gnss連續(xù)運(yùn)行參考站實(shí)時(shí)測(cè)距精度評(píng)估方法

1、2 0 1 1年 4月第 9卷 第 2期 地 理 空 間 信 息 ¨ )fAT l 、 IJ 、l( ) f { M A TI ( )Ap r ． ， 2 011Vo 1 ． 9 ． No ． 2G NS S 連續(xù)運(yùn)行參考站實(shí)時(shí)測(cè)距精度評(píng)估方法 李 博 ， 文 ( 1 ．6 1 0 8 1 部 隊(duì) ， 北 京 1 0 0 0 9 4 ；2 ． 6 1 7 4 l 部 隊(duì) ，雯 ， 王 留朋北 京 1 0 0 0 9 4

2、 ；3 ． 7 5 7 1 9部 隊(duì) ，湖 北 武 漢 4 3 0 0 7 4 )o 摘 要 ：從分析偽距觀測(cè)方程的 角度 ， 基 于連 續(xù)運(yùn) 行參考站 的特 性，推導(dǎo) 了能夠適用 于連續(xù)運(yùn)行參考站 的實(shí)時(shí)偽距精度評(píng) 價(jià) 方案 ； 并對(duì)其 中的關(guān)鍵 問(wèn)題進(jìn)行 了闡述分析； 合理地提 出了能夠適用 于 G NS S連續(xù)運(yùn)行 參考站的實(shí)時(shí)測(cè)距精度評(píng)估 方案；并 利用 實(shí)際系統(tǒng)對(duì)該方法進(jìn)行 了實(shí)驗(yàn) ，得 出了有益的 實(shí)時(shí)測(cè)距精度評(píng)估方法，希望

3、能給相關(guān)工作者帶來(lái)參考。關(guān)鍵詞 ：G N S S ；連續(xù)運(yùn)行 參考站 ；精度評(píng)估 中 圖 分 類號(hào) ：P ： 1 84 1文 獻(xiàn) 標(biāo) 志碼 ：B文 章 編 號(hào) ：1 6 7 2 — 4 6 2 3 ( 2 0 ¨J0 2 — 0 0 5 5 — 0 2現(xiàn) 在連續(xù)運(yùn) 行 的 G NS S 參考站 已經(jīng) 成為我 國(guó)各類 大地觀測(cè)網(wǎng)絡(luò)的骨干設(shè)施， 參考站的數(shù)據(jù)質(zhì)量?jī)?yōu)劣， 是 影響各類 網(wǎng)絡(luò)整體觀測(cè)精度的重要因素。由于參考站 的連續(xù)運(yùn)

4、行 等任 務(wù)要 求 ，對(duì) 它的精 度檢驗(yàn) 不能利 用常 規(guī) G NS S 測(cè) 量 型 接 收機(jī) 的 G NS S檢 定 機(jī) 構(gòu) 。 所 以制 定 在 不 影 響 參考 站 運(yùn) 行 情 況 下 的精 度 檢 驗(yàn) 方 法是 各 類 G N S S網(wǎng)絡(luò) 的迫切要 求。 本 文立足 于對(duì)連 續(xù)運(yùn) 行參 考站 設(shè)備進(jìn)行性能測(cè)試的基礎(chǔ)上，著眼于利用參考站實(shí)時(shí)采集的偽距 觀測(cè)數(shù)據(jù) ，提 出了對(duì) 于 G NS S連續(xù)運(yùn)行 參 考站適 用的精度評(píng) 價(jià)方

5、法。1 偽距觀測(cè)方程 沒(méi)有誤 差 的測(cè)距觀 測(cè)量在 實(shí)踐過(guò)程 中 由于各種傳 播誤差的存在是難以實(shí)現(xiàn) 的，因此常常把含有衛(wèi)星鐘 和接 收機(jī) 鐘 非 同步誤 差 影響得到 的衛(wèi)星至 測(cè)站 的距 離稱 為偽距 ? 。衛(wèi)星導(dǎo) 航 參考站 在 當(dāng)前 時(shí)刻接 收到 的衛(wèi) 星信號(hào) ，只是部 分 衛(wèi)星發(fā)射 的信 號(hào) ，是衛(wèi) 星在之 前 某 一 時(shí)刻發(fā) 出的。對(duì) 于不 同衛(wèi)星 ， 雖然 參考站 在 同一 個(gè) 歷元 采樣 ， 但 這些信 號(hào)是 不 同衛(wèi)

6、星在 不 同歷元發(fā) 出的。信 號(hào) 收 發(fā) 之 間 的 時(shí)延 和 衛(wèi) 星 與 接 收 機(jī) 之 間 的 距 離、 大 氣狀態(tài)等緊密相關(guān)。 當(dāng)衛(wèi)星發(fā)射的信號(hào)到達(dá)參考站時(shí)，參 考站 測(cè) 出的偽 距 時(shí)鐘 頻 率 載 波頻率 和衛(wèi) 星發(fā)射 時(shí)刻狀 態(tài) 比較 都發(fā) 生 了改 變，含 有衛(wèi) 星運(yùn) 動(dòng)和接 收機(jī)運(yùn) 動(dòng) 的 影 響 以及 大 氣 的 影 響 。 因 此 ，偽 距 觀 測(cè) 方程 可 用下式表 達(dá) ：P R f j = T Ri + C E

7、i + D C ． 一 f + T E0 、式 中，下標(biāo) 表 示觀測(cè)歷元 ；上標(biāo) ， 表示觀 測(cè)到 的第 顆 衛(wèi)星 ；豫 為衛(wèi) 星 I 到參 考站之 間的觀測(cè)偽距 ； 為衛(wèi) 星到參 考站之 間的幾何 距 離 ( 真 實(shí)距 離 ) ；D為被 測(cè) 參考站鐘 差的等效仂距 ；； 為所有 可確定 的誤 差項(xiàng) 的 收 稿 日期 ：? ? ) 8 — 3 O項(xiàng) 目來(lái) 源 ：8 6 3l l。j 《 _ 1 ( J f ) ’ A AI ： {

8、) ( i 0 3 )等效偽距 ( 包括 對(duì) 流層 、電 離層 、多路徑 效應(yīng) 等 ) ；為測(cè)距誤 差， 包含 高動(dòng) 態(tài)下的靈敏效應(yīng)的觀測(cè)噪聲影響。以檢測(cè)偽距測(cè)量精度來(lái)表示，則有：T E= P R 『 j — T Ri — C Ei — D C利用上 式求取 測(cè)距誤 差 的均 方根 ，即為測(cè)距精 度 。2GN S S S連續(xù)運(yùn)行參考站進(jìn) 行精度評(píng)價(jià) G NS S 連 續(xù)運(yùn)行 參考站一般具有 不間斷運(yùn)行 的任務(wù) 要 求 ，另外參 考站體

9、 積 巨大 不 易移 動(dòng)。這 些特性造 成 了常規(guī) 的 G NS S接 收機(jī)檢 定方 法并不適用 于 G NS S連 續(xù)運(yùn)行參考站。零基線雙差檢驗(yàn)法則可以在不間斷參 考站運(yùn)行 的情 況下進(jìn)行精 度評(píng)價(jià) 。具 體 步驟 是 ：將 同一 天線接 收的 衛(wèi)星導(dǎo)航 信 號(hào)通 過(guò) 功分 器分成相 位 、功率相 同的兩路 信 號(hào)，分別輸入 兩 臺(tái)接 收機(jī) ( 標(biāo)校接 收機(jī) 和被測(cè) 參考站接 收機(jī) ) ，根據(jù) 兩機(jī)共 同觀測(cè)數(shù)據(jù) ， 利用相對(duì) 定位

10、的原理求解測(cè)距精 度 假設(shè) 參 考站接 收機(jī) 和標(biāo)校 接 收機(jī) 在 某個(gè) 歷元 時(shí)刻_ ， 所觀測(cè)到 的衛(wèi) 星 ， 的偽 距分 別為P 彤 、尸則：． 】； ， 1 +． ， _ 】 + D ( _ 1 】+‘r、尸 R ； ： = T R5 ： + C E+ D (+； ：而參考站接 收機(jī)和標(biāo) 校接收機(jī) 在歷元 時(shí)刻 J所觀 測(cè) 到 的 衛(wèi) 星 k 的 偽 距 分 別 為． 、則 ：P R 、、 + 』 ‘ 1 + + (

11、4 1PR=TR+CE|+D(+TE分別對(duì) 以上 同顆 衛(wèi)星 不 同歷元 兩式作 差 ，因?yàn)閰?考 站接 收 機(jī)和 標(biāo)校接 收機(jī) 組成 的是零 基線 ，所 以。=： 、 T R Y ,= 豫 ： 。因?yàn)榱?基線 的空 間傳播 途徑相 同，所 以D = D 、DC~ X = D 則 ：A P R57( (川一 c) + (一1 )? △ 尸= ( c E ， ． ． 一 (， ! ) + ( 7；～ 7； ： )汪 耳 串勤 ． 政

12、務(wù) GI S 平 臺(tái) 專 題 網(wǎng) 站 的 建 設(shè) · 5 9 ·圖 3二 級(jí) 索 引 欄 的 地 月 ＆務(wù) 調(diào) 用 [ t Di v S h i m ’ 】 。這樣 即可通 過(guò) D i v S h i m 實(shí)現(xiàn) 頁(yè)面 中的地 圖展 示 。再 使 用 語(yǔ) 句v a rS ：” h t t p ：／ ／ 5 3 ． 0． 1 ． 15 0：8 0 8 0 ／ g s e r ve r s ql ／ s y s b a

13、 s e ／g i s z h u a n t i ／ e mb e d po r t a 1 ． h t ml ?i d” +c o d e ；ma pF r a me ． 1 o c a t i o n ． h r e f =s ；”結(jié)合后 臺(tái)服 務(wù) 器端地 圖的 代碼 ，創(chuàng) 建 并定 義 變量 S ，即可 通過(guò) c o d e 對(duì) 后 臺(tái)地 圖代碼 直接進(jìn)行 引用 。3 ． 2 調(diào)用 客戶端 的地 圖服 務(wù) 定 義 函數(shù) s h

14、o w Gi s ( c o d e ， x mi n ， x m a x ， y mi n ， y ma x ) ，使 用語(yǔ) 句” d o c u me n t ． a l l ( ” Di v S h i m” ) ． s r c = ” h t t p ： ／ ／ 5 3 ． 0 ． 1 ． 1 5 0 ／pl a t ／ t a p p ／ p a n f u wu ／ d e f a u l t ． a s p x? i d

15、=” +c o d e +” &b o u n d s =” +x m i n + ” ， ” + x m a x， ” + y mi n + ” ，” + y ma x ； ” ，設(shè) 置經(jīng)緯度 范 圍，并 對(duì)地 圖服 務(wù)客 戶端進(jìn) 行 引用而在 索引欄 中“ 各 州 ( 市 )縣 ( 市 )概 況” 條 目下 ，可通 過(guò) o n C l i c k =“ s h o w G i s( c o d e ) ' ’ 語(yǔ) 句

16、 ，實(shí)現(xiàn) 點(diǎn) 擊 時(shí) 觸 發(fā) 右 面 D i v S h i m內(nèi)容控制 區(qū)，顯 示全 省各 州市 以衛(wèi)星 影像 為底 圖的行 政 區(qū) 劃 圖 。藍(lán) 色二級(jí) 索 引欄 的原 理是在 D i v S h i m 中嵌 套含有 藍(lán) 色二 級(jí) 索 引欄和 一 個(gè)新 內(nèi)容控 制 區(qū)的 網(wǎng)頁(yè)，其功 能 同樣是 由 i f r a me實(shí)現(xiàn) 的。在新 頁(yè)面制作 中，把 i f r a me定 義 為 D i v S h i ml ， 即 使 用 語(yǔ)

17、 句 ，建立 i f r a me ，同 時(shí)在腳 本 中將 變 量 ma p F r a m e 定 義 為 d o c u me n t ． f r a me s[ ’ D i —v S h i ml ’ ] 。所對(duì)應(yīng) 藍(lán) 色索 引條 的 內(nèi)容 ( 及 各 縣 市資料 )即可通過(guò) t a r g e t = “ D i v S h i ml ”語(yǔ) 句進(jìn) 行指 向 ，從 而在 綜合 省情 頁(yè)面的 Di v S h i m 中調(diào) 用索 引

18、欄 網(wǎng)頁(yè)，并對(duì)其 條 目進(jìn) 行控 制。4 從文檔狀態(tài)切換到空 間信息瀏覽 點(diǎn)擊 頁(yè) 面 中的 “ 查看地 圖”按 鈕 ， 頁(yè)面 內(nèi)容 區(qū)中恢 復(fù)初 始打 開(kāi) 時(shí)的 區(qū)域地 圖 ，這 同樣是 通過(guò) 對(duì)按鈕 圖片做 了 O n c l i c k事件調(diào) 用 s h o wG i s( c o d e )函數(shù) 實(shí)現(xiàn) 的，語(yǔ) 句為 ：o n C l i c k = ” s h o wG i s( c o d e )” 。選擇 “ 州市概 況”

19、條 后 ，可 通過(guò) 對(duì)藍(lán) 色二 級(jí)索 引欄 目的切換 ， 快速 遍 歷所選 州市下各縣 市的 文本 情況 。內(nèi)容與在 縣 市行政 區(qū)劃圖 中使 用 圖查庫(kù) 查詢到 的文本 一 致 。 內(nèi)容 的整合 從政 區(qū)概 況 、 自然地理 條件 、經(jīng)濟(jì) 社會(huì)發(fā) 展概 況、 人 民生 活和社會(huì) 保障 四方面進(jìn)行組 織 ，因而前 面部分 資料相 對(duì) 固定 ，后 面 經(jīng)濟(jì)與社 會(huì) 方面資 料可逐 年補(bǔ)充 更新 ，便 于 系統(tǒng) 維護(hù) 。5 結(jié) 語(yǔ) 電子政

20、務(wù) 系統(tǒng)平 臺(tái)的搭 建 中，通過(guò)合 理 的信 息組 織，佐 以 空間及 非 空間信 息加 載調(diào) 用 方法 ，可 以使 專 題 內(nèi)容 結(jié)構(gòu) 化 、條理化 ，方便 用戶 查詢 。本 文 中地 圖調(diào)用 的方 法經(jīng) 實(shí)踐證 明運(yùn)行穩(wěn) 定 ，將 其結(jié)合 于 w e b開(kāi) 發(fā) 中，可使 平 臺(tái)的功 能更加 豐富多樣 ， 制作 更為 靈活。此 外， 關(guān)于平 臺(tái)與其 他業(yè) 務(wù)數(shù)據(jù) 的交互 問(wèn)題 ，仍有 待 進(jìn)一 步探 討 、開(kāi)發(fā)和 實(shí)踐 。參 考 文

21、獻(xiàn) [ 1 】 張清浦， 劉紀(jì)平． 政府地理信息系統(tǒng)[ M] ． 北京： 科學(xué)出版社， 2 0 0 3[ 2 】田景 熙， 洪琢 ． 電子政務(wù)系統(tǒng)規(guī) 劃與設(shè)計(jì) 】 ． 北京 ： 人 民郵 電出版 社 ， 2 0 0 5[ 3 】 孫毅 中， 嚴(yán) 榮華． 電子政 務(wù) G I S集成的應(yīng)用研究 [ J J ． 測(cè)繪科 學(xué) ， 2 0 0 5 ( 2 ) ： 8 2[ 4 】劉康． 中國(guó)( 云南 ) 一 東南亞、 南亞政務(wù)GI S 應(yīng)用 系統(tǒng)

22、建設(shè)初步 方案 [ J ] ． 電子政務(wù)， 2 0 0 6 ( 3 3 ) ： 3 4 — 3 6[ 5 】王延 霞， 李鵬． 面向電子政 務(wù)建設(shè)的GI S 應(yīng)用研究[ J ] ． 測(cè)繪學(xué) 院 學(xué)報(bào) ， 2 0 0 8 ( 3 ) ： l O 7 一 l 1 0作 者 簡(jiǎn) 介 ：汪 諱 勤 ，助 理 ]程 師 ，主 要 從 事 數(shù) 據(jù) 處 理 與 政 務(wù) GI S 系統(tǒng)的搭建工作 。． - ，- l ?( 上 接 第 5 6 頁(yè) )【

23、 6 ] 周紅進(jìn) ， 許講寧 ， 李方能． G P S衛(wèi)星位 置計(jì) 算及精度鑒定方 法研究 ． 計(jì)算機(jī) 測(cè)量與控 制， 2 0 0 5 ， 1 3 ( II ) ： I l 7 7 — 11 7 9[ 7 】袁運(yùn)斌． 基于 G P S的 電離層監(jiān) 測(cè)及延遲 改正理論與方法的 研 究 [ D 】 ． 北 京 ： 中 國(guó)科 學(xué) 院 研 究 生 院 ， 2 0 0 2[ 8 】 楊 力． 大氣 對(duì) GP S測(cè) 量 影 響 的理 論 與 研 究