基于DREAMNET的GPS/BDS/GLONASS多系统网络RTK定位性能分析

2016-10-17 11:17:02    来源:测绘学报

摘要: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。

  2.2 网络RTK误差内插精度分析

  由于网络RTK主要是对电离层延迟、对流层延迟以及综合误差等进行建模改正,故这些误差内插精度如何就显得十分重要,因此在进行定位精度分析之前,首先要对DREAMNET误差内插精度进行分析。

  试验1:选用2015年DOY 312 1 s采样率的贵阳市CORS网GNSS观测数据,利用DREAMNET生成的整网误差模型内插QINZ-BAIY基线上的电离层延迟、对流层延迟以及综合误差,并利用QINZ-BAIY基线实际计算的电离层延迟、对流层延迟以及综合误差作为真值进行比较,对DREAMNET误差内插精度进行分析。由图 3可以明显地看出DREAMNET的内插值与实际计算值符合得较好,其中G01的对流层延迟、电离层延迟以及综合误差内插值与计算值的RMS值分别为9.9 mm、7.1 mm、8.5 mm,C06和R22的RMS值分别为7.9 mm、5.4 mm、7.3 mm和2.2 mm、10.7 mm、1.4 mm。试验证明了DREAMNET误差内插的正确性和精度。

 G01、C06、R22的对流层延迟、对流层延迟和综合误差内插值与计算值对比 Fig. 3

  图 3 G01、C06、R22的对流层延迟、对流层延迟和综合误差内插值与计算值对比 Fig. 3 Comparison of interpolation and calculated values in tropospheric delay, tropospheric delay and comprehensive error of G01 C06 and R22

  2.3 不同组合模式网络RTK定位精度比较

  试验2:使用2015年DOY 307 1 s采样率的贵阳市CORS网GNSS观测数据。在数据处理过程中,使用QINZ、XIUW、YONG、QINY、KAIY为基准站,BAIY为流动站。

  利用DREAMNET动态确定BAIY站在GPS、BDS、GC、GR、CR、GCR 6种组合模式下的坐标,图 4为BAIY点在6种模式下E、N、U方向坐标差值序列图,表 2为BAIY点在6种模式下的定位精度统计。

  表 2 BAIY点在6种模式下的定位精度统计Tab. 2 Positioning accuracy of BAIY in six situations

BAIY点在6种模式下的定位精度统计Tab. 2

BAIY点在6种模式下E、N、U方向坐标差值序列

  图 4 BAIY点在6种模式下E、N、U方向坐标差值序列 Fig. 4 Time series of residual error in E, N, U direction of station BAIY in six situations

  图 4显示了DOY 307从UTC 0:00—24:00流动站BAIY在6种不同模式下的东方向(E)、北方向(N)、天顶方向(U)的坐标序列图,可以看出在6种模式下,DREAMNET均可提供稳定的定位服务,其中GC和GCR的坐标误差的离散程度更小,定位精度更高;而BDS和CR组合网络RTK虽然相对其他组合离散程度稍大,但依然能保证绝大部分的定位结果的E、N、U方向偏差是小于0.05 m。

  表 2给出了这6种模式的具体定位精度比较,首先从最大、最小值中可以看出,在86 400个历元中定位结果与真值之差都小于0.1 m,故证明了DREAMNET定位稳定性;其次从RMS值可以得到6种组合模式下定位精度皆可以达到水平0.01 m、高程0.025 m,故满足实际作业要求;再次,从最大偏差值和RMS皆可以看出GC和GCR模式定位精度要高于其余4种模式,而GR和CR精度最差,这是因为GLONASS卫星在中低纬度地区卫星数较少且存在频间偏差等误差,使得GR和CR精度相对较差。最后,在不依赖GPS系统的情况下,BDS和CR组合网络RTK的定位精度也达到了水平0.01 m、高程0.025 m,足以满足测绘的日常作业。

  图 4给出了GCR模式下DAIY站分别在E、N、U三维方向的定位精度图。

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  图 5 GCR模式下DAIY站三维定位精度 Fig. 5 Positioning accuracy of DAIY provided by GPS/BDS/GLONASS network RTK between UTC 0:00—24:00

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