基于IGS数据的北斗长基线解算精度分析

摘要：本文选取了了IGS中MGEX的部分站点组成GPS观测网，通过获取相应站点连续一周的的观测数据，并结合IGS发布的广播星历进行基线解算。解算过程中对GPS+BDS系统、单GPS系统和单BDS系统分别解算，获得三次解算结果。对同一天的解算结果和整体解算结果进行精度分析，并得出结论。

关键词：IGS，基线解算，精度分析，BDS

1.前言

北斗卫星导航系统（BDS）是中国着眼于国家安全和经济社会发展需要，自主建设运行的全球卫星导航系统，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时空基础设施。 20世纪后期，中国开始探索适合国情的卫星导航系统发展道路，逐步形成了三步走发展战略：2000年年底，建成北斗一号系统，向中国提供服务;2012年年底，建成北斗二号系统，向亚太地区提供服务;2020年，建成北斗三号系统，向全球提供服务。北斗系统提供服务以来，已在交通运输、农林渔业、水文监测、气象测报、通信授时、电力调度、救灾减灾、公共安全等领域得到广泛应用，服务国家重要基础设施，产生了显著的经济效益和社会效益。基于北斗系统的导航服务已被电子商务、移動智能终端制造、位置服务等厂商采用，广泛进入中国大众消费、共享经济和民生领域，应用的新模式、新业态、新经济不断涌现，深刻改变着人们的生产生活方式。中国将持续推进北斗应用与产业化发展，服务国家现代化建设和百姓日常生活，为全球科技、经济和社会发展做出贡献。 本文主要对北斗系统的长精度以及北斗基线网定位精度进行了研究。

2.数据处理

2.1数据来源：

本文选取了IGS站点中的HKWS、HKSL、NCKU三个站点作为本次研究的对象。而站点数据取自IGS的MGEX项目数据。MGEX（The Multi-GNSS Experiment）项目是IGS建立的收集和分析多套GNSS系统数据的融合项目，涵盖了GPS、GLONASS、BDS、GALILEO、QZSS等多套系统[1]。本次选取了这三个站点2020年1月25日至2020年1月31日，连续一周的观测数据进行解算。采样间隔为30秒，观测时长为24小时，因数据较多，选取了HKWL-HKSL基线部分用作分析。站点分布图如下：

其中HKWS-HKSL基线长度为42512.196m，接收机和天线型号如下表[2]：

2.2数据预处理：

在数据处理之前，先对本次数据进行预处理，保证数据的可靠性。对于数据的预处理，采用teqc分析其数据有效率和多路径效应。对数据有效率小于95%，多路径效应（mp1，mp2）大于0.5的数据进行筛除。预处理结果如下表所示：

2.3数据解算

从表2中可以看出，本次采用的数据质量较好，不需要对数据进行筛选。而本次的基线解算采用国内某软件进行，对两个站点的七天观测数据进行分别基线处理，采用的星历为MGEX项目的广播星历brdm.20p。解算结果如下所示（部分）：

从解算结果中可以看出，在BDS和GPS在平面坐标增量上的偏差较小，大部分都在毫米级上，仅在第三天达到了厘米级。且相对误差整体较小，都维持在一个良好的状态，说明本次的解算质量相对较好。而高程方向相差相对较大，但几乎都维持在3cm以内。而均方差（RMS）也都基本维持在20mm以内。单日BDS和GPS在基线解算精度上虽略有差异，但相差不大，说明BDS和GPS的解算结果十分相近。单日解算结果中，部分天数BDS略优于GPS。

3.结论

通过对基线解算结果分析，可以看出BDS和GPS在单独解算基线方向相差甚小。单天解算结果上看，BDS和GPS精度基本持平，互有优劣。部分天数BDS的解算结果优于GPS，反之亦然。从中误差来分析，本次解算结果的中误差均在10mm左右，而基线长度为42km，远超GNSS-C测量标准[3]。并且考虑到采用的为广播星历，精度相较于精密星历会较弱。因此可以看出本次解算结果的精度完全能够满足工程生产的需要，同时可以认为在工程中采用单BDS解算亦能满足生产需求，且精度相较于GPS差距不大，甚至略优于GPS。

参考文献：

[1]张树宏，李金龙，马俊峰等.北斗中长基线静态测量精度初步评估[J].测绘工程.2017

[2]杜伟吉，王敏.使用TBC软件进行BDS基线解算精度分析[J].测绘科学技术学报.2020

[3] GB/T 18314-2009全球定位系统（GPS）测量规范.2009

作者简介：吴雯雯（1989.7-）女，汉族，青海海西人，硕士，云南工程职业学院，讲师，研究方向：工程测量。

基金项目：云南省教育厅科学研究基金项目“融合北斗卫星（BDS）的CORS基准站系统精度研究”（项目编号：2020J0927）

作者简介：吴雯雯（1989.7-）女，汉族，青海海西人，硕士，云南工程职业学院，讲师，研究方向：工程测量。

云南工程职业学院  云南昆明  650304