基于IGS數據的北斗長基線解算精度分析

摘要：本文選取了了IGS中MGEX的部分站點組成GPS觀測網，通過獲取相應站點連續一周的的觀測數據，并結合IGS發布的廣播星歷進行基線解算。解算過程中對GPS+BDS系統、單GPS系統和單BDS系統分別解算，獲得三次解算結果。對同一天的解算結果和整體解算結果進行精度分析，并得出結論。

關鍵詞：IGS，基線解算，精度分析，BDS

1.前言

北斗衛星導航系統（BDS）是中國著眼于國家安全和經濟社會發展需要，自主建設運行的全球衛星導航系統，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時空基礎設施。 20世紀后期，中國開始探索適合國情的衛星導航系統發展道路，逐步形成了三步走發展戰略：2000年年底，建成北斗一號系統，向中國提供服務;2012年年底，建成北斗二號系統，向亞太地區提供服務;2020年，建成北斗三號系統，向全球提供服務。北斗系統提供服務以來，已在交通運輸、農林漁業、水文監測、氣象測報、通信授時、電力調度、救災減災、公共安全等領域得到廣泛應用，服務國家重要基礎設施，產生了顯著的經濟效益和社會效益。基于北斗系統的導航服務已被電子商務、移動智能終端制造、位置服務等廠商采用，廣泛進入中國大眾消費、共享經濟和民生領域，應用的新模式、新業態、新經濟不斷涌現，深刻改變著人們的生產生活方式。中國將持續推進北斗應用與產業化發展，服務國家現代化建設和百姓日常生活，為全球科技、經濟和社會發展做出貢獻。 本文主要對北斗系統的長精度以及北斗基線網定位精度進行了研究。

2.數據處理

2.1數據來源：

本文選取了IGS站點中的HKWS、HKSL、NCKU三個站點作為本次研究的對象。而站點數據取自IGS的MGEX項目數據。MGEX（The Multi-GNSS Experiment）項目是IGS建立的收集和分析多套GNSS系統數據的融合項目，涵蓋了GPS、GLONASS、BDS、GALILEO、QZSS等多套系統[1]。本次選取了這三個站點2020年1月25日至2020年1月31日，連續一周的觀測數據進行解算。采樣間隔為30秒，觀測時長為24小時，因數據較多，選取了HKWL-HKSL基線部分用作分析。站點分布圖如下：

其中HKWS-HKSL基線長度為42512.196m，接收機和天線型號如下表[2]：

2.2數據預處理：

在數據處理之前，先對本次數據進行預處理，保證數據的可靠性。對于數據的預處理，采用teqc分析其數據有效率和多路徑效應。對數據有效率小于95%，多路徑效應（mp1，mp2）大于0.5的數據進行篩除。預處理結果如下表所示：

2.3數據解算

從表2中可以看出，本次采用的數據質量較好，不需要對數據進行篩選。而本次的基線解算采用國內某軟件進行，對兩個站點的七天觀測數據進行分別基線處理，采用的星歷為MGEX項目的廣播星歷brdm.20p。解算結果如下所示（部分）：

從解算結果中可以看出，在BDS和GPS在平面坐標增量上的偏差較小，大部分都在毫米級上，僅在第三天達到了厘米級。且相對誤差整體較小，都維持在一個良好的狀態，說明本次的解算質量相對較好。而高程方向相差相對較大，但幾乎都維持在3cm以內。而均方差（RMS）也都基本維持在20mm以內。單日BDS和GPS在基線解算精度上雖略有差異，但相差不大，說明BDS和GPS的解算結果十分相近。單日解算結果中，部分天數BDS略優于GPS。

3.結論

通過對基線解算結果分析，可以看出BDS和GPS在單獨解算基線方向相差甚小。單天解算結果上看，BDS和GPS精度基本持平，互有優劣。部分天數BDS的解算結果優于GPS，反之亦然。從中誤差來分析，本次解算結果的中誤差均在10mm左右，而基線長度為42km，遠超GNSS-C測量標準[3]。并且考慮到采用的為廣播星歷，精度相較于精密星歷會較弱。因此可以看出本次解算結果的精度完全能夠滿足工程生產的需要，同時可以認為在工程中采用單BDS解算亦能滿足生產需求，且精度相較于GPS差距不大，甚至略優于GPS。

參考文獻：

[1]張樹宏，李金龍，馬俊峰等.北斗中長基線靜態測量精度初步評估[J].測繪工程.2017

[2]杜偉吉，王敏.使用TBC軟件進行BDS基線解算精度分析[J].測繪科學技術學報.2020

[3] GB/T 18314-2009全球定位系統（GPS）測量規范.2009

作者簡介：吳雯雯（1989.7-）女，漢族，青海海西人，碩士，云南工程職業學院，講師，研究方向：工程測量。

基金項目：云南省教育廳科學研究基金項目“融合北斗衛星（BDS）的CORS基準站系統精度研究”（項目編號：2020J0927）

作者簡介：吳雯雯（1989.7-）女，漢族，青海海西人，碩士，云南工程職業學院，講師，研究方向：工程測量。

云南工程職業學院 ?云南昆明 ?650304