河南省地质CORS运行测试与分析

王金娜 王军见 王艳艳

(河南省地质矿产勘查开发局测绘地理信息院，河南 郑州 450006)

河南省地质CORS运行测试与分析

王金娜 王军见 王艳艳

(河南省地质矿产勘查开发局测绘地理信息院，河南 郑州 450006)

介绍了河南省地质CORS系统首期运行中的测试方案，分析了系统在RTK定位精度、可用性和初始化时间等方面的测试结果，结果表明：其各项测试结果均优于设计指标，系统精度高、运行稳定可靠，为河南省地质CORS系统正常运行提供了有力保障。

地质，CORS，测试，运行

河南省地质CORS是GNSS，INTERNET和通信技术的有机融合，把分布在全省范围内的永久性全球导航卫星系统(Global Navigation Satellite System，简称GNSS)基准站连接起来，构成了新一代网络化的地质信息连续采集运行系统。系统主要由GPS基准站系统、数据处理中心、用户应用系统、数据传输系统、数据播发系统等组成，是连续运行卫星定位服务综合系统(简称CORS)技术与地质专业领域的突破性结合，是空间技术、现代网络技术、现代卫星测地技术等多种技术集成的有机体系。系统成果主要建立了省级地质信息采集高精度参考框架，引入高精度起算点(全球跟踪站)，采用精密数据处理软件联合解算基线，以国内4个IGS站作为强约束，确定所有参考站CGCS2000基准下的坐标，平面精度优于1 cm；为适应地质工作需要，采用“七参数”法，建立了多种坐标系统的转换模型，参考站平面精度优于1 cm，GPS控制点位相对精度优于0.2 cm，实现了野外地质工作的快速定位与导航，确保了各个时期地质信息数据成果的可用性和连续性。填补了地质勘查信息采集领域的多项空白。

河南省地质CORS精度测试至关重要，它直接关系到系统在实际应用中能否提供精确、实时的定位信息，关系到河南省地质工作主流程信息化进展程度。通过对河南省地质CORS应用性能各项指标的测试，得出目前系统性能、流动站用户接收机兼容性、用户的定位初始化时间和定位精度，客观评价河南省地质CORS各种技术指标水平，总结系统成功和不足之处。

1 测试内容与方法

1.1 测试内容

河南省地质CORS精度测试内容主要包括动态定位测试、静态定位测试、时间可用性及可靠性测试、系统功能测试等。

2)时间可用性：针对系统提供的RTK实时定位服务，可分为全天可用性和全年可用性，后者可通过前者统计得到。

3)空间可用性：用户能够得到RTK固定解的区域范围。

4)系统可靠性：在获得固定定位解的条件下，符合精度指标的样本与观测样本总数的比值要符合要求(95%)。

5)定位服务时效性：实时定位所需的初始化时间。

1.2 测试方法

本次测试采取动态、静态相结合的方法，点位以GPS A，B，C，D级点为主，全省均匀选取105个点位进行测试；时间可用性测试以5秒采样率采集RTK固定解，连续进行24 h的数据采集；选取目前国内常用GPS接收机(天宝、徕卡、拓普康、南方、华测、中海达等)，测试系统兼容性。

生1：大约450颗；生2：大约380颗；生3：我觉得它特别多，我也估计不了……师：有办法知道它有多少颗吗？生4：数一数。师：一颗一颗地数吗？生考虑一会，提出：这些幸运星太多了，一颗一颗数耽误我们上课的时间。师：如何较快地数出这么多的幸运星？我为每一组都准备了一份与我同样多的幸运星，不同的是，你们的每10颗装了一袋。

2 数据统计和分析方法

本次测试的坐标系统采用WGS-84，平面坐标的精度评定通过坐标七参数转换的西安80坐标比较进行，以WGS坐标的大地高比较值代替高程方向的比较值。

2.1 RTK实时动态测量内符合精度统计方法

计算每一个点单次初始化测得30个历元值的平均值，将4次初始化后30个历元值的平均值再求出点位平均值，4次平均值与点位平均值求差然后得到4个差值，并对差值在不同区间的概率进行统计，同时根据式(1)分别计算系统B，L，H方向的内符合精度：

(1)

其中，n为测量值总数，即剔除粗差后全部RTK实时动态测量值总数；ΔX为测点测试值与相应测试平均值X方向的差值；MXx为系统X方向内符合精度，反映系统实时定位的稳定性。

2.2 RTK实时动态测量外符合精度统计方法

将网络RTK测量值与已知的坐标值进行比较，即可得出各测点的外符合性分布情况，最后再根据式(2)计算系统在X，Y，H方向的外符合精度。

(2)

其中，N为测试点数；θ为测试点坐标值与已知值之差；τ为系统外符合精度，反映系统定位的准确性。

3 系统测试

3.1 系统精度测试

1)系统内符合精度测试见图1。

X：0.007 8 m；Y：0.006 1 m；平面：0.010 0 m；H：0.020 7 m。

2)系统外符合精度测试见图2。

X：0.012 8 m；Y：0.011 5 m；平面：0.017 6 m；H：0.053 5 m。

3)系统静态精度测试。

在全省范围内均匀选取了10个A，B级点，与基准站同步观测2 h(见表1)。

静态定位的精度稳定可靠，达到了技术设计的要求。

4)系统时间可用性及可靠性精度测试。

选取郑州、洛阳、南阳、商丘、信阳等5个地点测试，以5 s间隔采集RTK固定解，连续进行24 h以上的数据采集，可用性均在95%以上(见表2)。

3.2 系统时效性、兼容性精度测试

1)定位时效性测试。记录每次初始化时间，均为固定解，各类型仪器初始化时间绝大部分在20 s以内。测试结果表明，本系统定位时效性良好。2)设备兼容性测试。每个点位选择不同厂商仪器测试，取平均值和已知值进行比较。测试结果表明，平面差值、大地高方向差值均在两倍误差之内，本系统兼容性良好(见表3)。

表2 系统时间可用性及可靠性精度测试结果

表3 设备兼容性测试结果表

3.3 系统性能测试

1)系统连续自动运行能力测试。连续两天的静态数据采用TEQC进行处理分析，原始数据文件-RINEX文件数据质量良好，GPS Net软件运行正常。通过分析软件日志、计算机操作系统日志，确认整个数据中心系统能够连续、自动运行、参考站设备无任何异常，网络解算正常。2)站点卫星接收情况测试。在开机极短的时间内捕获到所有可见卫星，获取无与伦比的卫星信噪比，且有效抑制了多路径影响，可接收GPS 和GLONASS 两种卫星信号。3)系统性能测试。系统性能测试主要包括远程管理功能测试、网络解算测试、用户管理测试、产品格式兼容测试。

4 结语

经测试分析：河南省地质CORS作业覆盖整个河南省域约16.7万km2，网外30 km仍能快速得到固定解，优于系统设计指标；内符合平面精度为0.010 1 m，外符合平面精度为0.018 7 m，系统内、外符合精度均达到设计要求，可用性指标最低为95.26%，初始化时间小于20 s。系统服务器、UPS、交换机等性能均优于设计要求，系统运行稳定可靠，为河南省地质CORS系统投入运行提供了有力保障。

[1] 李芳芳，远顺立，王金娜，等.河南省地质信息连续采集运行系统技术方案[Z].2008.

[2] 王军见，吴孔军，远顺立.基于CORS的地质信息连续采集运行系统的设计[J].科学技术与工程,2008(15)：41-42.

[3] 王军见，远顺立，吴孔军，等.河南省GPS连续运行参考站网的设计[J].地矿测绘,2008(4):40-42.

[4] 远顺立，宋会传，王金娜，等.河南省地质信息连续采集运行系统鉴定材料[Z].2011.

Geology of Henan province CORS operation testing and analysis

WANG Jin-na WANG Jun-jian WANG Yan-yan

(SurveyandMappingGeographicInformationInstitute,HenanGeologyandMineralExplorationandDevelopmentBureau,Zhengzhou450006,China)

This paper introduces the geology of Henan province CORS system first running test scheme， analysis of the system in the RTK positioning precision, availability and initialization time and other aspects of the test results. The results show that： the various test results are superior to that of design index. The precision of the system is high, the operation is stable and reliable. For the normal operation of Henan province geological CORS system provides a powerful guarantee.

geological, CORS, test, operation

1009-6825(2014)17-0091-02

2014-04-03

王金娜(1980- )，女，硕士，工程师； 王军见(1976- )，男，硕士，高级工程师； 王艳艳(1984- )，女，硕士，工程师

P228

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