基于GNSS的CGCS2000数据处理技术综述

2018-12-24 09:19:14    来源:《武汉大学学报·信息科学版》2018年12期

摘要:本文主要介绍基于GNSS观测数据到CGCS2000归算过程中的优化策略,并和常规方法进行比较。

  2 分区方法及数据处理

  2.1 间距分区与区域分区

  1) 间距分区法

  基准站观测共视卫星,观测数据中误差的相关性与站间距有关,随着站间距增大,相关性越来越弱。本文针对多基准站、密集型分布连续运行参考站(continuously operating reference stations,CORS)站网进行基线解算时需要分区,尤其是网中站间基线长度差异较大时的情况,提出了间距分区法[5-7]以提高解算精度。所谓间距分区法是根据各个测站之间的距离,将分布密集的测站抽稀,使距离较近的测站均匀地分布在不同的分区,尽量避免短基线,使基线长度比较均匀,以此来提高GAMIT软件对各测站基线解算的精度。用间距分区法进行基线解算,既考虑了测站间距的问题,保证各个测站间基线长度较长,又兼顾了测站分布状况,使得测站分布较为均匀。以图 2、图 3中某省CORS站为例说明间距分区法。

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图 2 某省CORS站分布图

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图 3 间距分区法划分的3个分区

  2) 区域子网划分法

  区域子网划分法是依据我国二级板块分布,结合各板块地理特征及测站分布情况进行划分的。也有按经纬度进行子网划分[8]。

  2.2 分区方法与整体解算一致性分析

  以陆态网(crustal movement observation network of China, CMONOC)基准站解算为例[6], 比较分析两种分区法与整体解算结果的差异。为保证能进行整网解算,选取全国55个陆态网络连续运行基准站2013年3 d的观测数据, 区域框架站采用7个中国及周边IGS框架站。分别采用整网解算方案以及两种分区方案进行解算,其站点分布情况如图 4所示。图 4中红色五角星表示IGS站,蓝色点表示陆态网连续运行基准站。

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图 4 55个陆态网CORS站分布图及间距分区法测站分布示意图

  图 4采用间距分区法将测站划分为两个区。图 5为采用区域子网划分法,依据中国二级板块划分及测站分布情况,保证每个板块有足够的站点。中蒙和中朝板块合并划为东北区,华北平原和鄂尔多斯板块合并划为华北区,鲁东-黄海、华南及南海板块划为华东区,天山及塔里木板块划分为新藏区,其他小板块合并为西部区,55个测站共划分为5个区。

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图 5 区域子网划分法测站分布图

  利用GAMIT/GLOBK软件进行解算,统计3种解算方案解得的基线长以及测站坐标,分析两种分区方案与整网解算方案的基线长度差及三维方向坐标差,并计算基线的相对精度。图 6为两种分区方案与整网解算方案作差求得的基线相对精度;图 7为两种分区方案与整网解算方案B、L、H 方向坐标差。

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图 6 两种分区方案基线相对精度

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图 7 两种分区方案大地坐标系下坐标差

  从图 6可以看出,间距分区法测区内基线相对精度明显高于区域子网划分法,间距分区方案解算精度高且稳定。从图 7可以看出,间距分区方案解算的测站坐标优于区域子网划分法,更加接近于整网解算方案,且精度均匀、稳定,三维方向坐标精度均优于2 mm;在大地坐标系下,水平方向的误差也基本上在1 mm以内,高程方向在2 mm以内。

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