摘要：
随着BDS系统完成亚太地区组网、GLONASS系统再次实现满星座部署以及GPS系统的现代化，多系统集成已逐步成为网络RTK技术的发展趋势。本文结合笔者所在课题组自主研发的网络RTK数据处理系统DREAMNET，对不同卫星系统组合模式下的定位精度进行比较分析。试验结果表明，GPS/BDS/GLONASS网络RTK和GPS/BDS网络RTK的定位精度最高，GPS、BDS单系统网络RTK次之。此外，随着高度角的增加，GPS单系统网络RTK的可用性显著降低，而GPS/BDS/GLONASS网络RTK在高度角为40°时依然可以在99.84%的时间里提供水平精度0.01 m、高程精度0.025m的定位服务。最后，对15d的定位结果进行统计，包括不依赖GPS系统的BDS和BDS/GLONASS在内的6种组合方式皆可达到水平0.01 m、高程0.02 5 m的定位精度，其中GPS/BDS/GLONASS网络RTK则可以得到水平0.006 m、高程0.015 m的定位精度，证明DREAMNET的定位精度和稳定性完全可以满足测绘作业的需要。
关键词：GPS; BDS ; GLONASS;网络RTK ;定位精度比较
与常规RTK技术相比，网络RTK技术扩大了覆盖范围，提高了定位精度，降低了作业成本，减少了用户定位的初始化时间，已经逐渐成为应用最广泛的GNSS精密定位技术。但是，原有的GPS单系统网络RTK技术，高度受制于观测条件，如由于建筑物或者地形的遮挡，可视卫星的数量有限，使得用户在城市、山区等遮挡严重的地区无法获得高精度的定位结果，使其在某些时空条件下的使用受到限制。现今，随着GLONASS系统于2011年12月31日再次实现24颗卫星满星座部署，以及我国独立自主研发的BDS系统于2012年12月27日正式具备向我国及周边地区提供定位服务能力，过去单一的GPS网络RTK正逐步转变为多系统网络RTK。与原有的GPS单系统网络RTK、GPS/BDS/GLONASS 3系统网络相比，RTK将极大地增加可视卫星数，可视卫星数的增加不仅能有效地增强观测卫星的图形强度、提高定位结果精度，更能提高网络RTK系统定位结果的可靠性。因此多系统集成已经成为当前网络RTK技术发展的重要趋势。
目前，已有许多国内外学者对多系统集成网络RTK进行了研究，并取得了丰硕成果[1-14]：文献[2]提出了网络RTK单历元整周模糊度搜索法和综合误差内插法，并通过试验得到了厘米级的定位精度;文献[3]在此基础上进一步提出了BDS网络RTK单历元整周模糊度搜索法，并通过试验进行验证;文献[6]详细介绍了网络RTK的处理策略，并利用悉尼CORS网数据，初步验证了GPS/GLONASS定位精度。文献[7]利用北斗三频数据，使用宽巷组合进行网络RTK定位也取得了厘米级的定位精度; 文献[8]对BDS网络RTK的算法进行了研究，并对比了电离层平静期和电离层活跃期BDS的网络RTK定位精度。然而，这些研究中对于GPS+BDS、BDS+GLONASS、GPS+BDS+GLONASS组合研究较少，特别是GPS/BDS/GLONASS在亚太地区都已具备提供定位服务能力的情况下，网络RTK的相关研究依旧以GPS为主，鲜有不包含GPS系统的研究成果。这并不利于我国的国防建设和BDS系统独立自主的发展。基于此，本文不仅对GPS、GPS+GLONASS网络RTK的定位精度及可靠性进行再次验证，还将对GPS+BDS、GPS+BDS+GLONASS以及不包含GPS系统的BDS、BDS+GLONASS网络RTK进行研究。此外，针对实际作业中，城市建筑物遮挡严重影响测绘作业的情况，专门研究了多系统网络RTK在缺少低高度角卫星状态下的定位精度和性能，为实际测绘作业和相关研究提供参考。
1 GPS/BDS/GLONASS网络RTK定位算法
网络RTK的数据处理流程主要分为3个模块：①对GNSS基准站网中的基线进行解算，固定双差整周模糊度;②利用每条基线的GNSS观测值、双差整周模糊度、精确的基准站位置坐标等计算每条基线的电离层延迟、对流层延迟及综合误差;③根据用户发送的概略坐标，插值确定网络RTK用户的差分改正信息，从而为网络RTK用户提供实时厘米级的定位服务。数据处理流程见图 1。
图 1 网络RTK数据处理流程 Fig. 1 Flow chart of network RTK data processing
1.1 GPS/BDS/GLONASS网络RTK基站间整周模糊度解算
基站间整周模糊度解算是实现GPS/BDS/GLONASS网络RTK的关键，可分为以下3个步骤[6, 10-12]：
(1)通过载波相位观测值和P码伪距组成Melbourne-Wübbena组合(M-W组合)，计算得到宽巷整周模糊度[14]。
(2)将载波相位和伪距观测值进行无电离层组合，解算得到无电离层模糊度的实数解，观测方程如下
式中，ρ为测站到卫星的距离;Trop为对流层延迟误差;ε为载波相位观测值噪声;γ为伪距观测值噪声。
由于GLONASS采用频分多址的信号结构，导致GLONASS双差模糊度在以距离为单位的双差观测方程中，其双差模糊度不为整数，需将其变换为一个双差整周模糊度和一个单差整周模糊度[4, 6]，可得观测方程如下
式中，λglo、φglo、Pglo、Nglo分别为GLONASS观测值的波长、相位观测值、伪距观测值和整周模糊度;p为观测卫星;q为参考卫星。
(3)利用步骤(1)解算的宽巷整周模糊度、步骤(2)解算的无电离层模糊度实数解和相应的方差协方差阵得到窄巷模糊度的实数解和对应的方差协方差阵[10]，并使用LAMBDA算法[15]固定窄巷整周相位模糊度，进而计算得到L1、L2整周相位模糊度。
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