晉陽選煤廠GNSS參考站網(wǎng)絡系統(tǒng)的測試研究

程志強

（1.太原理工大學礦業(yè)工程學院，山西 太原 030024；2.太原市國土資源勘測中心，山西 太原 030009）

晉陽選煤廠GNSS參考站網(wǎng)絡系統(tǒng)的測試研究

程志強1,2

（1.太原理工大學礦業(yè)工程學院，山西 太原 030024；2.太原市國土資源勘測中心，山西 太原 030009）

晉陽選煤廠GNSS參考站網(wǎng)絡系統(tǒng)，通過對常規(guī)RTK定位測試、可用性測試、內業(yè)測試及外業(yè)測試，得出晉陽選煤廠GNSS參考站網(wǎng)絡系統(tǒng)運行穩(wěn)定、可靠，且兼容性強、集成效果好的結論，值得推廣應用。

GNSS參考站；網(wǎng)絡系統(tǒng)；測試；定位；可用性

晉陽選煤廠是太原煤炭氣化集團有限責任公司的骨干企業(yè)，是由原煤炭部投資，原蘇聯(lián)南方煤炭設計院與山西煤礦設計院聯(lián)合設計，主要工藝和設備從原蘇聯(lián)引進，采用三產品重介旋流器主選及煤泥浮選聯(lián)合流程，在全國主要的選煤廠中占中上等水平。

為了檢核晉陽選煤廠GNSS參考站網(wǎng)絡系統(tǒng)設計的合理性以及有效覆蓋范圍、流動站在有效覆蓋范圍內所能達到的精度、系統(tǒng)穩(wěn)定性和兼容性等技術指標，在晉陽選煤廠指定的區(qū)域內進行了GNSS參考站網(wǎng)絡系統(tǒng)的相關性能測試。

1 測試方案

1.1 測試內容

系統(tǒng)坐標框架測定和精度評定；系統(tǒng)連續(xù)、自動運行能力的測試；系統(tǒng)對參考站管理能力和數(shù)據(jù)處理能力的測試；系統(tǒng)的可用性測試；流動站用戶接收機測試；流動站通訊方式的可用性和性能測試；流動站用戶定位初始化時間、定位精度、時間延遲測試。

1.2 測試方法

1.2.1 系統(tǒng)坐標框架測定和精度評定

為了確定晉陽選煤廠GNSS參考站網(wǎng)絡系統(tǒng)的精確坐標，采用120 h的連續(xù)觀測數(shù)據(jù)，數(shù)據(jù)采樣率為1s，全部轉換為RINEX數(shù)據(jù)格式。同時引入IGS[1]站的同期觀測數(shù)據(jù)，采用高精度基線解算軟件進行基線解算，將基線處理結果進行平方差，得出晉陽選煤廠GNSS參考站網(wǎng)絡系統(tǒng)的點位坐標和精度指標。

1.2.2 網(wǎng)絡RTK定位測試

測試點的選擇是在晉陽選煤廠GNSS參考站網(wǎng)絡系統(tǒng)均勻分布網(wǎng)絡覆蓋內，觀測條件良好的，在網(wǎng)中初步選點若干個已有WGS84[2]坐標系統(tǒng)坐標的控制點作為測試點。

實時定位測試是在晉陽選煤廠GNSS參考站網(wǎng)絡系統(tǒng)每個測試點上，按照連續(xù)地形測量模式，以1s采樣率連續(xù)采集150個定位結果，記錄初始化時間等相關信息。

初始化時間分析是統(tǒng)計晉陽選煤廠GNSS參考站網(wǎng)絡系統(tǒng)所有測試點的最長初始化時間、最短初始化時間、平均初始化時間，并評定是否達到設計要求。

定位精度統(tǒng)計分析是統(tǒng)計晉陽選煤廠GNSS參考站網(wǎng)絡系統(tǒng)所有測試點的最大誤差、最小誤差、誤差概率統(tǒng)計，并評定是否達到設計要求。

2 測試結果及分析

2.1 系統(tǒng)坐標框架測定和精度評定

通過收集晉陽選煤廠GNSS參考站的24h原始數(shù)據(jù)，數(shù)據(jù)采樣率為1 s，全部使用Leica Geomatic Office軟件轉換為RINEX數(shù)據(jù)格式。系統(tǒng)坐標框架是通過引入同期觀測數(shù)據(jù)，采用高精度基線解算軟件進行基線解算，將基線處理結果進行平方差，得出GNSS參考站的點位坐標和精度指標。

2.2 網(wǎng)絡RTK定位測試

2.2.1 常規(guī)RTK測試

測試點選擇是按照晉陽選煤廠GNSS參考站網(wǎng)絡系統(tǒng)測試點要求，均勻分布網(wǎng)絡覆蓋內WGS84坐標系統(tǒng)坐標的控制點作為測試點。

測試結果是經(jīng)過剔除粗差觀測值后，晉陽選煤廠GNSS參考站網(wǎng)絡系統(tǒng)常規(guī)RTK定位測試結果見表1。

表1 網(wǎng)絡系統(tǒng)常規(guī)RTK定位測試結果

根據(jù)表1的統(tǒng)計結果，流動站RTK定位在WGS-84坐標系下的三維外符合精度可以達到水平2～3cm，垂直3～5cm。

測試結果分析得出：晉陽選煤廠GNSS參考站網(wǎng)絡系統(tǒng)除周圍有障礙物觀測條件較差外，一般點平面精度均優(yōu)于3cm。

2.2.2 可用性測試

房角測試可以看出，不管是雙星還是單星如果放在房角直接開機，都難以初始化。如果雙星在一個比較開闊的地方初始化后，然后移動到房角則可以測量出結果。

樹底下測試時，在靠近樹底下單、雙星都可以初始化，測出結果，但是單星初始化時間比較長，完全在比較茂密的樹底下，雙星可以固定，單星不能初始化或初始化很慢。樹底下測試記錄表見表2。

表2 樹底下的可用性測試記錄

從表2的測試結果來看，都能滿足晉陽選煤廠GNSS網(wǎng)絡參考站技術設計指標。

3 測試結論

3.1 內業(yè)測試

晉陽選煤廠GNSS參考站網(wǎng)絡系統(tǒng)內業(yè)測試,嚴格按照行業(yè)測試標準，進行了可行性測試，達到了測試預期目標。晉陽選煤廠GNSS參考站網(wǎng)絡系統(tǒng)兼容性強、集成效果好；運行穩(wěn)定、可靠；實際精度統(tǒng)計顯示優(yōu)于技術設計；提供的數(shù)據(jù)鏈路各項指標符合技術設計，部分指標優(yōu)于前期技術設計。

3.2 外業(yè)測試

整個RTK作業(yè)面積大于70km2，可以覆蓋整個晉陽選煤廠GNSS參考站網(wǎng)絡系統(tǒng)，優(yōu)于設計指標。晉陽選煤廠GNSS參考站網(wǎng)絡系統(tǒng)運行穩(wěn)定正常，內、外符合精度達到設計要求，網(wǎng)內精度分布均勻，初始化時間普遍小于20s。系統(tǒng)外延性很理想，網(wǎng)外20km[3]，初始化速度與網(wǎng)內基本沒有任何區(qū)別，且內、外符合精度優(yōu)于技術設計要求;系統(tǒng)對第三方設備兼容性好。

4 結束語

通過對晉陽選煤廠GNSS參考站網(wǎng)絡系統(tǒng)進行常規(guī)RTK定位測試、可用性測試、內業(yè)測試、外業(yè)測試，得出晉陽選煤廠GNSS參考站網(wǎng)絡系統(tǒng)運行穩(wěn)定、可靠，且兼容性強、集成效果好,值得推廣應用。

[1]陳俊勇，張鵬，武軍酈,等.在中國構建全球導航衛(wèi)星連續(xù)運行站系統(tǒng)的思考〔J〕.測繪學報，2007，（04）.

[2]張弘.連續(xù)運行參考站服務網(wǎng)的技術研究〔J〕.太原科技，2008，（11）.

[3]蔡東健,岳建平,勾啟泰.JSCORS系統(tǒng)實時定位性能測試與分析〔J〕.測繪通報,2009,（7）.

Test Research on the Network System of GNSS Reference Station in Jinyang Coal Preparation Plant

CHENG Zhi-qiang1,2
（1.College of Mining Engineering,Taiyuan University of Technology,Taiyuan Shanxi 030024;2.Taiyuan Land and ResourcesSurveying Center,Taiyuan Shanxi 030009,China)

The paper introduces the network system of GNSS reference station in Jinyang Coal Preparation Plant.Through conventional RTK positioning test,usability test,field and office work tests,a conclusion is drawn:with its stable reliability,strong compatibility and improved integration effect,the system is worth popularizing

GNSS reference station;network system;test

TD679

A

1672-5050（2010）03-0078-03

2009-11-20

程志強（1976—），男，山西介休人，在讀工程碩士，工程師，從事國土資源勘測工作。

劉新光