探究PPP-AR在軌道交通控制網(wǎng)中的應(yīng)用

周敬平

（1.青海省自然資源遙感中心，青海 西寧 810001）

軌道交通首級(jí)控制網(wǎng)CP0基線長(zhǎng)度超過(guò)50 km，一般的商業(yè)GNSS基線處理軟件無(wú)法處理，因此均采用GAMIT/GlOBK、Bernese等高精度GNSS解算軟件[1-3]。眾所周知，GNSS載波相位觀測(cè)值具有比偽距更高的精度，通常可以達(dá)到mm級(jí)。然而，未知模糊度的存在使得載波相位無(wú)法直接用于高精度單點(diǎn)定位（PPP）解算[4]。模糊度固定方法（AR）可以獲得整周模糊度的具體數(shù)值，就可以通過(guò)載波相位構(gòu)建出mm級(jí)的距離觀測(cè)值，從而瞬間實(shí)現(xiàn)優(yōu)于cm級(jí)的可靠定位。葛茂榮[5]2008年首次提出PPPAR方法，之后眾多國(guó)內(nèi)外學(xué)者對(duì)其進(jìn)行了深入研究，2019-03-21武漢大學(xué)耿江輝教授發(fā)布開源軟件PRIDE-PPPAR，該軟件用于精密單點(diǎn)定位及模糊度 固定[4,6]。

本文基于PRIDE-PPPAR軟件，與成熟的GAMIT/GLOBK軟件對(duì)比，驗(yàn)證PPP-AR算法在實(shí)際工程應(yīng)用中的定位精度，探究PPP在軌道交通控制測(cè)量中應(yīng)用的可能性。

1 數(shù)據(jù)采集與處理

1.1 數(shù)據(jù)采集過(guò)程

本次收集實(shí)際項(xiàng)目外業(yè)觀測(cè)控制點(diǎn)共計(jì)4個(gè)，點(diǎn)位如圖1所示。其中，7461、7462位于浙江省舟山市，屬于國(guó)家C級(jí)GPS控制點(diǎn)；A008位于寧波市，是國(guó)家B級(jí)GPS控制點(diǎn)，點(diǎn)位坐標(biāo)所列表1；CP01為待求高鐵框架控制網(wǎng)點(diǎn)，是甬舟鐵路一號(hào)控制點(diǎn)。按照《高速鐵路工程測(cè)量規(guī)范》[5]高鐵一等GPS測(cè)量控制網(wǎng)要求，采用4臺(tái)Trimble R10接收機(jī)采取靜態(tài)連續(xù)觀測(cè)72 h。圖1右側(cè)展示了R10接收機(jī)觀測(cè)模式，以及天線高測(cè)量方法。

圖1 觀測(cè)點(diǎn)分布、R10靜態(tài)測(cè)量天線高量取方式

1.2 數(shù)據(jù)解算

數(shù)據(jù)處理采用兩種模式，即雙差定位（GAMIT/GLOBK）和精密單點(diǎn)定位（PRIDE-PPPAR）。軟件解算均采用IGB08精密星歷，天線高都?xì)w算到相位中心高。GAMIT基線解算聯(lián)合中國(guó)周邊的17個(gè)IGS測(cè)站（aira、artu、bako、bjfs、daej、guam、hyde、iisc、kit3、lhaz、nril、ntus、pimo、pol2、shao、urum、yakt）參與解算，然后用GLOBK約束到ITRF2008坐標(biāo)框架下。PRIDE PPP-AR采用IGS數(shù)據(jù)中心之一的瑞士伯尼爾大學(xué)的歐洲定軌中心（CODE）提供的精密星歷和鐘差產(chǎn)品。表1列出兩個(gè)軟件數(shù)據(jù)處理 過(guò)程。

表1 GAMIT/GLOBK和PRIDE PPP-AR數(shù)據(jù)處理流程

2 結(jié)果對(duì)比分析

根據(jù)上文介紹數(shù)據(jù)處理策略，運(yùn)用GAMIT/GLOBK軟件解算后的NRMS平均值為0.186，滿足基線解算要求；表2顯示了基線解算結(jié)果統(tǒng)計(jì)情況，最弱邊相對(duì)精度為1/2 504 960，滿足規(guī)范要求，表3顯示了GLOBK網(wǎng)平差的結(jié)果。表4顯示了PRIDE PPP-AR軟件解算結(jié)果，最后兩列顯示解算過(guò)程中全部模糊度的固定率[7-8]。

表2 GAMIT基線解算結(jié)果統(tǒng)計(jì)

表3 GLOBK網(wǎng)平差后ITRF08框架空間直角坐標(biāo)及精度

表4 PRIDE PPP-AR軟件解算結(jié)果統(tǒng)計(jì)

對(duì)比表3、4所顯示的同一點(diǎn)不同軟件定位的結(jié)果，發(fā)現(xiàn)最大差距在3 cm，最小0.07 cm，統(tǒng)計(jì)兩者結(jié)果差異平均在1 cm左右。查看表4中的 PRIDE PPP-AR數(shù)據(jù)解算中的模糊度固定比值，存在一些數(shù)值偏小（寬巷模糊度固定率在80%以上），分析原因可能是差分碼偏差DCB文件有關(guān)[9-10]，具體原由還需要更詳細(xì)深入分析PPP-AR算法。

3 結(jié) 論

由于精密單點(diǎn)定位技術(shù)只需要采用單臺(tái)接收機(jī)，就可以獲得高精度位置，而且解算的時(shí)候不需引入其他測(cè)站做約束，因此有極大的工程應(yīng)用潛力，但因?yàn)槟：裙潭ɡщy，制約著PPP推廣應(yīng)用。本文在實(shí)際軌道交通控制網(wǎng)數(shù)據(jù)解算中引入最新的精密單點(diǎn)定位模糊度固定軟件PRIDE PPP-AR，探索PPP-AR技術(shù)在工程運(yùn)用中的可能性。實(shí)際解算結(jié)果顯示，PRIDE PPP-AR解算內(nèi)符合精度較高，但是相比GAMIT/GLOBK軟件解算絕對(duì)坐標(biāo)總體存在1 cm左右偏差，解算的寬巷、窄巷固定率還有待提高。