大型CORS网基线向量的分布式处理

信息技术的发展极大地推动了CORS站网数据处理理论与应用的研究进展。本文针对单机处理大型CORS网基线时站点规模受限和时效性差的问题,研究了基线解算的分布式处理流程和方法。应用分布式文件系统(HDFS)建立了CORS网数据的分布式存储和传输功能,基于Bernese处理引擎(BPE)实现了Bernese 5.0功能模块的并行化调用,基于Ambizap算法建立了分布式PPP解算和分布式独立基线解算的基线向量整网解算方法。算例表明,8个节点处理109个测站1 d的30 s采样间隔观测数据,比单机集中处理的加速比提高了6倍。     

区域CORS数据库管理信息系统设计与实现

随着GNSS技术的飞速发展,在国内省、市各区域内已经建设成实时数据采集和发送的连续运行参考站系统(CORS),其用途广泛,用户涵盖各个行业,CORS数据量也增长迅猛。为实现对区域CORS不同时间段、不同测站的原始观测数据、数据处理的中间结果和数据处理后多样化成果的高效管理,设计了区域CORS数据库管理信息系统(RCDBMS),包括数据记录、查询、插入、删除,更新、数据分析和成图等功能。本系统基于.NET平台,使用C#编程实现,通过算例测试表明,RCDBMS实现了对区域CORS数据的科学有效管理和共享,较大程度地提高了区域CORS数据的自动化处理效率。     

常用对流层区域拟合模型的比较分析

对流层延迟误差,作为CORS系统的主要误差源之一,在高精度定位中必须予以改正。以高精度GPS数据处理软件Bernese5．0为平台,利用北部湾CORS系统实测数据,比较、分析了目前几种常用的区域对流层改正模型的内插精度,得到了一些有益的结论。     

用GPS精密单点定位测定CORS基站坐标的精度分析

CORS基站由于相位偏心或地壳运动会使其坐标值与实际位置不一致,影响网络RTK技术的实际应用,必须定期对其进行检测。精密单点定位技术是GPS界研究的一个热点,可以获得毫米级精度。本文采用P3软件对CORS基站观测数据进行处理并进行精度分析,结果表明:A站X、Y、Z五个月的平均偏差为8 mm、9.2 mm和6mm,B站X、Y、Z五个月的平均偏差为7.2 mm、5 mm和3.2 mm,这两个基站比较稳定。     

北斗系统标准单点定位算法研究

北斗卫星导航系统已建成区域导航星座,可在亚太范围提供无源定位、导航和授时服务。本文系统研究了北斗系统标准单点定位算法,采用实测数据对北斗系统和GPS标准单点定位算法进行了算法验证和数据分析。实验结果表明,北斗系统标准单点定位在X、Y和Z方向上的精度分别为7.1 m、9.2 m和13.2 m,GPS标准单点定位在X、Y和Z方向上的精度分别为6.2 m、5.8 m和11.2 m,北斗系统与GPS标准单点定位的三维定位精度基本一致,证明了北斗系统已经具有独立导航定位能力,可为标准导航定位应用提供服务。     

基于Bernese软件的CORS网基线解算

介绍了高精度GPS数据处理软件Bernese的功能及数据处理流程,基线解算前先利用TEQC软件对GPS数据进行质量检核,再利用Bernese软件对某一区域CORS网数据进行静态基线解算,将解算结果与GAMIT软件处理结果进行比较,从而验证了Bernese软件解算精度的可靠性。     

高精度GPS数据在线处理系统的研究

介绍国外几个主要GPS在线数据处理服务系统及其局限性。基于Bernese软件,利用Apache Web服务器软件和Perl开发语言及HTML语言,开发出一套高精度GPS数据在线处理系统;论述该系统的系统结构、功能设计和具体实现,并通过实例验证该系统的可靠性,同时介绍该系统在连续运行参考站系统(CORS)中的应用。     

双导航定位系统伪距单点定位数据处理方法与精度分析

首先介绍北斗卫星导航系统、全球定位系统及其组合系统伪距单点定位的数学模型和定位处理方法,分别进行了单系统及组合系统伪距单点定位的数据处理实验。实验结果表明,目前的北斗系统伪距单点定位的精度稍逊于全球定位系统,北斗系统及全球定位系统构成组合系统伪距单点定位的精度高于北斗系统的精度,低于全球定位系统。北斗系统伪距单点定位在X、Y、Z方向的精度分别1.60m、4.15m、6.45m,全球定位系统伪距单点定位在X、Y、Z方向的精度分别为1.28m、2.50m和3.6 5m,北斗系统/全球定位系统组合系统伪距单点定位在X、Y、Z方向的精度分别为1.45m、3.15m和4.90m。     

不同基准及解算策略对省级框架构建的影响分析

针对各省级地心坐标框架构建中数据处理的基准使用及转换方法不同引起的差异,该文以SDCORS连续观测2个月数据分别设计了不同的方案进行实验,分析不同基准、不同归算方法将测站坐标转换到CGCS2000下的结果差异.实验结果表明,3种基准解算出的CORS站坐标之间的差异,在X、Y方向上最大差异达1 cm左右,Z方向上的差异在毫米级,以全球解作为基准解算出的结果最好,控制点的改正数最小;同时,采用速度场归算方法和强制约束平差法将CORS站坐标归算到CGCS2000下的结果显示,两者之间的差异在1～3 cm.     

一种高精度北斗基线解算软件的研制与性能分析

针对高精度载波相位相对定位解算的需求,研制了北斗基线解算软件BGO（BeiDou Navigation Satellite System/Global Positioning System Office）。BGO能单独处理北斗及GPS数据,也可以将北斗与GPS观测数据进行联合解算。结合一高速铁路基础平面控制网（basic plane control network,CPI）的测试表明,BGO解算北斗基线X、Y、Z方向的分量精度分别优于1 mm、2 mm、1 mm,能满足高精度高速铁路CPI控制网的要求;BGO处理GPS数据的精度与TGO（Trimble Geomatics Office）软件、Bernese软件基本一致,处理北斗与GPS联合基线性能与TBC（Trimble Business Center）软件相当。相比独立系统,联合处理北斗和GPS数据能有效提高基线解算合格率与精度。     

基于区域CORS的实时精密卫星钟差估计研究

区域连续运行参考站网(CORS)的广泛建立,为实时精密单点定位(PPP)提供了良好的平台保证。根据区域参考站网络的特点,本文提出了基于星间单差与历元间差分相结合的卫星钟差估计组合模型,确定了基于组合模型的实时卫星钟差估计策略,结合卡尔曼滤波参数估计方法,实现了区域1s采样间隔的精密卫星钟差数据的生成。通过重庆CORS的数据验证,表明该模型实时绝对卫星钟差和相对卫星钟差的精度均优于0.2ns,与国际IGS各分析中心估计的卫星钟差精度相当,满足了卫星钟差实时性的要求。该计算方法不仅可以用于CORS网本区域而且还可以用于距离CORS区域达数百公里以外的地区进行实时定位,这对于实时精密单点定位技术的实现具有重要意义。     

GNSS观测的2021年青海玛多地震（Mw 7.4）同震形变及其滑动分布

北京时间2020年5月22日2时,中国青海省果洛州玛多县发生Mw 7.4地震。收集震中附近9个连续运行卫星定位基准站(continuously operating reference stations,CORS)观测数据,基于模糊度解算的精密单点定位(precise point positioning with ambiguity resolution,PPP-AR)技术处理了2 h时段的高频(1 Hz采样)全球导航卫星系统(global navigation satellite system,GNSS)数据,快速确定本次地震的近场同震位移,其中水平方向最大约为0.6 m。结合远场12个CORS震前、震后各3 d低频(30 s采样)数据的非差PPP解算同震形变场,基于弹性位错模型反演了玛多地震断层几何参数和滑动分布。结果显示:玛多地震属于典型走滑事件,发震断层走向278.49°,倾角为64.38°,滑动角为-10.90°,破裂长度约为138.72 km,宽度为4.82 km;滑动量超过3 m的滑移主要集中在东部小于18 km深度的区域,最大破裂可达4.2 m。反演的地震矩为1.85×1020Nm,相当于矩震级7.45,比美国地质调查局利用地震波的反演结果略大。     

非视距环境下的UWB/INS室内定位方法

针对UWB在室内定位的应用中会受到非视距环境影响导致定位性能减弱甚至丧失的问题，提出在使用功率增益判决结合概率统计方法识别非视距信号后，开展基于卡尔曼滤波的UWB/INS组合定位；通过在非视距环境下使用INS系统解算UWB位置信息，实现非视距室内定位。仿真实验结果表明，使用拓展卡尔曼滤波得到的X、Y、Z三轴定位误差可控制在0.5 m内但定位性能不稳定；使用无迹卡尔曼滤波处理得到的X、Y、Z三轴定位误差可以控制在0.3 m内且定位性能稳定。该结果为非视距环境下的UWB室内定位提供了技术支持。     

CORS参考站数据自动化处理程序设计

CORS系统可为城市建设提供可靠的空间参考基准, 参考站的稳定性是保证用户应用的关键。本文基于高精度GPS数据处理软件GAMIT/GLOBK, 提出了一种CORS参考站数据自动化处理方案, 实现数据处理的程序化与规范化, 进而快速获取参考站空间位置的变化信息, 对CORS参考站进行稳定性分析。最后, 以NJCORS参考站一个月观测数据为例, 对基线和点位序列进行精度评估, 试验结果证明了该方案的有效性和可靠性, 具有工程推广价值。     

煤炭开采地表移动变形自动化监测系统的应用研究

煤炭开采地表移动变形自动化监测系统集成了GNSS CORS技术、GIS技术、网络传输、现代数据处理等技术。该系统实现了从数据采集到处理分析完全自动化。根据实际开采情况,得出自动化监测精度完全达到矿区开采沉陷的监测要求。该技术提高了煤矿开采地表移动变形监测领域的监测水平,打破了现阶段该领域监测手段落后的局面。     

基于Bernese非差的GNSS大网分布式解算

非差精密单点定位(PPP)是大规模GNSS网络数据处理的主要模式之一。分析了基于Bernese自动处理引擎BPE的非差定位解算流程,通过修改配置文本文件实现BPE功能自动调用。针对单机集中处理模式下解算规模受限、时效性差的问题,采用分布式技术,利用C#编程实现了GNSS精密单点定位的并行处理。采用IGS数据进行实验,算例结果表明:在分布式环境下调用Bernese自动解算功能进行并行数据处理,能够实现快速、准确的GNSS大网高精度PPP定位解算,计算效率明显提高。     

Galileo双频/三频SPP定位精度分析

针对Galileo系统双频与三频组合三频单点定位（SPP）精度分析问题,本文基于MGEX跟踪站Galileo多频实测数据,分析了Galileo系统双频与三频组合SPP定位精度.发现Galileo系统E1/E5a和E1/E5b双频组合SPP定位精度较高,而E5a/E5b和E1/E6双频组合SPP定位精度过差,不适合进行定位,三频SPP定位精度较双频组合有明显提升,X和Y方向定位精度优于0.8 m,Z方向精度优于2.3 m,可为今后Galileo系统多频组合定位研究提供一定参考.      

徕卡ADS100数字航摄系统无地面控制点空中三角测量精度验证

对徕卡ADS100数字航摄系统进行了简要介绍,使用该系统获取了0.2 m分辨率影像,利用CORS基站数据差分解算机载IMU/GPS数据,并在此结果上进行了空中三角测量。空三时采用了较多控制点、少量控制点和无控制点3种方案,结合外业实测点进行了精度检验,3种方案检查点的平面和高程中误差都在0.2 m左右。检验结果表明,使用ADS100航摄影像,利用CORS基站数据差分解算机载IMU/GPS数据,在无地面控制点的情况下,空三加密精度也能达到相关规范要求。     

不同截止高度角北斗标准单点定位精度分析

我国北斗导航系统已完全具备为亚太地区提供导航与定位服务,其定位精度研究一直是目前的热点与重点。本文基于MGEX机构发布的2个跟踪站实测数据,分析在卫星截至高度角5°、10°、15°、20°、25°、30°、35°和40°的情况下北斗标准单点定位精度。经研究发现,X方向定位精度在高度角25°出现一个转折点,整体随着高度角增加定位精度下降,Y方向和Z方向定位精度随着高度角的增加而下降,高度角为30°,历元可用率开始低于100%,在高度角为40°的极端条件下,历元可用率为84%,X和Y方向定位精度为1m～2m,Z方向定位精度为3m～8.6m。     

区域CORS组网中的坐标基准统一方法

针对区域连续运行参考站网(continuously operating reference systems,CORS)组网中不同CORS坐标基准不一致的问题,分析了产生原因,给出了基准统一方法,并利用湖北、湖南两省CORS数据进行了实例分析。两省CORS坐标基准之间存在17.9±4.5mm的系统偏差,利用本文方法统一了两省CORS坐标基准,消除了系统偏差,实现了基准衔接。最后,针对区域CORS组网基准统一给出了若干建议。