帥瑋祎,董緒榮,李曉宇,付 偉
(1.裝備學(xué)院,北京 101416;2.北京航天飛行控制中心,北京 100096)
一種CORS網(wǎng)基準(zhǔn)站穩(wěn)定性分析方法
帥瑋祎1,董緒榮1,李曉宇2,付 偉1
(1.裝備學(xué)院,北京 101416;2.北京航天飛行控制中心,北京 100096)
為了進(jìn)一步研究CORS網(wǎng)基準(zhǔn)站的穩(wěn)定性分析方法,給出一種利用GAMIT/GLOBK軟件進(jìn)行分析的流程方法,對(duì)北京市CORS網(wǎng)2012—2015年基準(zhǔn)站的穩(wěn)定性進(jìn)行分析。結(jié)果表明:基線(xiàn)解算結(jié)果的精度符合標(biāo)準(zhǔn);由于板塊運(yùn)動(dòng)的影響,基準(zhǔn)站各坐標(biāo)分量總體變化趨勢(shì)為線(xiàn)性,每年都在向東南方向偏移,且隨年份增長(zhǎng),變化量呈減小趨勢(shì);所有站整體呈沉降趨勢(shì),個(gè)別站沉降現(xiàn)象嚴(yán)重。
CORS網(wǎng);基準(zhǔn)站;穩(wěn)定性;基線(xiàn)解算;沉降
隨著國(guó)家信息化程度的提高及計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)和通信技術(shù)的飛速發(fā)展,電子政務(wù)、電子商務(wù)、數(shù)字城市、數(shù)字省區(qū)和數(shù)字地球的工程化和現(xiàn)實(shí)化需要采集多種實(shí)時(shí)地理空間數(shù)據(jù)。連續(xù)運(yùn)行參考站(continuously operating reference stations, CORS)系統(tǒng)結(jié)合了衛(wèi)星定位技術(shù)、計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)技術(shù)、數(shù)字通訊技術(shù)等高新科技,可以為用戶(hù)自動(dòng)提供各類(lèi)有關(guān)導(dǎo)航定位服務(wù)項(xiàng)目[1-3]。自2000年深圳市建立了我國(guó)第一個(gè)連續(xù)運(yùn)行參考站系統(tǒng)(Shenzhen CORS,SZCORS)后,我國(guó)部分省、市如廣東省、北京、成都等也已初步建成類(lèi)似的省、市級(jí)CORS系統(tǒng)[4-6]。CORS基準(zhǔn)站作為城市各級(jí)控制網(wǎng)的基準(zhǔn)點(diǎn),不僅可以大大提高城市測(cè)量的速度與效率,其速度場(chǎng)和坐標(biāo)位置誤差估計(jì)也是維持2000國(guó)家大地坐標(biāo)系(China geodetic coordinate system 2000,CGCS2000)框架精確性和穩(wěn)定性的基礎(chǔ)[7]。本文以GAMIT/GLOBK軟件為基礎(chǔ),研究并給出了一種CORS網(wǎng)基準(zhǔn)站穩(wěn)定性分析方法。
GAMIT/GLOBK軟件是由麻省理工學(xué)院(Massachusetts Institute of Technology,MIT)研制,后與美國(guó)斯克里普斯海洋研究所(Scripps Institution of Oceanography,SIO)共同開(kāi)發(fā)改進(jìn) 的一套基于UNIX/LINUX操作系統(tǒng)下的用于高精度導(dǎo)航系統(tǒng)數(shù)據(jù)處理分析軟件[8]。其中包含GAMIT和GLOBK 2大軟件:GAMIT軟件主要用于利用導(dǎo)航系統(tǒng)載波相位觀測(cè)值進(jìn)行基線(xiàn)處理[9],采用雙差觀測(cè)量消除衛(wèi)星鐘差和接收機(jī)鐘差的影響,同時(shí)減弱諸如軌道誤差、大氣折射誤差等系統(tǒng)性誤差的影響,使得處理長(zhǎng)基線(xiàn)和連續(xù)時(shí)段靜態(tài)定位相對(duì)精度可達(dá)1×10-8~1×10-9數(shù)量級(jí),處理短基線(xiàn)的精度可達(dá)1~3 mm;GLOBK軟件主要是利用卡爾曼濾波方法進(jìn)行網(wǎng)平差,可是實(shí)現(xiàn)多時(shí)段綜合解算。該軟件開(kāi)放了源代碼,用戶(hù)可以根據(jù)實(shí)際需要進(jìn)行人工干預(yù)進(jìn)行數(shù)據(jù)處理,是目前國(guó)際上最優(yōu)秀的定位和定軌數(shù)據(jù)處理分析軟件之一。
GAMIT/GLOBK目前還不能在Windows操作系統(tǒng)上運(yùn)行,當(dāng)下比較常用的做法是安裝虛擬機(jī)軟件,虛擬機(jī)上安裝LINUX操作系統(tǒng)(通常采用UBUNTU),這樣不僅可以實(shí)現(xiàn)GAMIT/GLOBK的安裝,同時(shí)2個(gè)操作系統(tǒng)之間文件該可以自由拷貝,使得數(shù)據(jù)的準(zhǔn)備和處理更加便捷。
軟件安裝過(guò)程及相關(guān)的配置[10-11]在很多博文和文獻(xiàn)中都有提及,這里就不詳細(xì)介紹。下面主要介紹一下使用GAMIT/GLOBK最新版本(10.6)中需要注意的問(wèn)題。
1)最新版本中很多tables表文件除了內(nèi)容更新外,格式也更新到了新版本,如衛(wèi)星星號(hào)對(duì)照表svnav.dat和差分碼表dcb.dat,2個(gè)表文件在GAMIT更新包中都有相應(yīng)的*.gnss和*.gps 2種格式版本,其中*.gnss對(duì)應(yīng)的是新格式版本,也是軟件自動(dòng)安裝更新時(shí)表文件鏈接所對(duì)應(yīng)的文件;但在實(shí)際軟件運(yùn)行過(guò)程中,如果使用的是GAMIT 10.5或更早版本,必須使用*.gps格式的表文件,這時(shí)就要手動(dòng)將svnav.dat和dcb.dat文件鏈接到相應(yīng)的*.gps格式文件上,如果使用的是最新的10.6版本,則不需要。
2)隨著全球定位系統(tǒng)(global positioning system,GPS)現(xiàn)代化的持續(xù)推進(jìn),很多GPS衛(wèi)星都進(jìn)行了以舊換新,如PRN 32對(duì)應(yīng)的衛(wèi)星已經(jīng)從Block IIA SVN 23(2016-01-26失效)變?yōu)?016-02-05發(fā)射的Block IIF SVN 70;但如果使用舊版本的表文件,很可能就反映不出來(lái)此類(lèi)問(wèn)題,導(dǎo)致運(yùn)行報(bào)錯(cuò):因此需要進(jìn)行手動(dòng)配置相關(guān)文件(svs_exclude.dat等),在處理數(shù)據(jù)的過(guò)程中剔除對(duì)應(yīng)衛(wèi)星的數(shù)據(jù)。
3)GAMIT/GLOBK軟件是通過(guò)調(diào)用GMT軟件來(lái)進(jìn)行速度場(chǎng)、區(qū)域地圖等圖形繪制。這里需要注意的是,GAMIT 10.6軟件更新包中增加了一個(gè)com_preGMT5的文件夾,里面包含的是10.6版本調(diào)用GMT軟件所使用的畫(huà)圖腳本。如果用戶(hù)安裝了GAMIT 10.6的話(huà),想調(diào)用GMT繪圖軟件,必須要將GMT更新到GMT 5以上的版本,或者將已安裝的GMT 4或更早版本的軟件配置文件的路徑命令行中將~/gg/com替換成~/gg/com_preGMT5。
4)更多的軟件更新信息在軟件更新包附帶的README文件中都可以查閱到,用戶(hù)可以根據(jù)軟件運(yùn)行時(shí)出現(xiàn)的相關(guān)問(wèn)題在說(shuō)明文件中查找對(duì)應(yīng)的原因。
本文運(yùn)算數(shù)據(jù)采用北京市全球衛(wèi)星定位綜合服務(wù)系統(tǒng)14個(gè)連續(xù)運(yùn)行基準(zhǔn)站2012-02—2016-02的GPS觀測(cè)數(shù)據(jù)以及中國(guó)大陸及周邊17個(gè)國(guó)際GPS服務(wù)(International GPS Service,IGS)站的觀測(cè)數(shù)據(jù)。基準(zhǔn)站全天24 h觀測(cè),數(shù)據(jù)采樣間隔為15 s;IGS站全天24 h觀測(cè),采樣間隔為30 s。
利用GAMIT軟件進(jìn)行數(shù)據(jù)處理之前,首先要考慮的問(wèn)題就是參考框架的選取。IGS跟蹤站可以為用戶(hù)提供所用GPS衛(wèi)星的各類(lèi)高精度參數(shù);但全球分布著約300個(gè)IGS永久性跟蹤站和數(shù)據(jù)中心,選取多少個(gè)IGS站、選哪個(gè)IGS站是數(shù)據(jù)處理之前必須考慮的問(wèn)題。很多學(xué)者就這個(gè)問(wèn)題都進(jìn)行了深入研究,通過(guò)對(duì)有關(guān)文獻(xiàn)的研究,歸納選取原則為:1)測(cè)站3年(或以上)連續(xù)觀測(cè);2)處于剛性板塊并遠(yuǎn)離形變區(qū)域;3)速度場(chǎng)精度優(yōu)于3毫米/年;4)選取站點(diǎn)在中國(guó)國(guó)內(nèi)及其周邊;5)位置解算精度和速度場(chǎng)精度殘差不大于方差的2倍[12]。同時(shí)結(jié)合文獻(xiàn)[13]中的相關(guān)結(jié)論,在保證這些站滿(mǎn)足上述標(biāo)準(zhǔn)的情況下,其空間的分布盡量都是均勻的。根據(jù)上述選取原則結(jié)合基準(zhǔn)站數(shù)量級(jí)分布情況,確定以下17個(gè)IGS站作為聯(lián)測(cè)站,其分布網(wǎng)如圖1所示。
數(shù)據(jù)處理流程如圖2所示。
表1為IGS官網(wǎng)給出的各IGS站的坐標(biāo)信息。
表1 IGS站坐標(biāo) (°)
圖1 IGS站分布網(wǎng)
1)考慮觀測(cè)數(shù)據(jù)周期較長(zhǎng),基準(zhǔn)站觀測(cè)數(shù)據(jù)不可避免地會(huì)受到周?chē)h(huán)境或是一些硬件故障的影響。因此首先利用TEQC對(duì)基準(zhǔn)站觀測(cè)數(shù)據(jù)進(jìn)行
數(shù)據(jù)質(zhì)量檢查,進(jìn)行數(shù)據(jù)預(yù)處理,同時(shí)利用MATLAB編譯的程序進(jìn)行數(shù)據(jù)中斷檢查,剔除數(shù)據(jù)質(zhì)量較差或中斷較長(zhǎng)的天份數(shù)據(jù)。
2)將IGS站觀測(cè)數(shù)據(jù)同基準(zhǔn)站數(shù)據(jù)進(jìn)行聯(lián)測(cè),利用GAMIT軟件得到單日基線(xiàn)的松弛解。
3)得到單日基線(xiàn)解后,首先分析單日解的質(zhì)量,主要看參與解算測(cè)站點(diǎn)數(shù)、觀測(cè)值有效率以及解算結(jié)果的歸一化均方根(normalized root mean square value,NRMS)值,如果有任何一項(xiàng)指標(biāo)不達(dá)標(biāo),則要改動(dòng)GAMIT軟件的相關(guān)配置參數(shù)后重新解算;然后采用基線(xiàn)重復(fù)率衡量基線(xiàn)結(jié)果的解算精度;單日解質(zhì)量達(dá)標(biāo)后分析基準(zhǔn)站坐標(biāo)的時(shí)間序列,如果出現(xiàn)數(shù)據(jù)粗差較大的天份,將該天單日解直接剔除。
圖2 數(shù)據(jù)處理流程
4)利用非基準(zhǔn)方法進(jìn)行整體平差計(jì)算,將單日基線(xiàn)解和協(xié)方差矩陣作為觀測(cè)量,IGS站坐標(biāo)作為約束基準(zhǔn),通過(guò)聯(lián)測(cè)得到基準(zhǔn)站的坐標(biāo)位置和速度場(chǎng)信息。
按照上面提到的數(shù)據(jù)處理策略首先對(duì)數(shù)據(jù)進(jìn)行預(yù)處理,采用的軟件及方法較為成熟,在這里就不做詳細(xì)介紹。GAMIT進(jìn)行基線(xiàn)解算的數(shù)據(jù)準(zhǔn)備及文件配置流程可以參考文獻(xiàn)[14],這里就不再進(jìn)行贅述。下面直接分析單日解質(zhì)量。
分析單日解質(zhì)量的各項(xiàng)指標(biāo)都可以通過(guò)GAMIT軟件生成的q結(jié)果文件中的postfit nrms讀出。q文件開(kāi)頭給出了參與解算的測(cè)站名,圖2部分則是給出了觀測(cè)值數(shù)量和有效值數(shù)量以及解算結(jié)果NRMS。NRMS在0.2左右為正常,圖中NRMS為0.186 63,在正常范圍內(nèi),說(shuō)明解算結(jié)果合理。同時(shí)q文件中還給出了每條基線(xiàn)處理結(jié)果的計(jì)算處理精度,表2給出了CEHY所在站的部分基線(xiàn)解。
表2 基線(xiàn)處理結(jié)果 m
注:表中X、Y、Z為基線(xiàn)向量在X、Y、Z3個(gè)方向上的分量。
考慮到本文中數(shù)據(jù)量較大,逐一觀察各個(gè)基線(xiàn)處理精度是不現(xiàn)實(shí)的。在這里采用基線(xiàn)重復(fù)率來(lái)衡量基線(xiàn)結(jié)果的解算精度?;€(xiàn)分量的重復(fù)率反映了單日解之間的內(nèi)符合精度,其計(jì)算方法為
(1)
(2)
表3給出了2012—2015年14個(gè)基準(zhǔn)站3個(gè)基線(xiàn)分量上的重復(fù)率平均值。
表3 2012—2015年各基準(zhǔn)站基線(xiàn)重復(fù)率平均值 mm
從表中數(shù)據(jù)可知,水平方向基線(xiàn)重復(fù)率都在2 mm左右,高程方向在4 mm左右,滿(mǎn)足CJJ/T73-2010《衛(wèi)星定位城市測(cè)量技術(shù)規(guī)范》中對(duì)CORS網(wǎng)的精度要求[15]。
單日松弛解算結(jié)果符合精度以后,利用GAMIT軟件中的sh_glred命令生成坐標(biāo)時(shí)間序列來(lái)剔除異常值。異常值表現(xiàn)為圖3所示。
圖3 單日解中異常值
該異常值的出現(xiàn)可能是由于當(dāng)天測(cè)量值較少或存在其他干擾造成,但在前期數(shù)據(jù)預(yù)處理時(shí)并沒(méi)有檢測(cè)出問(wèn)題,考慮到這類(lèi)問(wèn)題是個(gè)別站個(gè)別天份的問(wèn)題,在這里直接把當(dāng)天單日解結(jié)果剔除。
接下來(lái)利用處理后的單日基線(xiàn)解在GLOBK中進(jìn)行整體平差計(jì)算,這里需要根據(jù)解算配置相關(guān)的控制文件(globk_vel.cmd),通過(guò)調(diào)用相關(guān)命令即可生成包含基準(zhǔn)站速度場(chǎng)和坐標(biāo)位置的結(jié)果文件(*.org)。由于保密因素,本文不給出基準(zhǔn)站的具體坐標(biāo),只針對(duì)其速度場(chǎng)及坐標(biāo)變化進(jìn)行分析。
由于在實(shí)際處理過(guò)程中由GLOBK計(jì)算出的速度場(chǎng)信息同基準(zhǔn)站實(shí)際坐標(biāo)位置數(shù)值上偏差較大,無(wú)法直接顯示在圖形界面中;因此這里采用線(xiàn)性擬合的方法來(lái)求解速度場(chǎng)[16]。分別對(duì)14個(gè)站的GLOBK平差結(jié)果進(jìn)行線(xiàn)性擬合,即可得到該時(shí)間段內(nèi)該參考站的速度場(chǎng),對(duì)每個(gè)站的速度場(chǎng)進(jìn)行擬合,可以得出所有站整年的速度場(chǎng)和坐標(biāo)殘差離散度信息;而對(duì)于特殊情況造成的曲線(xiàn)“跳躍”,已利用后文提到的特殊問(wèn)題處理方法進(jìn)行了相應(yīng)改正。速度場(chǎng)擬合結(jié)果如表4所示。
表4 基準(zhǔn)站速度場(chǎng)及坐標(biāo)殘差離散度
以DAXN站和DSQI站坐標(biāo)時(shí)間序列為例(如圖4~圖5所示),對(duì)擬合結(jié)果進(jìn)行分析。
圖4 DAXN站坐標(biāo)時(shí)間序列
圖5 DSQI站坐標(biāo)時(shí)間序列圖
從圖中可以看出2個(gè)基準(zhǔn)站N、E、U3個(gè)方向上總體變化趨勢(shì)一致,基本上為線(xiàn)性變化,坐標(biāo)殘差隨機(jī)分布在速度場(chǎng)擬合直線(xiàn)兩側(cè)。擬合直線(xiàn)斜率即為對(duì)應(yīng)方向上的速度值大小,N方向上速度為負(fù),坐標(biāo)變化幅度在5 mm左右;E方向上速度為正,坐標(biāo)變化幅度在10 mm左右;U方向上速度為負(fù),坐標(biāo)變化幅度在15 mm左右。對(duì)比2幅圖可以明顯看出,2個(gè)基準(zhǔn)站在N和E方向上的速度場(chǎng)大小大致相同,但在U方向上DSQI站的沉降速度明顯高于DAXN站。
為方便分析各個(gè)站隨年份的水平位移及沉降情況,下面給出14個(gè)基準(zhǔn)站2012—2015年N、E、U3個(gè)方向的年偏移量,如圖6~圖8所示。
圖6 各基準(zhǔn)站N方向年偏移量對(duì)比
就單一年度來(lái)說(shuō),除個(gè)別站(如2015年SHIJ、PING)偏移量略大以外,各個(gè)站的年偏移量差距都在5 mm內(nèi),較為平穩(wěn);對(duì)比每個(gè)站4個(gè)年度偏移量可以看出,隨著年份的增長(zhǎng),N方向上的漂移量呈逐年減小的趨勢(shì)??偟膩?lái)說(shuō),各站N方向的年偏移量整體趨于平穩(wěn),在-18 mm以上,且呈逐年減小趨勢(shì)。
圖7 各基準(zhǔn)站E方向年偏移量對(duì)比
同N方向類(lèi)似,各站E方向的年偏移量整體趨于平穩(wěn),在40 mm之下;就單一年度來(lái)說(shuō),除個(gè)別站(如2015年MYUN、2014年NKYU)偏移量略大以外,各個(gè)站的年偏移量差距都在5 mm內(nèi);對(duì)比每個(gè)站4個(gè)年度的偏移量同樣可以看出,隨著年份的增長(zhǎng),E方向上的漂移量也是呈逐年減小的趨勢(shì)。
圖8 各基準(zhǔn)站U方向年偏移量對(duì)比
基準(zhǔn)站穩(wěn)定性中一個(gè)至關(guān)重要的問(wèn)題就是基準(zhǔn)站的沉降,從圖8中可以明顯看出:除了CEHY站在2015年沉降量突然增大以外,各個(gè)站每年的沉降量基本保持一致;其中DSQI站每年的沉降都最為嚴(yán)重,最大達(dá)到120 mm,其次為CHAO站和NLSH站,最大沉降量都達(dá)到了60 mm,其他站沉降量都較??;但對(duì)比每個(gè)站4個(gè)年度偏移量可以發(fā)現(xiàn),不同于N、E2個(gè)方向,各基準(zhǔn)站沉降量隨年份的變化是無(wú)規(guī)律的,其中個(gè)別站存在的突變現(xiàn)象可能是由于站點(diǎn)出現(xiàn)施工或是特殊地質(zhì)現(xiàn)象導(dǎo)致。
為了驗(yàn)證結(jié)果的可信性,給出IGS站和基準(zhǔn)站的速度場(chǎng)及速度場(chǎng)殘差離散度示意圖(如圖9所示),圖中矢量標(biāo)志表示速度場(chǎng)方向及大小,圓的半徑表示離散度。
圖9 聯(lián)測(cè)站速度場(chǎng)及速度場(chǎng)殘差離散度示意
從圖中可以看出,北京市14個(gè)基準(zhǔn)站的速度場(chǎng)方向、大小同距離較近的幾個(gè)IGS聯(lián)測(cè)站的速度場(chǎng)方向、大小基本保持一致,速度場(chǎng)殘差離散程度不高,驗(yàn)證了結(jié)果的可信性。
綜合以上數(shù)據(jù)分析結(jié)果,可以得出以下結(jié)論:
1)基準(zhǔn)站N、E方向基線(xiàn)重復(fù)率都在2 mm左右,高程方向在4 mm左右,基線(xiàn)解算結(jié)果符合精度標(biāo)準(zhǔn);
2)基準(zhǔn)站N方向年偏移量在-18 mm以上,E方向年偏移量在40 mm以下,且隨年份增長(zhǎng),變化量呈減小趨勢(shì);
3)基準(zhǔn)站U方向隨年份的變化是無(wú)規(guī)律的,但所有站整體呈沉降趨勢(shì),DSQI站每年的沉降都最為嚴(yán)重,最大達(dá)到了120 mm,其次為CHAO站和NLSH站,最大沉降量都達(dá)到了60 mm,其他站沉降量都較小。
4)基準(zhǔn)站的整體趨勢(shì)反映出了板塊運(yùn)動(dòng)對(duì)北京市區(qū)的長(zhǎng)期影響,個(gè)別站存在的特殊變化趨勢(shì)可能與當(dāng)?shù)匾恍┨厥獾刭|(zhì)活動(dòng)有關(guān)。
1)利用GAMIT進(jìn)行數(shù)據(jù)處理時(shí),需要基準(zhǔn)站接收機(jī)及天線(xiàn)的相關(guān)信息,由于在長(zhǎng)期數(shù)據(jù)處理中,不可避免地會(huì)存在更換接收機(jī)或是天線(xiàn)的情況,如果更換的接收機(jī)或是天線(xiàn)類(lèi)型不在GAMIT最新的表文件中,需要手動(dòng)加入對(duì)應(yīng)的接收機(jī)或是天線(xiàn)類(lèi)型,否則在軟件運(yùn)行過(guò)程中會(huì)報(bào)錯(cuò)。
2)部分基準(zhǔn)站由于建造時(shí)間較長(zhǎng),周?chē)牡乩憝h(huán)境發(fā)生了很大變化,會(huì)存在增蓋了高層建筑或是周?chē)鷺?shù)木生長(zhǎng)導(dǎo)致天線(xiàn)遮擋等問(wèn)題,這時(shí)候相關(guān)部門(mén)會(huì)考慮更換站址;但如果用戶(hù)在處理數(shù)據(jù)時(shí)并不知道這一情況,會(huì)導(dǎo)致處理結(jié)果出錯(cuò),生成基準(zhǔn)站的坐標(biāo)序列時(shí)會(huì)出現(xiàn)問(wèn)題,如圖10所示。
圖10 SHIJ站2015年坐標(biāo)時(shí)間序列
從圖中可以看出,圖像和各項(xiàng)指標(biāo)明顯是有問(wèn)題的。通過(guò)檢查該站整年觀測(cè)數(shù)據(jù)發(fā)現(xiàn),SHIJ站在10月15日至31日發(fā)生半個(gè)月的數(shù)據(jù)中斷,11月1日恢復(fù)數(shù)據(jù)觀測(cè),但在11月3日發(fā)生了站址變更,這一點(diǎn)可以從觀測(cè)文件中APPROX POSITION XYZ一行中直接讀出。
數(shù)據(jù)處理過(guò)程中發(fā)現(xiàn),MYUN站在9月份同樣出現(xiàn)了站址變更的問(wèn)題,因此在處理同年這2個(gè)站的數(shù)據(jù)時(shí)必須分時(shí)段處理。因?yàn)槔肎AMIT進(jìn)行基線(xiàn)解算時(shí)有一個(gè)準(zhǔn)備文件lfile.,存放的是各測(cè)站的近似坐標(biāo),即起算坐標(biāo)點(diǎn),其誤差過(guò)大會(huì)直接導(dǎo)致基線(xiàn)處理結(jié)果較差。更換站址以后,必須對(duì)起始坐標(biāo)進(jìn)行手動(dòng)更改,然后從更改日期起算進(jìn)行批處理。在分析速度場(chǎng)和基線(xiàn)精度時(shí),以更改日期為分水嶺分段分析,而最終得到的基準(zhǔn)站坐標(biāo)則以更改站址后的平差結(jié)果為準(zhǔn)。
1)本文以GAMIT/GLOBK軟件為基礎(chǔ),對(duì)北京市2012—2015年CORS網(wǎng)基準(zhǔn)站的穩(wěn)定性進(jìn)行了研究分析。分析結(jié)果表明:N、E方向基線(xiàn)重復(fù)率都在2 mm左右,高程方向在4 mm左右,基線(xiàn)解算結(jié)果符合精度標(biāo)準(zhǔn);N方向年偏移量在-18 mm以上;E方向年偏移量在40 mm以下,且隨著年份增長(zhǎng),變化量呈減小趨勢(shì);U方向隨年份的變化是無(wú)規(guī)律的,但所有站整體呈沉降趨勢(shì);所有基準(zhǔn)站N、E、U3個(gè)方向隨時(shí)間的總體變化趨勢(shì)為線(xiàn)性,每年都在向東南方向移動(dòng),并存在沉降現(xiàn)象。這不僅反映了整個(gè)北京市CORS網(wǎng)的長(zhǎng)期變化趨勢(shì),同時(shí)反映出板塊運(yùn)動(dòng)對(duì)市區(qū)的影響。其中個(gè)別點(diǎn)(如2015年CEHY站)出現(xiàn)了不規(guī)律的變化,可能與當(dāng)?shù)匾恍┨厥獾刭|(zhì)活動(dòng)有關(guān)。
2)GAMIT/GLOBK已經(jīng)成為當(dāng)下進(jìn)行高精度全球衛(wèi)星導(dǎo)航系統(tǒng)(global navigation satellite system,GNSS)數(shù)據(jù)結(jié)算的主流軟件,在處理大數(shù)據(jù)量的觀測(cè)值時(shí),具有運(yùn)算速度快、解算精度高的特點(diǎn),在實(shí)際工程應(yīng)用中具有很高的使用價(jià)值。本文給出的關(guān)于更新和使用過(guò)程中的部分建議只是在軟件使用過(guò)程中的一些個(gè)例,而針對(duì)不同用戶(hù),在安裝和解算過(guò)程中會(huì)遇到其他各種各樣的問(wèn)題,因此需要對(duì)軟件每年的更新內(nèi)容及解算中使用的配置文件、準(zhǔn)備文件有全面的了解和研究。隨著導(dǎo)航系統(tǒng)及接收機(jī)的不斷發(fā)展,GAMIT/GLOBK也在與時(shí)俱進(jìn)地提供各類(lèi)導(dǎo)航數(shù)據(jù)的接口,未來(lái)必將發(fā)展成為可以同步處理GNSS數(shù)據(jù)的有力工具。
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AmethodofstabilityanalysisonCORSnetworkbasestation
SHUAIWeiyi1,DONGXurong1,LIXiaoyu2,F(xiàn)UWei1
(1.Equipment Academy,Beijing 101416,China;2.Beijing Aerospace Flight Control Center,Beijing 100096,China)
In order to further study on the stability analysis method of CORS network base station,the paper proposed a method which uses GAMIT/GLOBK software to analyze the stability with the example of the base station in Beijing CORS network from 2012 to 2015.Result showed that:the accuracy of baseline calculation could meet the requirement; due to the impact of the plate movement,the variation trend of base station coordinates would be linear and all the stations were shifting to the southeast every year; moreover,with the growth of the year,the variation would be decreased; all station showed a downward trend of settlement,and some of them more serious.
CORS network; base station; stability; baseline calculation; settlement
2017-03-03
帥瑋祎(1991—),女(蒙古族),河北承德人,博士研究生,研究方向?yàn)樾l(wèi)星導(dǎo)航應(yīng)用。
帥瑋祎,董緒榮,李曉宇,等.一種CORS網(wǎng)基準(zhǔn)站穩(wěn)定性分析方法[J].導(dǎo)航定位學(xué)報(bào),2017,5(4):98-104.(SHUAI Weiyi,DONG Xurong,LI Xiaoyu,et al.A method of stability analysis on CORS network base station[J].Journal of Navigation and Positioning,2017,5(4):98-104.)
10.16547/j.cnki.10-1096.20170418.
P228.1
A
2095-4999(2017)04-0098-07