)學院 ?云南昆明 ?650304