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主题:卫星定位论文写作 时间:2024-02-05

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摘 要:天津市三系统多频多模北斗地基增强系统从流动站兼容性测试、网络RTK定位精度测试、网络RTK长时间连续观测精度测试、恶劣环境下网络RTK定位精度测试等多个方面对系统的服务能力进行了测试.测试结果表明,天津市三系统多频多模北斗地基增强系统可以稳定可靠地为用户提供平面2-3厘米,高程优于5厘米的高精度位置服务,天津市三系统多频多模北斗地基增强系统的顺利建成,为我国北斗导航定位系统的推广应用提供了宝贵的工程经验.

关键词:天津市,北斗地基增强系统,三系统,多频多模

中图分类号:P228文献标识码:B

文章编号:1001-9138-(2016)09-0044-51收稿日期:2016-07-11

1 引言

GNSS连续运行参考站系统(Continuously Operating Reference System,CORS),是在较大区域内根据客观需求及条件,基于差分GNSS技术建立的连续运行参考站网络,可以在较大区域内向大量用户全自动实时提供高精度、高可靠性的位置信息服务和时间信息服务,是获取空间数据和地理特征的现代信息基础设施之一.

当前,我国绝大部分省市都已建成并运行着CORS系统,北斗地基增强系统的建设,一般在已有CORS系统的基础上,更换升级三系统设备以及数据处理管理软件,利用已有基础设施开展北斗地基增强系统的建设,节约大量资金.

2 天津市北斗地基增强系统概况

天津市北斗地基增强系统是由天津市国土资源测绘和房屋测量中心牵头组织,在原有的天津国土资源GPS专用网络系统的基础上,通过将天津市部分区域基准站硬件设备以及CORS中心系统软件进行三系统升级改造,形成了覆盖天津市静海、津南、北辰以及滨海新区等地的兼容BDS/GPS/GLONASS的三系统多频多模北斗地基增强系统.

2.1 天津国土资源GPS专用网络系统

天津国土资源GPS专用网络系统于2008年7月开建,2009年10月正式投入运行,是天津市国土资源和房屋管理的重要空间基础设施,是支撑基础测绘、“一张图”建设和更新维护、土地利用监管、土地资源调查、权属调查、登记发证等业务顺利开展的重要技术手段,建设成果通过国家测绘地理信息局鉴定,获得行业权威认可.

2.2 天津市北斗地基增强系统

2012年8月至今,为大力推动北斗导航定位系统在国土资源和房屋管理等行业领域的应用.针对CORS系统使用需求较大的地区,采取优先升级的策略,有重点、分批次地将天津市津南、静海等地的8个单GPS基准站升级为兼容BDS/GPS/GLONASS的三系统基准站设备,CORS中心软件升级为东南大学自主研发的支持BDS/GPS/GLONASS的三系统融合解算软件(EarthnetV2.0),升级后的天津CORS网型图如图1所示.

3 系统核心算法

天津市三系统多频多模北斗地基增强系统软件EarthNetV2.0是东南大学3S技术研发中心自主研发的高精度、多星座CORS系统软件,其全面支持Ntrip协议以及RTCM标准差分协议,可为网络RTK用户提供实时厘米级精度的定位服务.软件主要由数据播发、数据处理、用户管理、基站管理和数据存储等5个功能模块组成,能实时获取基准站卫星观测信息、导航信息及移动终端用户的坐标信息,通过基站间模糊度解算及区域大气误差建模等相关算法,最终提供移动终端用户精确的定位信息.该软件的主要算法包括:

(1)网络RTK用户定位服务:EarthNetV2.0利用Ntrip协议,支持用户采用网络RTK、网络RTD、RTK、RTD等接入方式,以及RTCM2.3、RTCM3.1等差分数据协议类型,兼容不同流动站设备,并为不同流动站提供平面3厘米、高程5厘米的实时定位精度以及1厘米的事后解算精度,同时也提供分米级、亚米及1-3米多种精度差分服务.EarthNet2.0的厘米级网络RTK是基于VRS的网络差分系统,差分改正主要分为两步:首先计算出虚拟参考站的伪距、载波相位观测值;然后依据RTCM协议生成标准格式的载波相位差分改正数据,并通过系统数据通讯链路发给移动站实现高精度定位.

网络RTK的VRS网络差分基准站采用多频多模GNSS接收机,至少由3个组成.因为基准站的精确坐标已知,故站星距可以精确求得,虚拟载波相位观测值最关键的内容是精确估计GNSS信号和虚拟参考站之间的大气延迟值,通过结合参考站数据的大气延迟和位置信息建立区域误差模型,然后进行内插得到虚拟参考站的相位观测值:

式(1)中,为虚拟站载波相位观测值;为载长;为地面参考站和虚拟站到卫星之间的距离单差;为内插所得误差项;为电离层的传播延迟单差值;为对流层的传播延迟单差值;为载波相位观测值模糊度单差值;

根据式(1)就能求出虚拟参考站的载波相位观测值,其中,电离层采用VETC多项式模型估计,对流层采样天顶对流层延迟模型估计.数据处理中心将虚拟参考站的载波相位观测值单差后,将其和虚拟站的坐标进行RTCM编码,通过网络发送至流动站.因为虚拟参考站和流动站之间距离很短,所以利用虚拟观测值和流动站观测值进行常规RTK方法定位时,可以达到厘米级定位结果.

(2)兼容北斗的多星座基站数据融合方法:兼容北斗的GNSS多星座卫星导航定位中,根据测距原理和方法的不同,根据所需的精度,采用不同的定位方式.EarthNetV2.0中采用的载波双差法,双差观测方程为:

(2)

式(2)中,,TEC为信号传播路径上的总电子含量,f表示频率,为双差对流层延迟,H为接收机仪器高,h为接收机天线相位改正,E为卫星高度角,为双差卫星轨道误差,为双差伪距硬件延迟,为双差卫星多路径效应影响,为其他和频率无关的误差双差值,包括地球自转,相对论效应,潮汐改正等,为观测噪声双差,为各卫星的载长值,i为参考星,j为观测卫星,为参考星的站间单差模糊度,为需要求解的站间星间双差模糊度项.将观测方程线性化后,各个系统分别选取参考卫星后,线性化后,得到误差方程:

结论:关于本文可作为相关专业卫星定位论文写作研究的大学硕士与本科毕业论文北斗gps寻人定位免费版论文开题报告范文和职称论文参考文献资料。

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