北斗兼容多星系統的CORS中心系統軟件測試

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北斗兼容多星系統的CORS中心系統軟件測試

宋玉兵，王開鋒，王勇

(江蘇省測繪工程院，江蘇 南京 230013)

一、系統概況

1. JSCORS

江蘇省全球導航衛星連續運行參考站綜合服務系統(JSCORS)項目是江蘇省測繪地理信息行業“十一五”期間計劃的重點項目。系統自2006年12月建成并投入運行至今，經過不斷升級，現已有基準站130個。作為主系統的Leica Spider系統也由最初的僅支持GPS解算升級為支持GPS+GLONASS的雙系統解算。

我國自主建設的北斗衛星導航系統已于2012年底實現亞太地區的覆蓋，為亞太地區提供導航定位及通信服務。為響應“十二五”規劃大力發展北斗產業的號召，JSCORS中心積極尋求與Leica合作，提供測試環境，期望Leica早日推出支持北斗系統的軟件版本。

2. 北斗兼容GPS/GLONASS的CORS中心軟件系統

2014年8月，Leica公司為其GR系列基準站接收機發布了支持北斗衛星數據接收的固件，增加了對北斗衛星信號的支持，實現了對北斗衛星信號的跟蹤，并支持包含北斗、GPS、GLONASS三衛星系統的數據流發送，如圖1所示。

2015年2月1日，Leica公司正式發布了支持北斗解算的CORS中心軟件(以下簡稱中心軟件)。中心軟件實現了包含北斗衛星數據的數據流接入(RTCM3.2、LB2 MessageE)、包含北斗的衛星觀測值數據的記錄(RINEX3.0)，將北斗衛星數據加入解算，網元模糊度計算引擎在之前GPS、GPS+GLONASS的基礎上增加了GPS+GLONASS+BDS模式，并且支持雙星系統與三星系統數據的混合解算。

二、系統測試

為檢驗新版本系統軟件對測量效果的影響，JSCORS中心對系統進行了兼容性及定位精度的測試。

圖1　徠卡基準站接收機實現北斗衛星信號跟蹤

1. 流動站兼容性測試

流動站兼容性主要取決于CORS系統所能提供的RTK解算模式及其生成的改正數的播發格式。Spider豐富的RTK定位模式和全面的改正數播發格式，使得該系統有超強的流動站兼容性(見表1)。

表1Spider5.2.1提供的網絡RTK定位模式及差分改正數的播發格式

CMRLeicaRTCM2.XRTCM3.0RTCM3.2FKP●●MAX●●i-MAX●●●●●VirtualRS●●●●●

本次測試采用了市場上主流的不同廠商的流動站接收機，就現有的較為成熟的i-MAX和Virtual RS定位模式，以及GPS+GLONASS的雙星系統與GPS+GLONASS+BDS三星系統改正數進行了兼容性測試，結果見表2。

表2　主流流動站接收機都能夠正確獲取改正數進行差分計算并獲得固定解

2. 網絡RTK定位精度測試

定位精度測試主要是對系統的網絡RTK定位精度進行評定，取內符合精度和外符合精度作為評價指標。

本次測試選取了15個隨機點和5個江蘇省B、C級GPS控制點作為測試點。

測試采用連續測量方式，以1 s采樣率、30個RTK定位結果為一組，每點分別采用GPS+GLONASS和GPS+GLONASS+BDS兩種模式各記錄3組數據，記錄每組數據之前重新初始化衛星。

將測量結果作高斯投影，將結果轉換為X、Y、H形式，分別取每點3個方向坐標的標準差為內符合精度，取3個方向坐標的均方根誤差(5個B/C級控制點)為外符合精度，結果如圖2—圖5所示。

圖2　 測試點X、Y、H方向雙星(GPS+GLONASS)內符合精度測試結果

圖3　測試點X、Y、H方向三星(GLONASS+GPS+BDS)內符合精度測試結果

以上結果顯示中心軟件系統定位結果精度穩定；定位精度隨著流動站到基準站距離的增大而略有下降； GPS+GLONASS+BDS三星系統可用性良好，與GPS+GLONASS雙星系統一致性高。

圖4　測試點X、Y、H方向雙星(GPS+GLONASS)外符合精度測試結果

圖5　測試點X、Y、H方向三星(GPS+BDS+GLONASS)外符合精度測試結果

加入北斗系統后，定位精度變化不大，高程方向精度略有損失。究其原因可能有兩方面：一方面是北斗衛星的軌道精度還有待提高；另一方面是現有的北斗星座可見衛星數為8～11顆，其中GEO衛星5顆，約3.6萬km的高度使得其信號難以被流動站接收機捕捉，使得北斗衛星真正利用的衛星數要少于可見衛星數，故未能提高測量精度。

三、結束語

Leica公司提供的中心軟件能夠提供可靠的北斗兼容GPS、GLONASS的網絡RTK服務，系統穩定性和可靠性高，能夠提供厘米級北斗RTK定位服務，大大拓展了北斗系統的應用服務。

(本專欄由徠卡測量系統和本刊編輯部共同主辦)

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