网络RTK基准站观测值保存研究

随着我国北斗卫星导航系统的迅速发展,国际海运事业无线电技术委员会RTCM3版本标准格式的应用逐渐增多,网络RTK基准站网观测值存储的管理规范逐渐加强。针对安全保存基准站网RINEX格式观测数据文件的需求,开发软件将各基准站接收机发送的RTCM3实时数据流通过单向光闸存储为文件,同时实时解码RTCM3数据流生成RINEX格式的观测值文件并编码提供数据传输端口,最后通过实测数据验证程序解码编码的正确性。     

基于Web的GPS原始观测数据服务

本文讨论了基于Web的GPS原始观测数据服务概念并给出了一种实现方案。授权用户通过这个系统用计算机浏览器随时能够得到GPS连续运行参考站原始观测数据，与用户流动站同时段观测数据联合处理后，可以得到测点精密解算结果。     

南极长城站北斗基准站建设、运行及稳定性分析

介绍了长城站北斗基准站建设和运行的基本情况,并对其稳定性进行了分析。从结果可以看出,基准站观测环境和数据质量良好,站址稳定,常年连续运行和数据实时回传正常。通过设备不断维护升级可以满足北斗全球卫星导航系统建成后的跟踪观测需求,进一步优化和拓展了南极大陆的北斗卫星跟踪监测网络。     

国家北斗动态基准服务产品精度分析

随着中国北斗卫星导航系统(BDS)的快速发展,利用北斗卫星导航系统维持国家动态坐标基准已成为国家基准维护一项基本任务。该文利用中国测绘科学研究院北斗分析中心(CGS)自主研发的多系统GNSS数据处理软件(GPAS),结合国家北斗基准站数据,对动态基准服务产品进行了全面深入的分析。结果表明,利用北斗基准站数据生成的各类动态基准产品,可以满足变形监测等事后毫米级、导航定位亚米级精度需求。     

天宝GNSS原始观测数据批量转换RINEX格式的方法研究

简要介绍了天宝GNSS原始观测数据和RINEX格式数据的特点,对目前可用的天宝GNSS原始数据转换为RINEX格式的软件进行了详细的说明,并利用Python语言实现了批量转换,满足了测绘、国土等行业对于大量天宝观测数据转换的需求。     

基于虚拟观测值的伪距差分方法研究

针对当前伪距差分服务观测值双差模式基准站坐标涉密不能在线传输与伪距改正数模式标准格式无法兼容北斗卫星导航系统（BDS）的问题,本文基于局域连续运行参考站（CORS）网数据,生成虚拟格网综合伪距改正数,并进一步生成虚拟伪距观测值,向用户实时播发虚拟观测值与站点坐标,用于用户差分定位．实验证明,虚拟格网伪距观测值差分可为用户提供平面亚米级、垂直优于1.5 m的定位服务．对实验数据进行分析,给出了格网差分最优配置方案．本文方法在解决上述两个问题的基础上由于服务端计算压力恒定,不受用户数限制,从算法上解决了大量用户并发接入服务的问题．      

基于陆态网络的区域水汽变化分析

利用陆态网络基准站观测数据,计算站址上空的可降水汽量,为天气分析预报、数值天气预报、人工影响天气等领域提供基础信息。通过陆态网基准站试运行情况,选取华中某地区5个陆态网基准站观测资料,利用GAMIT 软件解算出天顶湿项延迟和大气可降水量计算结果,结合当地实际观测降水进行了比较分析。     

综合伪距相位观测的北斗导航系统广域差分模型

我国区域北斗卫星导航系统为用户提供开放服务和授权服务两种服务方式,其中授权服务主要提供一维等效钟差改正数和完好性信息,实现更高精度的服务性能。北斗卫星导航系统提供的实时差分信息是基于CNMC平滑后的伪距观测数据计算,其精度受到残余伪距噪声的限制。为提升系统广域差分服务性能,本文提出了一种广域差分新模型。该模型综合了伪距及相位观测数据,并新增了轨道改正数。模型中经相位平滑的伪距观测值用于定义钟差改正数和轨道改正数的基准,而相位历元间差分观测值用于计算约束差分改正数的高精度相对变化。论文分析了数据采样率、测站个数等因素对新模型的影响,并采用中国区域内的观测站数据对新模型进行精度验证。试验结果表明:(1)基于新广域差分模型的GEO卫星UDRE指标相对原有模型提升了27%,IGSO卫星指标提升了35%,MEO卫星指标提升了24%;(2)基于新的广域差分模型,用户在南北、东西、高程方向的伪距定位精度分别提升了23%、32%和52%,实现了北斗系统用户导航定位三维定位精度优于1m的指标。     

中海达北斗地基增强系统概述及其应用

<正>中海达北斗地基增强系统以高精度的3D扼流圈天线和北斗基准站接收机作为传感器,实时获取高精度GNSS观测数据,配套中海达公司成熟软件产品,可快速获取高精度空间数据和地理特征。1北斗地基增强系统概述1.1北斗地基增强系统硬件产品1.1.1中海达VNet系列基准站接收机中海达VNet系列基准站接收机是一款定位于北斗地基增强系统应用而设计的高精度、高性能、高稳定性的基准站接收机,如图1所示。其特点如下:     

热膨胀效应对GNSS基准站垂向位移非线性变化的影响

天线观测墩及基岩的热膨胀效应会造成GNSS基准站坐标时间序列高程方向的非线性变化。本文提出了一种计算热膨胀效应导致的基准站垂向位移的改进方法:首先利用基岩热膨胀模型和基准站地表温度数据,分别计算热膨胀效应对基准站天线观测墩和基岩的影响量;其次,利用最小二乘拟合方法,同时估计模型中周期项的周期、振幅、相位等信息,而已有方法仅估计振幅与相位信息;最后,基于改进的模型,分析了基准站垂向位移的周期性特征变化。本文利用该方法分析了有代表性的9个IGS基准站的数据。结果表明:基岩热膨胀和天线观测墩热效应能造成测站垂直方向位移变化;在分析的基准站中,最大影响分别可达0.57mm和1.85mm;热膨胀效应造成的GNSS基准站垂直方向位移时间序列具有周年和半周年周期特性,分别可以解释测站U方向坐标时间序列季节性变化的11.2%和3.3%,影响大小随测站纬度的增加而增加,且半周年影响明显小于周年影响;同时,部分测站发现了其他小周期的影响(约51d)。此外,基于该方法,选取了全球107个IGS站,计算了热膨胀造成的各测站垂向位移周年振幅及其相位,结果显示周年振幅最大可达3.3mm,其大小和测站纬度具有比较明显的相关性。     

A reference station-based GNSS computing mode to support unified precise point positioning and real-time kinematic services

Currently, the GNSS computing modes are of two classes: network-based data processing and user receiver-based processing. A GNSS reference receiver station essentially contributes raw measurement data in either the RINEX file format or as real-time data streams in the RTCM format. Very little computation is carried out by the reference station. The existing network-based processing modes, regardless of whether they are executed in real-time or post-processed modes, are centralised or sequential. This paper describes a distributed GNSS computing framework that incorporates three GNSS modes: reference station-based, user receiver-based and network-based data processing. Raw data streams from each GNSS reference receiver station are processed in a distributed manner, i.e., either at the station itself or at a hosting data server/processor, to generate station-based solutions, or reference receiver-specific parameters. These may include precise receiver clock, zenith tropospheric delay, differential code biases, ambiguity parameters, ionospheric delays, as well as line-of-sight information such as azimuth and elevation angles. Covariance information for estimated parameters may also be optionally provided. In such a mode the nearby precise point positioning (PPP) or real-time kinematic (RTK) users can directly use the corrections from all or some of the stations for real-time precise positioning via a data server. At the user receiver, PPP and RTK techniques are unified under the same observation models, and the distinction is how the user receiver software deals with corrections from the reference station solutions and the ambiguity estimation in the observation equations. Numerical tests demonstrate good convergence behaviour for differential code bias and ambiguity estimates derived individually with single reference stations. With station-based solutions from three reference stations within distances of 22–103 km the user receiver positioning results, with various schemes, show an accuracy improvement of the proposed station-augmented PPP and ambiguity-fixed PPP solutions with respect to the standard float PPP solutions without station augmentation and ambiguity resolutions. Overall, the proposed reference station-based GNSS computing mode can support PPP and RTK positioning services as a simpler alternative to the existing network-based RTK or regionally augmented PPP systems.     

利用北斗系统建立和维持国家大地坐标参考框架的方法研究

2000中国大地坐标系统（China Geodetic Coordinate System 2000,CGCS2000）的建立和维持主要依赖于GPS技术,不利于保障国家时空信息安全。中国北斗卫星导航系统（BeiDou navigation satellite system,BDS）提供亚太区域服务,可满足中国及周边地区高精度定位导航应用需求,对建立和维持国家大地坐标参考框架具有重要意义。研究利用已建成的北斗基准站网观测数据,实现基于BDS技术、并与国际地球参考框架（International Terrestrial Reference Frame,ITRF）一致的国家大地坐标参考框架,为今后国家级和全球性北斗坐标参考框架（BeiDou Terrestrial Reference Frame,BTRF）的建立和维持提供理论基础和方法支撑。初步计算结果表明,积累2 a以上的观测数据,利用单独BDS数据可以获得与GPS精度相当的水平速度场,精度约为2~3 mm/a。基于单独BDS数据,测站残差平面和高程的重复性分别可优于0.8 cm和1.7 cm。利用BDS数据已可监测到测站高程方向的季节性变化。此外,还对单独BDS与GPS数据计算的坐标可能存在的与经纬度相关的系统误差进行了分析。总体来说,目前的北斗系统可满足建立和维持中国cm级大地坐标框架的需求。     

长距离GPS/BDS双系统网络RTK方法

基于区域参考站网的网络实时动态定位(real-time kinematic,RTK)方法是实现全球定位系统(global positioning system,GPS)、北斗卫星导航系统(BeiDou satellite navigation system,BDS)高精度定位的主要手段。研究了一种长距离GPS/BDS双系统网络RTK方法,首先采用长距离参考站网GPS/BDS多频观测数据确定宽巷整周模糊度,利用引入大气误差参数的参数估计模型解算GPS/BDS双差载波相位整周模糊度;然后按照长距离参考站网观测误差特性的不同,分类处理参考站观测误差,利用误差内插法计算流动站观测误差,以改正流动站GPS/BDS双系统载波相位观测值的观测误差;最后使用流动站多频载波相位整周模糊度解算方法确定GPS/BDS载波相位整周模糊度并解算位置参数。使用长距离连续运行参考站(continuously operating reference stations,CORS)网的实测数据进行实验,结果表明,该方法能够利用长距离GPS/BDS参考站网实现流动站的厘米级定位。     

Instantaneous BDS + GPS undifferenced NRTK positioning with dynamic atmospheric constraints

As the Chinese BeiDou Navigation Satellite System (BDS) has become operational in the Asia-Pacific region, it is important to better understand and demonstrate the benefits of combining triple-frequency BDS with dual-frequency GPS observations for network-based real-time kinematic (NRTK) services. Undifferenced NRTK is a new NRTK service mode, it extends the concept of NRTK by not requiring reference station and specified reference satellite at the rover processing. In order to realize the undifferenced NRTK service, a strategy for real-time modeling the undifferenced (UD) augmentation information is given, in which the fixed double-differenced ambiguities are transformed into UD ones with the help of datum settings. Since this strategy is insensitive to existing ephemeris products, it is applicable to the services of current BDS regional reference networks. Furthermore, a processing scheme for ambiguity resolution (AR) with arbitrary-frequency observations is also presented in detail. An instantaneous and reliable BDS + GPS positioning service can be provided to the rovers in undifferenced NRTK processing mode. With the data collected at 31 stations from a continuously operating reference station network in Guangdong Province (GDCORS) of China, the efficiency of the proposed approaches using combined BDS and GPS observations is confirmed. For three rover stations during days 327–329, a total of 12,960 1-min tests were performed separately to demonstrate the performance of AR. Thanks to the dynamically refined priori information of residual tropospheric and ionospheric error, and the availability of more satellites and observations, the AR fixing rates of combined BDS and GPS systems improve by 13 to 65%, compared with those of the GPS-only system using the traditional WL-L1-IF scheme. The positioning accuracy has also significantly improved.     

BDS/GPS非差误差改正数的实时动态定位方法

针对我国地区观测数据的实验定位结果精度问题,该文提出BDS/GPS非差误差改正数的实时动态定位方法,研究了BDS/GPS单参考站非差实时动态定位算法模型,流动站使用非差误差改正数,不需要进行双差观测值的组合。参考站将非差误差改正数传递给流动站,对流动站的观测值进行误差改正,可以直接固定流动站的模糊度。实验表明:在我国南方地区BDS精度要优于GPS,而在北方地区,BDS/GPS定位精度和GPS定位精度明显优于BDS。并且与单系统相比,组合系统的可视卫星数明显增加,改善了卫星空间几何分布结构,从而提高了导航定位的可用性和精度。     

Online GPS processing services: an initial study

There are a number of online Global Positioning System (GPS) processing services that provide GPS processing results to the user free of charge and with unlimited access. These services provide solutions for a user-submitted Receiver Independent Exchange Format (RINEX) file based on differential methods using reference stations or precise point positioning using precise GPS orbit and clock data. Different data sets varying in time and location were submitted to the online services and their results compared. Although the quality of results depends on many factors, in most cases the users can expect reliable online processing results for a 10-h data set made by a geodetic dual frequency receiver anywhere in the world.     

北斗三频伪距相关随机模型单站建模方法

为了提供可靠的伪距随机模型,基于3个线性无关的北斗三频伪距/载波无几何无电离层(GIF)组合,研究了一种利用单站数据估计北斗三频伪距相关随机模型算法。该算法首先利用低阶多项式对GIF组合进行拟合,以尽可能消除非伪距噪声以外的其他常数和误差,然后利用多元线性回归分析实现对3个线性无关的GIF组合随机噪声同时建模,最后再由线性组合关系变换得到原始北斗三频伪距相关随机模型。经北斗三频实测数据验证结果表明,该算法可实现北斗非差三频伪距相关随机模型的单站解算,有利于为导航定位以及完好性监测提供精准随机模型。     

BDS/GPS组合定位在高层建筑施工基准传递复核中的应用

施工基准传递是超高层建筑施工中尤为关键的测量工作,垂直度监测是对施工基准传递精度的一个重要检核。目前常用的基准传递方法如激光准直内控法、全站仪观测外控法以及GPS测量外控法等,不同程度地存在着不足。文中结合某高层建筑施工,采用BDS/GPS组合定位测量外控法进行垂直度复测的实践,结果表明该方法可克服施工干扰严重的不利条件,有效传递施工基准,进行垂直度复测,相对于其他方法有明显优势。     

长距离GPS/BDS参考站网多频载波相位整周模糊度解算方法

长距离网络RTK是实现GPS/BDS高精度实时定位的主要手段之一,其核心是长距离参考站网GPS/BDS整周模糊度的快速准确确定。本文提出了一种长距离GPS/BDS参考站网载波相位整周模糊度解算方法,首先利用GPS双频观测数据计算和确定宽巷整周模糊度,同时利用BDS的B2、B3频率观测值确定超宽巷整周模糊度。然后建立GPS载波相位整周模糊度和大气延迟误差的参数估计模型,附加双差宽巷整周模糊度的约束,解算双差载波相位整周模糊度,并建立参考站网大气延迟误差的空间相关模型。根据B2、B3频率的超宽巷整周模糊度建立包含大气误差参数的载波相位整周模糊度解算模型,利用大气延迟误差空间相关模型约束BDS双差载波相位整周模糊度的解算。克服了传统的使用无电离层组合值解算整周模糊度的不利影响。采用实测长距离CORS网GPS、BDS多频观测数据进行算法验证,试验结果证明该方法可实现长距离参考站网GPS/BDS载波相位整周模糊度的准确固定。     

CORS实时正常高服务方法研究CSCD

针对现有连续运行参考站(CORS)系统无法在保证数据安全的前提下为用户实时提供正常高服务的问题,提出了一种基于格网的CORS正常高服务方法.通过对传统虚拟参考站(VRS)技术的数据生成及播发模式进行了改造,采用格网划分的方式,生成格网虚拟观测数据,并对格网虚拟观测数据增加高程异常改正,从而实现实时正常高测量.该方法在不降低用户精度的前提下,为用户提供实时正常高测量成果,能够提升CORS系统的服务能力,可以为其他省市CORS系统的建设提供参考.