CORS站稳定性的分析方法(民办)文献综述
2020-03-13 09:43:25
随着GPS技术的飞速进步和应用普及,它在城市测量中的作用已越来越重要。当前,利用多基站网络RTK技术建立的连续运行卫星定位服务综合系统(Continuous Operational Reference System,缩写为CORS)已成为城市GPS应用的发展热点之一。CORS系统是卫星定位技术、计算机网络技术、数字通讯技术等高新科技多方位、深度结晶的产物。 CORS系统由基准站网、数据处理中心、数据传输系统、定位导航数据播发系统、用户应用系统五个部分组成,各基准站与监控分析中心间通过数据传输系统连接成一体,形成专用网络。 研究CORS站稳定性的分析方法时,必然要解决以下问题:(1)CORS站稳定性对网络RTK测量的影响分析;(2)CORS站稳定性的判断和检验方法分析。(3)对IGS参考站的时间序列数据进行分析,计算其变化率。
一、CORS站稳定性对网络RTK测量的影响分析
1 误差分析
1. 1 CORS系统误差
CORS系统的误差来源主要是3 大部分: 与GPS卫星有关的卫星星历误差、卫星钟差及相对论效应, 与信号传播有关的电离层折射延迟、对流层折射误差以及多路径误差, 与GPS接收机有关的接收机钟差、接收机位置误差等。GPS的误差源在空间和时间上是高度相关的, 差分GPS原理能够使用这些相关性来改善整个GPS系统的性能, 可以减少或者消除卫星误差、接收机钟差、星历误差和大气折射误差等。同时CORS系统数据中心能够根据基准站的观测值, 建立整个区域内GPS测量的主要误差模型(如电离层折射误差模型、对流层折射误差模型和卫星轨道误差模型等), 并将这些误差从观测数据中减去, 形成/ 无误差0的观测值。由于CORS系统提供的差分改正信息是将多个基准站的观测资料进行有效的组合而求解得到的,所以它可以有效地削弱电离层折射误差、对流层折射误差和卫星轨道误差的影响, 即使距离达到100 km也能很快地确定整周未知数, 并实现厘米级的快速定位。
1. 2RTK测量误差
RTK流动站用户施测精度受到整周未知数解、多路径效应、电离层影响、潮汐现象和天线高等因素影响。同时RTK仪器本身的误差、软件解算的误差、对中误差、基站坐标传算误差、信号的稳定性误差, 以及不同时刻卫星的状态和观测条件引起的误差, 都给定位精度带来影响。RTK作业的时候要严格地控制PDOPlt; 6和卫星数gt; 6的时间窗口, 因为这个时间段测量获得的数据是最佳的。接收机启动后, 应该通过菜单及时查看测站信息: 接收卫星数、卫星号、卫星健康状况、各卫星信噪比、相位测量残差实时定位的结果及收敛值、存储介质记录和电源情况, 如发现异常或未预料情况, 应及时作出相应处理。同时在CORS系统下作业的RTK, 当一个RTK流动站从接收机收到标准的RTK数据时, 正常条件下, 能够在30 km范围内成功作业。但是在白天高温时段以及电离层较活跃期间, RTK成功作业距离范围将明显地减小。RTK本身的精度通常用固定误差和比例误差即10 ? 10- 6 @D (D 的单位为km)来表达, 那么依据这个公式可以分别得到1 km、10 km、30 km的误差是11 mm、20 mm、40 mm。如果绝对理想的环境下进行RTK测量, 就没有比例误差, 但是这样的情况很少。现实中的环境是千变万化的, 各种影响特别是与电离层延迟、对流层延迟和卫星轨道有关的影响, 引起了与距离有关的误差, 从而限制了流动站的可解算整周模糊度的作业范围。但是使用CORS系统的用户, 系统的软件已建立覆盖区域电离层的误差模型, 并随差分信号发送到流动站, 消除了电离层误差, 使得RTK的作业范围和精度得到大大的改善。差, 从而限制了流动站的可解算整周模糊度的作业范围。但是使用CORS系统的用户, 系统的软件已建立覆盖区域电离层的误差模型, 并随差分信号发送到流动站, 消除了电离层误差, 使得RTK的作业范围和精度得到大大的改善。
1. 3 CORS数据中心与RTK数据通信误差
数据通信是连续运行参考站网与数据控制中心、控制中心与流动站之间交换信息的主要手段。数据通信的质量直接影响CORS系统模型解算和流动站作业的效率和质量。通信是否畅通、有效、安全、可靠, 并且是否具有较大的容量、高效率和低误码率的数据传输能力直接关系到位置定位的精度。数据通信误差包括有线通信线路信号的衰减和无线通信信号的流失和误码。在数据通信中包括有线的连接方式, 如一般采用标准电缆来连接天线和接收机, 但是随着电缆的增长, 就必须采用天线信号放大器来减少信号的衰减了, 否则就会影响接收机接收数据的能力, 从而降低定位精度。所以工作中一般采用帧中继( FR)和光纤的混合通信, 且电缆的长度不超过30 m[ 2]。在无线通信中, 通常采用GSM、GPRS、CDMA和TDMA的上网功能, 数据处理中心给出一个固定的IP地址和Port端口号, 移动站用户只要设置固定的IP号进入数据中心的网络就可以完成数据的传输。采用这种无线通信的方式不仅用户数不受限制, 而且不会降低RTK的定位精度, 传送、接收RTK数据无距离限制, 且一般不会受到干扰, 只要区域内有信号, 流动站用户就可以定位。
1. 4 WGS84与地方坐标系统坐标转换带来的误差
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