北斗卫星连续运行基准站建设方法研究

李丹丹，李彦雷

(1.吉林建筑科技学院，长春 130000； 2.中国二十二冶集团有限公司，河北 唐山 063000)

0 引言

北斗卫星导航系统(以下简称北斗系统)是中国着眼于国家安全和经济社会发展需要、自主建设、独立运行的卫星导航系统，是为全球用户提供全天候、全天时、高精度的定位、导航和授时服务的国家重要空间基础设施[1]。随着北斗系统建设和服务能力的发展，相关产品已广泛应用于交通运输、海洋渔业、水文监测、气象预报、测绘地理信息、森林防火、通信时统、电力调度、救灾减灾、应急搜救等领域[2]。

为了进一步推动北斗卫星导航系统与国家基础建设的深度融合，开展北斗行业示范，形成行业综合应用解决方案，促进交通、国土、规划、测绘勘探、防灾减灾等领域的应用，吉林单位计划率先在某市建立北斗卫星连续运行基准站，并在基站所在区域建立高精度、统一的国家坐标基准体系[3]。

1 基准站建设

经过实地踏查，基准站站址最终选定在办公楼顶，视野开阔，产生多路径效应的地物，卫星信号质量良好，楼体结构稳定。经测试，数据可用率应大于90%，多路径影响MP1<0.35，MP2<0.4，适合建设基站。

观测墩建设严格执行技术设计，底座尺寸为600×600×300 mm，观测墩柱体高1.5 m，加套白钢桶并浇筑混凝土，观测墩底座利用大理石修饰。

基准站设备：基准站采用BDS+GPS+GLONASS南方Net S9三星系统CORS接收机和扼流圈天线。

网络通信：利用公司已有的固定IP，网速良好。

控制中心设备：机柜、服务器、显示器、路由器、交换机、Windows Server 2008操作系统。

2 GNSS控制网建设

2.1 选点埋石

建设中共选埋了20个控制点，其中14个乡镇街道各1个，另5个地点各1个，某院内1个(作为外业校核点，距离CORS太近，影响网型，不通过静态联测)。控制点采用坚实水泥地面植入测量标志的方法。

2.2 控制网外业观测

本工程使用南方S86接收机进行观测，参加作业的全部接收机均应在检验合格证有效期内使用。根据控制网的设计要求，控制网起算点含3个CORS基站PSHJ、HNTD和SYTP，4个C级控制点YTSH、CYCH、HESH和HULA。这7个点均采用C级GNSS静态作业方法，观测时间超过8 h，其他控制点采用D级GNSS静态作业方法联测，网型如图1：

图1 GNSS网图Fig.1 GNSS network map

2.3 数据处理

本项目GNSS控制网起算点数据处理委托自然资源部大地测量数据处理中心进行处理。整网平差数据处理后，经过平差分析，得到二维平差和结果及三维平差结果。二维平差结果先验单位权中误差为0.001，后验单位权中误差为0.019，中误差为0.011，精度较高，符合相关规范要求。重复基线总数20，闭合环总数635，同步环总数352，异步环总数283，二维基线改正数中X分量改正数和Y分量改正数均小于0.03 m。

数据处理报告如下：

表1 坐标系统Tab.1 Coordinate system

表2 三维已知点信息Tab.2 Three-dimensional information of known-point

表3 自由平差结果Tab.3 Free adjustment results

表4 基线改正数Tab.4 Baseline corrections

表5 三维平差结果(XYZ)Tab.5 Three-dimensional adjustment results (XYZ)

3 总结

通过与收集的控制点进行比对分析，经过不同计算方法对平差计算结果进行检核，实际采集JLCORS数据进行比对。检查使用仪器的精度等级，对仪器检定资料进行检查，通过核查观测手簿检查观测条件合理性，通过核查观测手簿检查观测方法的正确性。检查起算数据的正确性、坐标系统符合性、数据处理的正确性、平差计算的各项较差和闭合差是否超限等，最终完成了北斗卫星连续运行基准站的建设工作，建立了高精度、统一的国家坐标基准体系，同时完成了各坐标系相互转换关系及加密措施。