安徽地区GNSS基准站观测数据质量分析

李露露 郑海刚 潘洁 肖攀

摘 要：对安徽地区蚌埠、蒙城、嘉山3个GNSS基准站在2016年9月年至2018年4月期间的观测数据进行计算，分析观测数据的质量指标。结果表明：各基准站数据质量符合相关技术规程，即数据的有效性、多路径效应（MP1、MP2）以及观测值与周跳比（O/SLPS）等指标。通过对基准站观测数据的质量分析，掌握基准站运行情况，保证其高质量运行，为产出高质量、高连续率的观测数据提供保障。

关键词：GNSS基准站 质量分析 TEQC 多路径效应。

中图分类号：P315.78 文献标识码：A 文章编号：1672-3791（2018）10（a）-0004-05

近30年来，随着卫星导航系统（GNSS）成为地壳运动研究强有力的工具，国内学者利用GNSS观测资料在地壳运动监测、大陆动力学研究等做出许多开创性的工作。21世纪初，中国大陆构造环境监测网络（以下简称陆态网络）建成。安徽省地震局GNSS连续观测站点建设工作起步较晚，2016年之前仅蚌埠和安庆两个站点，且分别隶属中国地震局和国家测绘局两个单位，数据解算和应用分析工作主要依托中国地震局直属科研单位完成，安徽省地震局只负责蚌埠GNSS观测站的管理和运维工作。“十二五”期间，为了进一步推进安徽省“陆态网”建设工作，安徽省地震局在蒙城、嘉山建设两个GNSS连续观测站点。

在GNSS观测系统中电离层延迟、多路径效应、对流层延迟、仪器老化、仪器故障以及台站附近存在电磁场干扰等多种因素都会对观测结果造成影响。为了提高GNSS观测的准确性和有效性，在建设台站和后期维护的过程中都需要及时了解站点观测数据的质量，最大限度地减弱环境及仪器对数据造成的影响。

本文通过分析安徽地区3个GNSS基准站的观测数据的有效性、多路径效应和观测值与周跳比，准确把握站点数据质量。通过数据分析，了解环境及仪器设备是否对观测数据存在影响，对站点数据的可靠性做出研判，为今后应用该站点观测数据做数据分析时提供有力的参考。

1 安徽地区陆态网络基准站基本情况

安徽省地震局GNSS连续观测站点建设工作起步较晚，2016年之前仅蚌埠和安庆两个站点。“十二五”期间，为了进一步推进安徽省“陆态网”建设工作，安徽省地震局在蒙城、嘉山建设两个GNSS连续观测站点。

目前，安徽地区共建设3个连续运行的GNSS基准站，分别是安徽蚌埠站（AHBB）、安徽嘉山站（AHJS）、安徽蒙城站（AHMC）。各基准站参数如表1所示。

3个基准站均采用双频GNSS接收机NET-R9，兼容北斗、格洛纳斯和伽利略等全球多个导航系统。数据采样率分为50Hz、1s和30s 3种类型。各台站运行情况稳定，数据连续率、完整率较高。

2 GNSS数据质量检核的基本原理

GNSS数据质量检核主要有两种途径：（1）利用TEQC软件进行GPS数据质量分析质量检核；（2）利用GNSS数据解算软件解算出基线解，再进行质量分析。本文主要利用TEQC软件对安徽地区GNSS观测站的数据质量进行检核。

TEQC是一款GNSS数据预处理软件，它操作简单、功能强大，主要有格式转换、编辑和质量检核等你功能。TEQC广泛用于GNSS观测台站的数据质量评价与分析，并已成为多个IGS数据中心的质量核检工具。其质量检核模块的基本原理是，通过伪距和相位观测量的线性组合，计算观测量的多路径效应、电离层延迟对相位的影响、电离层延迟的变化率以及接收机的钟漂和周跳等信息。

观测数据质量主要通过以下几个指标进行分析评价：（1）载波电离层延迟误差；（2）延迟变化率；（3）L1/L2载波多路径效应；（4）周跳等。电离层延迟（ION）由公式（1）表示，电离层延迟变化率（IOD）公式（2）表示。

观测值与周跳比（O/SLPS）的分析原理为，用TEQC软件统计高度角大于10°的卫星数据。每天的周跳总数（SLPS）为MP1、MP2和IOD产生的周跳数之和，观测值与周跳比就是用每天观测历元数（O）除以当天周跳数（SLPS）。观测值与周跳比越小，出现周跳越严重。而周跳严重，直接反映的是接收机质量问题（内部问题）或天线附近的地形地物短时间内遮挡了卫星信号（外部问题）。

3 基准站数据观测质量分析

为了获取安徽省3个GNSS基准站精度指标的变化情况，利用TEQC软件的质量检核模块分析2016年9月年至2018年4月每月的日值观测数据，在产出的SUM文件中提取各台站的完整观测值比例、多路径效应指标（MP1值、MP2值）、周跳指标（O/SLPS值）等信息。

图4～图9为3个基准站的MP1和MP2值近一年半的变化曲线。技术规程要MP1和MP2值保持在0.5m以内求方达到观测要求，结果显示，3个基准站均符合技术规程要求。其中蚌埠基准站的MP1和MP2值变化比较平稳，保持在0.3m上下，多路径效应影响不大。蒙城站MP1值从0.3m缓慢上升到0.35m；MP2值2017年1月从0.3m突跳到0.45m，一直持续到2018年1月才恢复到0.3m左右，但始终未超出0.5m的标准，考虑到该情况很可能是受到周围环境的突变产生某种或多种多路径效应的影响，需核实当地环境变化进行判断。嘉山站的MP1和MP2值变化始终在0.3～0.4m之间，虽然未超过0.5m的标准，但有待进一步检查。

3个基准站观测值与周跳比（O/SLPS）的变化如图10、图11、图12。从这3个图中可以看出，各基准站的O/SLPS值均大于标准值200，符合技术规程要求。

蚌埠站、蒙城站在2016年9月年至2018年4月观测值与周跳比值保持在较高值范围内，说明观测数据周跳少，观测数据质量较高。嘉山站部分观测值与周跳比值保持在1000以下的低值范围内，说明嘉山站受周围环境的影响较大，周跳次数多。

4 结语

抽取安徽地区3个基准站20l6年9月至2018年4月的数据，利用TEQC軟件的质量检核模块进行质量分析。结果表明，在统计时段内，3个基准站的数据的有效性、多路径效应和周跳等指标均符合相关技术规范要求，观测能力达到数据应用要求，可为相关领域的数据应用提供可靠、连续的高质量观测数据。

在统计时间段内，蚌埠、蒙城两个基准站的4个精度指标在维持在较高精度水平，但嘉山站4个精度指标虽在相关标准范围内，但精度水平较低，考虑为基准站观测环境、接收机质量不佳等原因所致，需对周围环境和观测仪器进行进一步调研得出结论。

参考文献

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