利用快速星历进行BDS数据处理精度分析

2023年11月30日发(作者：福特2019新款福克斯)

第期

22

卷第

4

2020

年

12

月

测绘技术装备

Geomatics

Technolony

and

Equipmeyt

Vol.

No.

22

2

Dec.2

20

。

利用快速星历进行

BDS

数据处理精度分析

李春晓

1

尹恒毅

2

,

王维

1

成夏

1

1

(1.

自然资源

部

大地测量数据处理中心

，，

陕西西安陕西西安

712054

；

.

西安科技大学

710054)

Accuracy

BDSData

Analysis

of

Processing

Based

on

Fasi

Ephemeris

LI

ChunxiaoYIN

,

,,

Hengyi

W4NG

Wna

CHENG

XPhel

摘要:

在进行

GNSS

数据处理时

，，

精密星历的获取有

2

周的延迟

对工程建设是严重的制约条件

。

针

对这一问题

，延迟的快速星历进行

利用仅有

1

U

BDS

数据处理研究

，

试验中收集陕西地区

7

个

GNSS

观测站的

GPS

和同时在

BDS

数据

，

IGS

网站上下载精密星历和快速星历

，

分别将不同卫星和星历进

行组合

，

最后利用

GAMIT/GLOBK

软件进行基线解算和坐标计算,对计算结果进行对比

。

结果表明

，

利用快速星历进行

BDS

数据处理可以得到较高精度的成果

。

因此

，

在工程建设中

，

当无法及时获取

精密星历时

，

可根据实际情况采用快速星历来进行

BDS

的基线解算和精密定位

。

关键词

:数据处理;精度分析;精密星历

；

快速星历;北斗卫星导航系统

KeoworOs

:

Data

PPrecise

ocps

D

c

；

AnalysieBPD

；；；

EpPemePs

Fast

EpPempis

oc

Navigatioy

Satelliia

System

中图法分类号:

P229

43

1

引言

随着全球卫星导航系统

(

GloCai

Naviuatioy

Satelliia

System

,

GNSS

)

的不断发展

，

很多国家都拥有

据处理提供了条件

。

GAMIT

是现阶段应用较广泛的

GNSS

数据处理

软件⑷

，

该软件从

12.

21

版本开始支持

BDS

的数据

解算

。

文献

［

5

］

验证了利用

GAMIT12.61

软件进行

BDS

基线解算的结果

，

在

X

、

Y

、

Z

方向上具有较高的

自己的卫星系统

，

如

GPS

、、、

BDSGALILEO

GLONASS

、

QZSS

、

SBAS

等

，

其中

，

发展最早

、

相对成熟的是美国

精度;利用

GAMIT12.

27

版本进行

BDS

基线解算的精

度更高

，

文献

［

6

］

证明了利用

GAMIT12.

27

对

BDS

进

的全球定位系统

(GPS)

［

1

］

,

近年来

，

俄罗斯的格洛纳

斯卫星导航系统

(

GLONASS

)

、

欧盟的伽利略卫星导

航系统

(

Galilec

Satelliie

Navigation

System

)

等也在不

行基线解算的精度与

GPS

的解算精度十分接近;文

献

［

7

］GAMIT

证明利用

软件进行

BDS

精密相对定位

断进步和完善

。

中国北斗卫星导航系统

(

BeiDou

Navigatioc

SatelliiaBDS

Sy1994

stem,

)

于

年立项

，

经过

解算的精度也较高

。

虽然

BDS

静态解算具有较高的精度

，

但都是利

不断地进步与更新

，，

早在

2212

年

北斗二号就已经拥

用精密星历进行数据处理的

。

由于精密星历需要

2

周以后才能给出

5

］

,

不能满足时效性较强的工程建

有在亚太地区进行高精度定位服务的能力到

，

2020

年,北斗三号完成了全球组网,可以提供全球范围内

设项目的需要

。

的高精度定位服务⑵

O

虽然现阶段国内很多单位还是利用

GPS

观测数

据进行静态数据解算

，

但是

，

随着各国际

GNSS

组织

本文提出利用延时

1

U

就可以给出的快速星

历来进行

BDS

静态解算

。

为了验证采用快速星历

6

测绘技术装备

第

22

卷

2

试验过程

2.

2

数据源

结果进行整网平差

,

得到待定点的空间直角坐标

。

后

，

以

GPS+IGS

的

为基准,分别比较利

用精密星历和快速星历进行

BDS

数据处理的

：

在陕西地区收集了

7

个

GNSS

观测站年积日为

2012

024

的文件这

BDS

和

GPS

观测数据

（

o

）

，

7

个

精度

。

GNSS4

观测站包含了

个控制点

（

KZ02KZ02

、

、

KZ03

、

KZ04

））

,3

,

个待测点

（

SX0SX02

2

、站点

、

SX03

分布如图。

2

所示

在

CDDIS

（

The

Casta-

Dynamics

Data

Infoanation

System

）

数据网站下载了同一天的

GPS

卫星广播星历

（

n

文件

）

和精密星历

（

IGS

）

,

又

在武汉大学

IGS

分析中心

的混合广播

星历

（件）

p

文

和

BDS

的精密星历

（

WHS

）、

快速星历

（

WHR

）

o

107°

109°

III

d

KZ01

★

KZ02

?

SX02

*SX03

★怠

04

★

k

Z03

图例

?

107°111°

109°

图

1

站点分布

Fig.

1

Distribution

of

Stations

2.2

数据处理

首先

，

利用

GAMIT12.

77

版本软件分别对

BDS

和纟

GPS

采用

星星历产品进行基线解算

，

3

种数据组合方式

，

各参数配置见表

2

o

2

）

GPS

+

精密星历

（

IGS

）

；

2

）

BDS+

精密星历

（

WHS

）

；

3

）

BDS+

快速星历

（

WHR

）

。

表

1

参数配置

Tab.

1Setting

Parameters

参参

数

名称

数

数据

采

样间隔

/s

30

观测波段

LC_AUTCLN

解算类型

Baseline

截止高度角/

（

°

）

10

大气映射函数

VMF1

改

模型

FES2014

其次

，

采用

GLOBK

软件分别对这

3

种不同基线

3

精度分析

3.

2

基线解算精度分析

从

3

种方法得到的基线结果文件中统计出基线

解算的验后标准化均方根中误差

（

Postfit

NRMS

）

，

如

表

2

所示

。

表

2

NRMS

统计结果

Tab.

1

Statistics

of

NRMS

GPS

+

IGS

BDS+

WHS

BDS+WHR

NRMS

0.42

180

027672027736

从表

2

可以看出

,

3

种方法得到的

Postfit

NRMS

结果较为相近

,

要求

（

NRMS

W

0.3

）

,

且相

互之间的差异均小于

0.02

。

将

GPS

+IGS

、、

BDS

++

WHS

BDSWHR

解算得

到的每条基线的精度进行统计

，

绘制基线精度对比

，

如图

2

所示

。

可以看出

，

每条基

具有较高的

精度

，

但

、

GPS

+IGS+

和

BDS

WHS

BDS

+

WHR

解算

出的基线精度存在

偏差

，

这一

■

现象可能与

时段和

GPS

BDS

卫星观测数不同有关

；

BDS+WHS

第李春晓

3

期

，

等:利用快速星历进行

BDS

数据处理精度分析

7

速星历进行

BDS

基线解算的结果与利用精密星历

进行

GPS

基线解算得到的

精度相当

。

为了进

一步验证采用快速星历进行

BDS

数据处理的精度

,

本文利用

GLOBK

软件对得到的基

进行网平

差

，

计算

SX01

、

SX02

、

SX03

的空间直角坐标,最后对

进行对比分析

，

见表

6

2

o

表

2

各测站坐标精度对比

Tab.

3of

Accuracy

Comparison

CoorOicates

of

EacU

Station

星历组合

站名

X/m

Y/m

Z/m

SX018

0.0010.001

1

0.

002

5

GP

S

+

2005

IG

S9

SX02

0.

020020

0.001

SX031

0.80013

200

0.0.00

8

X01

0.201

9

0.

005

3

000030

BD

S

+

WH

S

X02

0.201

7

020049

000027

SX03

0.001

6

0.

004

5

000025

SX013

0200

9

0.

005

000030

BD +WHR

S

SX02

0200

7

0.

004

9

000027

SX031

0.00

0.004

000025

Fip.Accuracy

3CoorOioate

Comparison

of

of

EacU

Station

从表

3

和图

3

可以看出

，

利用

GPS

+

IGS

、

BDSBDS

++

WH

S

和

WHR

的基线解算结果进行网

平差得到的坐标精度都在毫米级

，

但

GPS

+

IGS

得

出的坐标精度在

X

方向

、

Y

方向

、

Z

方向上都略优于

BDSBDS

+++

WHSWHS

和

BDS

WHR

；

利用

解算

出的坐标精度和利用

BDS

+WHR

解算出的坐标精

度十分接近

。

最后

，

将利用

BDS

++

WHS

和

BDS

WHR

解算

得到的坐标分别减去利用

GPS

+

IGS

解算得到的坐

标,差值结果如表

4

所

7K

o

表

4

各测站坐标差值对比

Tab.

3Comparison

of

CoorOioate

Differences

of

EacU

Station

星历

组

名

△

X/mm△

△Z/mm

\"mm

SX0

-3.94

9073

5044

BDS

SX02

+

WHS

1.29

-2018

-107

SX03

004

-5041

-0023

SX0

-30959074

5045

BDS

+WHR

SX02

1070-2011

-104

SX03

0013

-5.33

-0021

bdswhsbds

++

whr

SX01SX02SX03

SX01

SX02SX03

SX01

SX02

SX03

测站

图

4

各测站坐标差值对比

Fig.CoorOioate

3

ComparisonDifferences

of

of

EacU

Station

从表

4

和图

4

可以看出

，

利用

BDS

+

WHS

和

BDS

+

WHR

计算出的坐标与利用

GPS

+IGS

计算出

的坐标相比利用

，

各方向结果差值均小于

±1

cm

；

BDSBDS

+WHS

和

+WHR

计算出的坐标

，

结果十

分接近

。

综合表

3

和表

4

可以得出

，

可以利用

BDS

来计

算精密坐标

，

并且快速星历可以代替精密星历进行

8

测绘技术装备

第

22

卷

综上,

BDS

可以用来进行基线解算和事后精

密

定位

，

并且在精

密

星历不能及时获取的情况下

，

可以

利用快速星历代替精

密

星历进行

BDS

数据处理

，

以

[4]

陈雄川

，

程传录,蒋光伟，

等?云计算技术在大规模基

准站网中的应用

[]?

导航定位学报

,2020,8(2):26

-

30.

满足一些精度要求不高的项目的需求

。

[]

[6]

刘邢巍

,翔

蒲德祥

,

高的高精度

，

等

?

基于

GAMIT10.

22

GPS/BDS

数据处理及精度对

比

分析全球定位系

参考文献

[2]

尹恒毅

，

郭春喜,姚顽强，

等?不同对流层天顶延迟模

统

,2018,43(5

)

：

77

-83.

刘彦军

，

李建章,刘江涛

，

等.新版

GAMIT10.

20

解算

GPS/BDS

基线精度对

比

分析

[J].

导航定位学报

,

型在陕西地区的精度及适用性分析

[]?

大地测量与

地球动力学

,2020,40(4)

：

392

-394.

[]

方欣硕

，伪距单点定位精度分

范磊

?

BDS-2/BDS-3

析

[

J

]

?

全球定位系统

,2022,45

(2

)

：

19-

25.

[]

张璞

，

陈国通,张晓旭

，?

等空间信

基于

iGMAS

的

BDS

2019,7(2)-142.

：

133

⑺

⑻

张双成

，

王倩怡

，

刘奇，

等

?

BDS

精密相对定位精度的

GAMIT

分析

[].

测绘科

学

,2018,43(12

)

：

2

0

-97,

范磊

，，

施闯

李敏?利用超快速精密星历约束的北斗卫

星实时精密定

轨

[]?

大地测量与地球动力

学

,2018,

38(9

)

：

937-940,

号精度性能评估

[J].

通信技术

,2018,52

820

(8

)

：

1

-

2

827.

(上接第

4

页

)

件,研制了国产全自动航摄底片扫描仪

。

该扫描仪

扫描单张航摄底片所用时间

小

于

3

min,

快于国外产

操作进行响应

，

是整个扫描仪系统开发中不可或

缺

的重要组成部分

。

系统一次扫描过程如图

6

所示

。

品

，

大幅提升了我国航摄底片数字化能力

，

目前已经

在测绘

、

国土电力

、

、

石油等行业的

1

多家单位推广

应用

，

解决了航摄底片数字化的关键问题

。

参

[1]

李明

，

廖安平,赵俊霞?遥感影像获取:为测绘地信事业

的发展提供有力保障

[]?

中国测绘

,2014(2):12-13.

[

0

]

孙海萍

，

张静怡,杨泽东，

等?一种基于航摄资料的历

史航空影像配准算法

[

J

]

?

测绘通报

,2018(6)-

：

109

113.

[]

李明,赵俊霞

，

胡芬?国家航空航天遥感影像获取现状

及发展

[

J]

?

测绘通报

,2015(10-

)

：

12

15

,51.

[4]

任俊芳

?航摄底片扫描数字化生产的质量控制影

[]?

图

6

完整的一次扫描过程

Fig.1

A

Complete

Schnning

Prscess

像技术

,2008(5)41-44,

：

[]

GJB393A1999

—

航

空

摄影

胶

片宽度和齿孔

[S]

.

[

6

]

贾小军

,

喻擎苍

?基于开源计算机

视觉库

OpeeCV

的图

上层驱动软件主要负责图像数据的最终处理和

像处理

[

J

]?

计算机应用与软件

,2008,25(4)

：

276

-

278.

保存

、、

数据和命令的传输

扫描和校准功能的设置以

及上层和中间层的通信等

,

旨在和中间层控制系统

协同工作

，

以期得到更高质量的扫描图像

，

提高扫描

[]