GAMIT(10.7)用于GLONASS/BDS精密相对定位性能测试与分析

2018年6月GAMIT发布了10.7版本,此版本新增加了GLONASS系统。文中首先介绍新版本GAMIT(10.7)的特点和功能,详细讨论分析了GAMIT(10.7)解算结果的可靠性及精度评价指标。为了验证GAMIT(10.7)对GLONASS/BDS的精密相对定位的可靠性及精度,使用HKCORS的数据分别对GPS,GLONASS,BDS进行解算。从NRMS,RMS、模糊度固定率方面详细分析解算可靠性;从实验结果可知,GLONASS和BDS相对于GPS在平面及高程方向的差值均在mm级,相对精度达到10~(-8)量级,由此证明GAMIT(10.7)可用于GLONASS和BDS的精密相对定位并且精度比较可靠。     

基于GAMIT10.61的高精度GPS／BDS数据处理及精度对比分析

本文利用GAMIT10.61软件对重庆8个CORS站GPS数据和BDS数据进行处理,并从基线重复性、单日解时间序列、联合解平差等三个方面对GPS和BDS解算结果进行对比分析.结果表明,GPS解算结果整体优于BDS,且单BDS解与单GPS解在水平方向差值小于0.7 cm,高程方向差值在1～3 cm;基于GAMIT 10.61的BDS基线解算重复性在南北方向上1.39 mm+0.205 mm×10?-8 ,东西方向上为3.10 mm+0.252×10-8 ,高程方向上为7.81 mm+2.001×10-8,基线长度方向上2.13 mm+0.384×10-8,解算精度能满足高精度数据处理要求.      

使用TBC软件进行BDS基线解算精度分析

为了验证基于TBC软件进行BDS长、短基线解算的精度以及可靠性,使用TBC软件采用不同解算模式对实测数据进行处理。经分析可知,基于TBC软件进行BDS短基线解算成果与GPS基本一致,水平分量较差优于2.5 mm、垂直分量较差优于5 mm,都具有较高的水平精度和垂直精度;BDS基线精度略优于GPS,实际应用中可用广播星历代替精密星历进行基线解算。基于TBC软件加载精密星历进行BDS长基线解算成果与GPS相比,水平分量较差为5 cm、垂直分量较差为12 cm以内。实际应用中可使用快速星历或超快速星历代替精密星历进行BDS长基线解算。     

基于GAMIT对国家GNSS基准站进行的北斗基线解算分析

以国家GNSS站的多系统观测数据为研究对象,旨在以单系统解算为研究视角,通过GAMIT软件对BDS/GPS数据进行单系统解算的方法,力图为利用BDS/GPS做基线解算提供参照。实验结果表明,BDS基线解算的相对精度与GPS相当;单BDS数据解算的基线东西方向精度10～12 mm,较单GPS数据解算的基线东西方向精度低42%,高程方向的单BDS基线中误差25 mm,是单GPS基线高程方向中误差的2倍;而组合双系统解算能有效提升基线U方向的精度,提升1 cm左右。文中认为目前利用BDS进行基线解算的精度尚不与GPS精度相当,在利用北斗系统进行高精度定位中,还有许多问题值得探讨。     

GAMIT/GLOBK与PANDA GPS精密定位性能比较分析

GAMIT/GLOBK与PANDA都是国际知名的GPS精密数据处理软件。当GAMIT/GLOBK采用精密星历和高精度起算点时,其解算长基线的相对精度能达到10~(-9)量级,解算短基线的精度能优于1 mm;使用PANDA进行北斗卫星精密定轨的径向精度优于10 cm,静态精密单点定位精度达到厘米级、基线相对定位达到毫米级。但两者基于不同的处理方法,GAMIT/GLOBK基于双差模式而PANDA采用非差模式。以IGS公布的周解为真值利用GPS实测数据对两者定位结果和精度予以比较,从而对其定位性能进行分析,实验结果表明:GAMIT/GLOBK与PANDA解算的模式不同,但两者的实际解算精度基本相当,且成果与IGS公布的周解吻合较好,最终解算结果都与IGS公布的坐标吻合较好。     

GAMIT10.71解算GNSS长基线精度分析

GAMIT／GLOBK已于2020年3月9日发布10.71最新版本,主要新增了北斗三号（BDS-3）数据处理和太阳光压模型等方面的内容．本文利用GAMIT10.71软件,结合旧版本(GAMIT10.7_2019／09／14),对全球35个MGEX(Multi-GNSS Experiment)跟踪站2020年第51-60天共10天的全球卫星导航系统（GNSS）数据进行处理,并从标准化均方根误差(NRMS)、基线重复率、基线长度标准差、基线解算精度及点位精度等四个方面对GPS和北斗卫星导航系统（BDS）解算结果进行对比分析．实验结果表明:各解算方案NRMS值都能达到0.22以内的精度;GPS基线重复率略优于BDS,新旧版本对长基线的相对基线重复率和绝对基线重复率精度都分别能达到1×10-9和1×10-2;新版基线长度解算精度与多日解平差结果略优于旧版,多日解平差结果GPS精度略优于BDS;总体来说,新版GAMIT软件表现效果较好,但针对单BDS系统解算精度而言,还有许多问题值得探讨．      

GAMIT在PC机上的安装和使用

GAMIT软件是世界上最优秀的定位和定轨软件之一,其解算长基线的相对精度能达到10-9,解算短基线的精度能优于1mm。详细阐述了GAMIT在PC机上的安装及使用步骤,希望给新学者提供参考。     

基于XJ-CORS的新疆框架坐标建设探讨

新疆CORS站的建成需要建立与之相对应的框架坐标。为验证框架坐标精度,框架点计算采用GAMIT软件解算基线,然后用Powernet软件进行平差计算和PANDA软件解算得到两套ITRF2008框架坐标并进行对比分析,得到PANDA(GPS)和GAMITPowernet(GPS)框架的差异平面优于3 mm、高程优于6 mm;PANDA(BDS)和GAMITPowernet(GPS)框架差异平面优于3 mm、高程优于8 mm,均达到框架坐标精度设计要求。新疆CORS框架建设是全国首家采用纯国产软硬件设备并基于BDS建设而成的,此方法可为国内CORS建设框架坐标提供一条新的思路。     

基于快速星历的GAMIT高精度基线解算研究

针对IGS最终精密星历发布时延较长导致的GAMIT基线解算实时性问题,该文提出了使用快速星历IGR和超快速星历IGU进行GAMIT基线解算的方法,并通过一组基线长40km~309km不等的观测数据进行实验验证。实验结果表明对于中长基线,使用IGR或IGU星历进行GAMIT基线解算与使用IGS最终星历解算的坐标分量较差优于10-9数量级,可以满足在特定情况下要求较短时间区间(观测时间后12天内)内使用GAMIT进行高精度GPS基线解算的需求。     

BDS/GPS精密单点定位收敛时间与定位精度的比较

采用武汉大学卫星导航定位技术研究中心发布的北斗精密卫星轨道和钟差,在TriP 2.0软件的基础上实现了BDS PPP定位算法,并利用大量实测数据进行了BDS/GPS静态PPP和动态PPP浮点解试验。结果表明,BDS静态PPP的收敛时间约为80min,动态PPP的收敛时间为100min;对于3h的观测数据,静态PPP收敛后定位精度优于5cm,动态PPP收敛后水平方向优于8cm,高程方向约12cm;与GPS PPP类似,东分量上定位精度较北分量稍差。当前由于BDS的全球跟踪站有限,精密轨道和钟差精度不如GPS,因此BDS PPP的收敛时间较GPS长,但收敛后可实现厘米至分米级的绝对定位。     

BDS/GPS组合单历元相对定位性能分析

阐述了BDS/GPS组合单历元解算数学模型的相关理论,并进行了相应的公式推导;通过BDS、GPS单系统以及组合系统从不同基线长度、不同截止高度角等方面分析动态解算性能。实验结果表明:(1)在江苏地区,BDS系统可提供单历元至少8颗卫星,从可见卫星数量和可观测时长角度来看,BDS对BDS/GPS导航定位具有重要的贡献;(2)组合BDS/GPS系统单频RTK相比GPS RTK在截止高度角较高的情况下仍可以单历元固定模糊度,且模糊度的固定率和成功率超过90%;(3)对于6km以下的短基线,组合系统定位精度优于单系统,其在平面方向优于1cm,高程方向优于3cm。     

GAMIT在仪器检测中的应用

GAMIT是高精度的GPS数据处理软件,广泛应用于GPS数据的处理,特别在处理基线方面,对长基线、短基线的处理都能达到很高的精度要求。本文通过利用某岛礁项目的GPS仪器检测数据,结合精密星历,采用GAMIT软件对数据进行高精度的解算,结合某岛礁项目设计的精度要求,与解算结果对比发现,GAMIT软件的解算结果完全可以达到GPS仪器检测的效果。     

北斗相对定位精度分析

北斗卫星导航系统区域建设已经完成,并正式向我国及周边国家提供导航定位服务,其精密定位精度是目前最为关注的问题之一。研究了GNSS载波相位相对定位模型,对两条多天的实测BDS/GPS数据进行了处理,对BDS的精密相对定位精度进行了分析,并与GPS精密相对定位结果进行了比较。实验结果表明:对于10km长的基线,BDS精密相对定位平面精度优于2.5cm,垂向精度优于5cm,三维精度略低于GPS。     

BDS/GPS在鄂北水资源配置工程中的应用与分析

研究BDS/GPS在鄂北水资源配置工程宝林隧道控制网中的应用,利用宝林隧道二等GNSS控制网2016年4个观测时段数据,分别采用BDS、GPS、BDS+GPS三种模式解算各个时段的基线向量,并以GAMIT的解算值作参考进行成果的精度分析。基线向量结果表明,BDS可以满足宝林隧道的测量精度要求,但在观测条件不佳时,需对观测数据进行筛选,去除噪声较大的历元观测值。对比BDS、GPS单系统基线结果,N与E方向差异可以保持在5mm左右,U方向大部分保持在10mm左右,BDS+GPS观测数据解算精度高于任何一种单系统。不同数据的平差结果精度指标均符合规范。同时对点位进行稳定性分析,不同数据分析结果基本一致。     

北斗导航系统精密单点定位在地壳运动监测中的应用分析

主要基于7个台站观测到的BDS/GPS双模连续观测数据,时间跨度在2 a以上,利用武汉大学自主研发的PANDA软件的精密单点定位模式,对比分析了BDS/GPS双模观测数据的单系统定位精度,并探讨了BDS在地壳运动监测中的能力。通过对这些观测数据的解算及分析,结果表明,BDS在水平向的定位精度约为17 mm,垂向定位精度约为40 mm;GPS在水平向的定位精度要优于10 mm,垂向定位精度约为14 mm。基线统计结果显示,BDS检测弱信号的能力要低于GPS,但仍能够准确反映站点间基线长度和变化率特征。对比分析BDS和GPS得到的速度场,结果显示,两套速度场在水平向之间差值约为1~2 mm/a,且不存在系统性的差异。总体来看,虽然目前BDS精密单点定位精度要低于GPS,但是BDS目前仍可以用于监测形变量较大的地区地壳运动。     

浅析海岛GPS大地控制网基线处理

通过对某GPS大地控制网采用GAMIT软件进行基线解算，提出了解算方案，并对基线解算结果进行了分析。结果表明，重复性精度在任何一个分量方向上精度均优于10^7，能够满足技术工程的要求。     

BDS/GPS实时变形监测技术的软件实现

阐述了BDS/GPS变形监测实时算法,并利用C#和C语言研发了BDS/GPS实时变形监测软件。该软件支持多种格式的数据采集、存储、解算和图形显示。精密导轨试验结果表明,5 min的BDS/GPS实时解在E、N、U 3个方向的重复性精度分别为1.0~1.3 mm、1.4~1.7 mm和2.7~3.5 mm,探测精度在平面和高程方向分别为0.2~0.4 mm和1.1 mm。     

GPS长基线数据处理的软件实现

GPS长基线数据处理在大地测量和大型精密工程中有广泛的应用,GAMIT等国际高精度GPS数据处理软件虽能满足GPS长基线数据处理的解算精度要求,但操作复杂,且对用户的GPS理论有较高的要求。本文在分析长基线GPS数据处理中各类因素影响及误差消除方法基础上,结合图形用户界面程序设计思想,设计并实现了GPS长基线数据处理软件。经不同长度的基线数据解算结果表明,该软件可实现上千公里基线的解算,基线解算精度高,与GAMIT的解算精度相当,且解算过程自动化程度高,用户操作简单,为大范围高精度GPS数据处理提供了一种简便可行的平台。     

GPS与BDS2、BDS3融合数据短基线解算精度分析

北斗卫星导航系统于2018年12月27日正式向全球用户提供导航定位服务。本文主要利用自编软件进行了不同系统卫星组合下的短基线解算试验。结果表明，在小范围区域内（5 km）的短基线，BDS2+BDS3组合定位平面定位精度达3 mm，高程方向定位精度达6 mm；与单GPS定位结果相比，N、E、U各方向分别有28.9%、6.5%、12.2%的提升幅度；与单BDS2定位结果相比，N、E、U各方向分别有34.0%、25.1%、39.6%的提升幅度。GPS、BDS2、BDS3融合数据处理结果N、E、U各方向外符合偏差均在5 mm内。     

大型调水工程施工控制网关键技术研究

结合鄂北地区水资源配置工程,首先研究西北-东南走向的超长调水线路的施工坐标系的建立问题,实现了顾及高程归化的斜轴墨卡托投影的工程坐标系,避免了采用高斯投影产生的沿东西方向分带较多的问题,满足控制网边长综合投影变形小于10 mm/km的设计要求。其次,对工程中的宝林隧道洞外GNSS控制网进行观测和数据处理,分别采用BDS、GPS、BDS+GPS 3种模式解算各个时段的基线向量,并以GAMIT解算值作参考进行成果的精度分析。结果表明,BDS可以满足宝林隧道的测量精度要求。对比BDS、GPS单系统基线结果,N与E方向差异保持在5 mm左右,U方向大部分保持在10 mm左右,BDS+GPS解算结果的精度高于任何一种单系统。最后,对宝林隧道洞内平面控制网的布设方案进行分析,并针对单一导线法、交叉导线法加测陀螺方位角,将其作为新增观测量进行联合平差,得到优化布网方案。