TBC+CosaGPS在不同长度基线数据处理中的应用精度评估

通过建立5组不同基线长度的GNSS控制网,利用天宝公司的TBC软件和武汉大学研发的CosaGPS软件分别基于广播星历和精密星历进行数据处理,对成果精度进行综合评估,以研究该软件组合在不同长度基线数据处理中的适用性。结果表明,采用24 h的卫星观测数据,当基线平均边长为75 km、173 km和406 km时,采用广播星历与精密星历计算的中误差基本相同;当基线平均边长为586 km和750 km时,采用广播星历计算的x、y和H方向的中误差要略小于精密星历;同时发现,不同卫星星历、不同基线长度下的点位平差值与真值相差较小,可见该软件组合对于不同长度基线均具有较强的解算处理能力,在实际工程项目中可依据等级精度要求进行结合应用。     

GPS基线解算方案的选择

针对基线解算质量的提高,除了在野外观测时必须按要求采取相应措施减少各种不利因素的影响外,还需要在必要时通过一定的手段来改进基线向量成果,提高网平差精度。通过南方测绘GNSS数据处理软件对不同卫星高度截止角、历元间隔、参考卫星的选择进行了研究,重点对比分析了各种基线解算方案对基线解算结果的影响,为使用者进行GPS基线解算提供有益的参考。通过实验数据的对比分析可知:在用软件进行基线解算时,需要综合考虑卫星数目的多少、同步观测时间,以及卫星的追踪总结图等。     

GPS超长基线解算的误差特性与精度分析

基于单基站的超长基线定位技术在地壳形变监测、高精度授时等领域具有广泛应用,但仍有诸多因素制约着超长基线解算精度。从观测方程出发,利用单差观测值对长（超长）基线(146～1 724 km)解算中的卫星轨道误差、对流层延迟误差、地球潮汐误差和相位缠绕误差等误差特性进行了详细分析。分析结果表明,当基线小于500 km时广播星历误差可忽略不计;超过500 km时需要采用精密星历,同时需要考虑地球潮汐误差的影响;利用参数估计法同时估计基线两端的天顶对流层延迟误差可获得1～2 cm精度;相位缠绕误差对基线小于2 000 km的解算影响可忽略。基于估计天顶对流层延迟的方法解算了5条长(超长)基线（146 km、491 km、837 km、 1 043 km和1 724 km）。实验结果表明,当基线小于500 km时,采用广播星历可获得水平方向优于0.05 m、高程方向优于0.08 m的定位精度;当基线小于2 000 km时,采用超快速精密星历可获得水平方向优于0.025 m、高程方向优于0.055 m的定位精度。解算的初始收敛时间随着基线长度增加而缩短。     

不同时长北斗基线精度差异分析

北斗导航系统已经可以为亚太地区提供导航服务,其中精度的测试和评估是目前研究的热点。本文以4个连续观测站的观测数据为基础,进行了不同时长静态基线解算,并与精确定位结果进行比较,发现静态解算精度优于3 cm,E、U、V三个方向的向量精度随着基线观测时长的增加而提高。同时进行北斗动态单历元基线解算,与精确定位结果相比,计算发现北斗单历元动态基线解算精度优于0.2 m,并且E、U、V三个方向的向量精度随着基线观测时间的长度增加而提高,有趋于稳定的趋势。比较结果表明,北斗系统具有良好的稳定性,监测时间越长,定位精度越高。     

北斗中长基线静态测量精度初步评估

北斗卫星导航系统已于2012年12月27日开始正式提供区域服务,可为亚太地区用户提供定位、导航、授时和短报文通讯等服务,在精密定位方面有很大潜力。本文通过使用南方测绘GNSS后处理软件对长度范围为13~94km的6条基线的北斗静态测量数据进行处理,并将其解算结果与GPS相应解算结果和已知坐标进行比较,初步评估北斗静态测量精度。试验结果显示,基于广播星历对北斗中长基线(100km)静态测量(4h)数据进行解算的基线精度可达4cm,因此北斗中长基线静态测量已具有很大的研究价值和应用前景。     

观测时间对基线解算质量和GPS网精度的影响分析

在不同的观测时段,卫星的几何分布情况及其运动轨迹并不一样,这直接导致各时段内所获得的基线解算质量和GPS定位精度也有区别。采用LGO软件进行基线向量解算和网平差,并通过复测基线长度较差、异步环闭合差、点位中误差、GPS基线向量残差4项指标来比较不同观测时间长度下的基线解算质量和定位精度。结果表明,观测时间在1h左右就可以获得较高的精度。在选择较好的观测时段后,在满足测量精度的前提下,适当缩短观测时间是可行的．这对于在工程测量中提高工作效率具有一定的指导意义。     

基于加速器控制网的GPS绝对测量精度探讨

针对当前散裂中子源准直测量控制网空间距离大、绝对精度要求高,常规测量难以满足需要的问题,提出采用不受通视限制、高精度的GPS测量解决,通过GPS在“标准检测场”准直实验,计算分析后处理软件、观测仪器及观测时长对GPS绝对测量精度的影响,结果表明,1km的测区范围,商业软件解算结果优于科研软件,且商业软件中TTC解算精度最高;分体机比一体机观测精度更高,但随观测时长增长,二者精度相当;观测时长超过8小时以上,基线值将趋于稳定。     

GPS长基线数据处理方法分析

对长基线数据处理理论及流程进行了简要介绍,并用Bernese软件对试验数据采用不同的处理策略进行了长基线解算(大于500km),系统分析了观测时间长度、截止高度角和固定IGS站的个数,对于长基线坐标解算结果的影响,得出了一些有益的结论。     

广播星历和精密星历解算GPS基线成果的比较分析

本文对长度不同的基线分别使用广播星历和精密星历进行解算,分析了两种星历对基线解算结果的影响.通过对解算结果的比较得到使用广播星历的最佳基线长度范围,结果表明,对于长度小于100km的短基线而言,广播星历能够达到与精密星历同样的效果.     

基于等价观测方程的GPS/GLONASS组合多基线解算方法

进行独立参数化时,GNSS观测方程的双差、单差与非差观测方程理论上是等价的。利用按高度角定权的模型以及不同测站跟踪不同数量卫星的等价观测方程,实现基于简化等价观测方程的GPS/GLONASS组合多基线解算,包括多基线模糊度的固定、基线向量的解算与精度分析,并用多个测站的GPS/GLONASS同步实测载波相位和码伪距观测数据完成多基线解算分析。计算结果表明,由于多个测站的同时作用导致几何强度增强,降低模糊度间的相关性,有利于模糊度的快速解算;同时简化等价观测方程,提高法方程的形成速度,解算的基线精度也优于单基线解算模式。     

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．      

GPS数据高精度基线解算方法分析

针对GPS数据高精度基线解算方法的研究,结合GAMIT软件应用中的一些常见问题,通过大量试验数据系统分析了对流层折射模型改正、卫星截止高度角、观测量采样率和观测时间长度对于基线解算结果的影响,提出了在不同情况下高精度基线解算的准则。     

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。     

新的区域电离层模型及单频长基线精度分析

电离层延迟是影响GPS精密定位的主要因素,对单频接收机的影响尤为明显。介绍了一种新的基于区域双频观测网构建电离层模型的方法,并选取德国境内平均基线超过300 km(最长基线为461 km)的一个长距离观测网连续10 d的数据对模型进行了检测分析。实验证明,基于该电离层模型,网内单频接收机用户可获得接近双频观测数据的解算精度,即使对于200 km的长距离基线,单频数据的基线解算结果都能够达到平面方向6 mm,高程方向2.5 cm。区域电离层延迟模型构造方法可被有效应用于GPS、GLONASS和GALILEO等各类卫星导航定位系统,满足事后、实时或准实时单频接收机精密数据处理的需要。     

GNSS控制网独立基线选取方法及精度分析

采用GNSS手段建立大地控制网是目前工程应用中最为常见的一种形式。GNSS控制网数据处理过程主要包含预处理、基线解算及网平差过程,网平差时需要选择独立基线参与解算,独立基线选取质量高低直接影响最终结果精度。鉴于此,探讨独立基线的选取方法,分别采用顺序连接型、射线型、随机选择等方式选取独立基线参与网平差,并对不同方法选取的独立基线进行网平差后精度分析,为GNSS控制网独立基线选取提供了有益借鉴。     

Trimble Total Control在长基线数据处理中的应用

分析了TTCGPS数据处理软件的不同基线处理模式,利用Bernese5.0软件对500-2000km基线解算结果进行了比对与分析,实现了不同长度GPS高精度基线解算的精度要求。     

不同截止高度角对短基线高程方向精度的影响

基于2018年美国连续运行参考站（CORS）网,选择长度在11 km左右、测站间高差均不同的4条短基线数据进行实验. 在估计对流层延迟的情况下,通过设置不同的截止高度角进行基线解算,以标准化均方根误差（NRMS）、U分量基线重复性以及基线较差等指标对解算结果进行比较分析. 结果表明:对于测站间高差大于100 m的短基线,截止高度角的选择并不是影响高程方向解算准确性的主要因素;而测站大地高对短基线高程方向解算精度有一定的影响.      

四川北斗CORS试验网基线解算精度分析

连续运行参考站(CORS)是我国坐标框架维护和坐标基准服务的关键设施。本文研究了北斗系统(BDS)连续运行参考站的高精度基线解算及平差方法,并开发相应处理软件。针对四川省7个北斗连续运行参考站4天(2013/9/22—2013/9/25)的基线数据进行平差实验,结果表明四川省地区BDS基线解算精度较GPS基线解算精度差,BDS/GPS基线精度与GPS基线解算精度相当,随着基线长度的增加,BDS基线解算精度降低,相对精度可以达到10-6。     

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。     

TBC 4.0软伴下的长基线数据处理精度分析

针对工程测量中高精度数据处理的需要,大宝公司研发的新版本TBC 4.0软件不仅兼容多导航定位系统,而巨显著改进了长基线解算精度.本文基于IGS观测数据,将TBC 4.0软件的基线解算精度与Bernese软件、GAMIT软件基线解算精度进行了对比,并与日版本TBC软件解算能力进行了比较.结果表明,在1000 km长基线的情况下,TBC 4.0软件获得了与Bernese、GAMIT软件相当的解算精度,三维位置精度为毫米级,巨不受星历类型的限制.另外,与日版本TBC相比,TBC 4.0软件的基线解算能力有了很大的提高.