北斗衛星連續運行基準站建設方法研究

李丹丹，李彥雷

(1.吉林建筑科技學院，長春 130000； 2.中國二十二冶集團有限公司，河北 唐山 063000)

0 引言

北斗衛星導航系統(以下簡稱北斗系統)是中國著眼于國家安全和經濟社會發展需要、自主建設、獨立運行的衛星導航系統，是為全球用戶提供全天候、全天時、高精度的定位、導航和授時服務的國家重要空間基礎設施[1]。隨著北斗系統建設和服務能力的發展，相關產品已廣泛應用于交通運輸、海洋漁業、水文監測、氣象預報、測繪地理信息、森林防火、通信時統、電力調度、救災減災、應急搜救等領域[2]。

為了進一步推動北斗衛星導航系統與國家基礎建設的深度融合，開展北斗行業示范，形成行業綜合應用解決方案，促進交通、國土、規劃、測繪勘探、防災減災等領域的應用，吉林單位計劃率先在某市建立北斗衛星連續運行基準站，并在基站所在區域建立高精度、統一的國家坐標基準體系[3]。

1 基準站建設

經過實地踏查，基準站站址最終選定在辦公樓頂，視野開闊，產生多路徑效應的地物，衛星信號質量良好，樓體結構穩定。經測試，數據可用率應大于90%，多路徑影響MP1<0.35，MP2<0.4，適合建設基站。

觀測墩建設嚴格執行技術設計，底座尺寸為600×600×300 mm，觀測墩柱體高1.5 m，加套白鋼桶并澆筑混凝土，觀測墩底座利用大理石修飾。

基準站設備：基準站采用BDS+GPS+GLONASS南方Net S9三星系統CORS接收機和扼流圈天線。

網絡通信：利用公司已有的固定IP，網速良好。

控制中心設備：機柜、服務器、顯示器、路由器、交換機、Windows Server 2008操作系統。

2 GNSS控制網建設

2.1 選點埋石

建設中共選埋了20個控制點，其中14個鄉鎮街道各1個，另5個地點各1個，某院內1個(作為外業校核點，距離CORS太近，影響網型，不通過靜態聯測)。控制點采用堅實水泥地面植入測量標志的方法。

2.2 控制網外業觀測

本工程使用南方S86接收機進行觀測，參加作業的全部接收機均應在檢驗合格證有效期內使用。根據控制網的設計要求，控制網起算點含3個CORS基站PSHJ、HNTD和SYTP，4個C級控制點YTSH、CYCH、HESH和HULA。這7個點均采用C級GNSS靜態作業方法，觀測時間超過8 h，其他控制點采用D級GNSS靜態作業方法聯測，網型如圖1：

圖1 GNSS網圖Fig.1 GNSS network map

2.3 數據處理

本項目GNSS控制網起算點數據處理委托自然資源部大地測量數據處理中心進行處理。整網平差數據處理后，經過平差分析，得到二維平差和結果及三維平差結果。二維平差結果先驗單位權中誤差為0.001，后驗單位權中誤差為0.019，中誤差為0.011，精度較高，符合相關規范要求。重復基線總數20，閉合環總數635，同步環總數352，異步環總數283，二維基線改正數中X分量改正數和Y分量改正數均小于0.03 m。

數據處理報告如下：

表1 坐標系統Tab.1 Coordinate system

表2 三維已知點信息Tab.2 Three-dimensional information of known-point

表3 自由平差結果Tab.3 Free adjustment results

表4 基線改正數Tab.4 Baseline corrections

表5 三維平差結果(XYZ)Tab.5 Three-dimensional adjustment results (XYZ)

3 總結

通過與收集的控制點進行比對分析，經過不同計算方法對平差計算結果進行檢核，實際采集JLCORS數據進行比對。檢查使用儀器的精度等級，對儀器檢定資料進行檢查，通過核查觀測手簿檢查觀測條件合理性，通過核查觀測手簿檢查觀測方法的正確性。檢查起算數據的正確性、坐標系統符合性、數據處理的正確性、平差計算的各項較差和閉合差是否超限等，最終完成了北斗衛星連續運行基準站的建設工作，建立了高精度、統一的國家坐標基準體系，同時完成了各坐標系相互轉換關系及加密措施。