G-Nut/Anubis在海洋站GNSS業(yè)務(wù)化觀測(cè)數(shù)據(jù)質(zhì)量檢核中的應(yīng)用研究

金波文，王慧，鄧麗靜，徐浩，吳新輝

（國(guó)家海洋信息中心，天津 300171）

為連續(xù)監(jiān)測(cè)沿海海洋站驗(yàn)潮基準(zhǔn)面的沉降變化情況，2009 年以來，沿海海洋站增加了全球衛(wèi)星導(dǎo)航系統(tǒng)（Global Navigation Satellite System，GNSS）連續(xù)運(yùn)行觀測(cè)業(yè)務(wù)，可接收美國(guó)全球定位系統(tǒng)（Global Positioning System，GPS）和俄羅斯的格洛納斯衛(wèi)星導(dǎo)航系統(tǒng)（Global Navigation Satellite System，GLONASS）數(shù)據(jù)。隨著我國(guó)北斗衛(wèi)星導(dǎo)航系統(tǒng)（BeiDou Navigation Satellite System，BDS）全面建成并投入使用[1]以及歐盟的伽利略衛(wèi)星導(dǎo)航系統(tǒng)（Galileo Navigation Satellite System，GAL）的逐步完善，2021 年以來，海洋GNSS 連續(xù)運(yùn)行參考站網(wǎng)逐步升級(jí)后可接收GPS、 BDS、GLONASS 和GAL 的衛(wèi)星數(shù)據(jù)。目前，海洋站GNSS業(yè)務(wù)化觀測(cè)運(yùn)行中采用的數(shù)據(jù)質(zhì)量檢核軟件主要是美國(guó)衛(wèi)星導(dǎo)航系統(tǒng)與地殼形變觀測(cè)研究大學(xué)聯(lián)合體研制的TEQC[2]（Translation，Editing and Quality Checking），金波文等[3-4]、張龍平等[5]利用該軟件對(duì)海洋站GNSS升級(jí)前的連續(xù)觀測(cè)數(shù)據(jù)進(jìn)行了分析，并驗(yàn)證了GPS 和GLONASS 數(shù)據(jù)在海洋站驗(yàn)潮基準(zhǔn)面沉降監(jiān)測(cè)中的可用性。但是TEQC 的各項(xiàng)功能僅針對(duì)GPS 和GLONASS 系統(tǒng)的RINEX2.x版本觀測(cè)數(shù)據(jù)，無法分析BDS 及RINEX 高版本的衛(wèi)星觀測(cè)數(shù)據(jù)文件[6-8]。除此之外，國(guó)際上主要的GNSS 數(shù)據(jù)質(zhì)量檢核工具還有德國(guó)地學(xué)中心研發(fā)的gfzrnx[9-10]、德國(guó)法蘭克福聯(lián)邦測(cè)繪局研發(fā)的BNC[11]和捷克國(guó)家大地測(cè)量局研發(fā)的G-Nut/Anubis[12-13]等。相較于其他質(zhì)檢工具，G-Nut/Anubis 可同時(shí)支持RINEX2.x 和RINEX3.x 版本的GPS、GLONASS、GAL、BDS 及其他國(guó)家的區(qū)域衛(wèi)星導(dǎo)航系統(tǒng)數(shù)據(jù)的質(zhì)量檢核，且國(guó)內(nèi)已有多位學(xué)者對(duì)其檢核性能進(jìn)行了驗(yàn)證和分析[14-15]。

為促進(jìn)海洋站GNSS升級(jí)后多衛(wèi)星系統(tǒng)業(yè)務(wù)化觀測(cè)數(shù)據(jù)質(zhì)量檢核工作，本文以北海區(qū)老虎灘、東海區(qū)朱家尖和南海區(qū)北海海洋站為例，從數(shù)據(jù)完整率、周跳比、多路徑影響等方面，開展了GNut/Anubis 在海洋站GNSS 業(yè)務(wù)化觀測(cè)數(shù)據(jù)檢核中的應(yīng)用研究，為后期高精度數(shù)據(jù)解算提供參考。同時(shí)，為滿足業(yè)務(wù)化運(yùn)行對(duì)數(shù)據(jù)質(zhì)量檢核批處理、可視化監(jiān)控和信息化管理等的需求，本文基于GNut/Anubis 核心質(zhì)量檢核模塊，利用Matlab App Designer 設(shè)計(jì)并實(shí)現(xiàn)了參數(shù)配置、檢核批處理、結(jié)果入庫(kù)和質(zhì)量可視化于一體的工具箱，并基于該工具箱完成所有海洋站GNSS觀測(cè)數(shù)據(jù)的質(zhì)量檢核，為海洋站GNSS業(yè)務(wù)化觀測(cè)數(shù)據(jù)質(zhì)量檢核、監(jiān)控管理等提供支撐。

1 數(shù)據(jù)質(zhì)量檢核指標(biāo)

1.1 數(shù)據(jù)完整率

數(shù)據(jù)完整率是衡量觀測(cè)數(shù)據(jù)質(zhì)量的重要指標(biāo)，反映測(cè)量時(shí)段中觀測(cè)數(shù)據(jù)的可用性和完好性，既能體現(xiàn)觀測(cè)環(huán)境的影響程度，又能體現(xiàn)接收機(jī)性能的優(yōu)劣。數(shù)據(jù)完整率定義為一個(gè)時(shí)段內(nèi)有效數(shù)據(jù)歷元個(gè)數(shù)與總歷元個(gè)數(shù)的比值[16]，一般用Rt來表示，其計(jì)算公式為：

式中：Exp是根據(jù)設(shè)置的衛(wèi)星截止高度角及獲取的衛(wèi)星星歷計(jì)算出的可接受的衛(wèi)星觀測(cè)歷元總個(gè)數(shù)；Hav是根據(jù)接受環(huán)境影響，實(shí)際接收的有效歷元個(gè)數(shù)?！度?qū)Ш叫l(wèi)星系統(tǒng)連續(xù)運(yùn)行基準(zhǔn)站網(wǎng)技術(shù)規(guī)范》（GB/T 28588-2012）[17]規(guī)定，對(duì)于國(guó)家基準(zhǔn)站和區(qū)域基準(zhǔn)站，數(shù)據(jù)完整率應(yīng)大于85%，對(duì)于專業(yè)應(yīng)用站網(wǎng)基準(zhǔn)站，可按實(shí)際情況執(zhí)行。本文GNSS的質(zhì)量檢核以上述指標(biāo)作為參考值，但總體而言，數(shù)據(jù)完整率越大代表數(shù)據(jù)可用性和完好性越好。

1.2 多路徑影響

多路徑影響是GNSS測(cè)量中干擾測(cè)量質(zhì)量的主要原因之一。在GNSS觀測(cè)中，由于接收機(jī)可以接收到周圍環(huán)境反射的衛(wèi)星信號(hào)，對(duì)直接接收的衛(wèi)星信號(hào)產(chǎn)生干擾，導(dǎo)致觀測(cè)結(jié)果與真值產(chǎn)生偏差，即多路徑影響[18]。多路徑影響通常反映了周圍環(huán)境和其他因素對(duì)信號(hào)傳播的影響，數(shù)值越小，說明抗多路徑能力越強(qiáng)。在多路徑影響的計(jì)算中，G-Nut/Anubis 利用載波相位觀測(cè)值和偽距的線性組合，對(duì)所有GNSS 的觀測(cè)值進(jìn)行多路徑影響計(jì)算，具體公式如下[19]：

式中：MP為多路徑影響；P為雙頻偽距觀測(cè)值；L為雙頻載波相位觀測(cè)值；f為頻率；k、i和j為頻率索引。

根據(jù)國(guó)際GNSS服務(wù)組織對(duì)觀測(cè)站數(shù)據(jù)的質(zhì)量分析，GPS 衛(wèi)星2/3 的測(cè)站MP1平均值小于50 cm，而2/3的測(cè)站MP2平均值小于75 cm?！侗倍返鼗鰪?qiáng)系統(tǒng)基準(zhǔn)站建設(shè)和驗(yàn)收技術(shù)規(guī)范》（GB/T 39772.1-2021） 中 規(guī) 定 BDS B1、 GPS L1、GLONASS L1的平均多路徑影響需小于等于50 cm，BDS B2、GPS L2、GLONASS L2 的平均多路徑影響需小于等于65 cm，BDS B3、GPS L5 的平均多路徑影響需小于等于65 cm[20]。由于其他系統(tǒng)頻率的MP 值暫未有參考依據(jù)，本文GNSS 的質(zhì)量檢查以上述指標(biāo)作為參考，但總體而言，MP值越小代表抗多路徑影響能力越強(qiáng)[21]。

1.3 周跳比

周跳指GNSS接收機(jī)在跟蹤載波信號(hào)時(shí)發(fā)生的暫時(shí)失鎖現(xiàn)象，會(huì)導(dǎo)致整周計(jì)數(shù)發(fā)生跳變或者中斷。周跳是影響測(cè)量精度的一個(gè)重要指標(biāo)，通常利用載波觀測(cè)值和偽距進(jìn)行無幾何（Geometry-Free，GF）組合、墨爾本-維貝納（Melbourne-Wu?bbena）組合以探測(cè)周跳，將不同歷元間差分結(jié)果與閾值進(jìn)行對(duì)比，超出閾值則認(rèn)為發(fā)生了周跳。有學(xué)者以周跳比（Cycle Slip Ratio，CSR）來表示觀測(cè)值的周跳狀況[19,22]，其值越小表明數(shù)據(jù)質(zhì)量越好。G-Nut/Anubis 質(zhì)檢統(tǒng)計(jì)結(jié)果中周跳/中斷總數(shù)包括歷元缺失造成的中斷、衛(wèi)星在特定時(shí)間失鎖造成的中斷、信號(hào)擾動(dòng)和連續(xù)跟蹤過程中識(shí)別的相位周跳，以及其他造成不連續(xù)的跳變數(shù)等[12]。周跳比計(jì)算公式為：

式中：O為觀測(cè)值數(shù)；Slps為周跳/中斷數(shù)。根據(jù)國(guó)際GNSS 服務(wù)(International GNSS Service，IGS）觀測(cè)數(shù)據(jù)質(zhì)量分析結(jié)果，超過2/3的測(cè)站CSR平均值小于10[19]，本文GNSS的質(zhì)量分析以此作為指標(biāo)參考值。

2 海洋站GNSS實(shí)例分析

2.1 數(shù)據(jù)質(zhì)量檢核

本文選用的海洋GNSS連續(xù)運(yùn)行參考站分別位于遼寧省大連市（老虎灘站）、浙江省舟山市（朱家尖站）和廣西壯族自治區(qū)北海市（北海站），采用華測(cè)導(dǎo)航的P5 測(cè)地型接收機(jī)，天線為拓普康的CR-G3（圖1）。以2022 年每季度最后一天（3 月31 日、6 月30 日、9 月30 日、12 月31 日）觀測(cè)數(shù)據(jù)為例，利用最新版G-Nut/Anubis（Linux 版本v3.5）軟件對(duì)所選站點(diǎn)進(jìn)行質(zhì)量檢核，衛(wèi)星截止高度角設(shè)為10°，廣播星歷采用brdm 混合廣播星歷，從數(shù)據(jù)完整率、多路徑平均值（各衛(wèi)星系統(tǒng)多路徑影響MP值的平均值）、周跳比和偽距單點(diǎn)定位精度等方面進(jìn)行數(shù)據(jù)質(zhì)量評(píng)估，質(zhì)檢統(tǒng)計(jì)結(jié)果如表1所示。

圖1 朱家尖海洋站GNSS觀測(cè)設(shè)備

表1 各站GNSS質(zhì)量檢核統(tǒng)計(jì)

由表1 可知，2022 年各季度最后一天老虎灘、朱家尖和北海站的數(shù)據(jù)完整率最小值為93.8%，均滿足大于85%的要求；各站GPS、BDS、GAL、GLONASS 衛(wèi)星系統(tǒng)的多路徑平均值均滿足小于50 cm的要求；周跳比方面，老虎灘站總體略大于其他兩站，但均小于10。

2.2 質(zhì)量可視化分析

海洋站GNSS 升級(jí)后可接收四系統(tǒng)12 個(gè)頻點(diǎn)的偽距和載波相位觀測(cè)值，其中BDS 觀測(cè)值類型最多，包括4 個(gè)偽距觀測(cè)值（C2I、C5X、C6I、C7I）和4 個(gè)載波相位觀測(cè)值（L2I、L5X、L6I、L7I），GPS 觀測(cè)值包括3 個(gè)偽距觀測(cè)值（C1C、C2W、C5W） 和3 個(gè)載波相位觀測(cè)值（L1C、L2W、L5W），GAL 觀測(cè)值包括3 個(gè)偽距觀測(cè)值（C1X、C5X、C7X） 和3 個(gè)載波相位觀測(cè)值（L1X、L5X、L7X），GLONASS 觀測(cè)值包括2 個(gè)偽距觀測(cè)值（C1C、C2C）和2 個(gè)載波相位觀測(cè)值（L1C、L2C）。為了更好地反映各系統(tǒng)各頻段觀測(cè)數(shù)據(jù)的質(zhì)量情況，以朱家尖GNSS站為例，對(duì)數(shù)據(jù)質(zhì)量進(jìn)行可視化，分別繪制衛(wèi)星天空軌跡和衛(wèi)星統(tǒng)計(jì)圖（圖2）、各系統(tǒng)觀測(cè)數(shù)據(jù)使用及不同頻段完整率統(tǒng)計(jì)圖（圖3）、周跳探測(cè)及多路徑統(tǒng)計(jì)圖（圖4）和單點(diǎn)定位誤差統(tǒng)計(jì)圖（圖5）。

圖2 衛(wèi)星天空軌跡和各頻段衛(wèi)星數(shù)量統(tǒng)計(jì)圖

圖3 各系統(tǒng)歷元使用情況和各頻段觀測(cè)值完整率統(tǒng)計(jì)圖

圖4 周跳探測(cè)和多路徑統(tǒng)計(jì)圖

圖5 偽距單點(diǎn)定位誤差圖

從圖2 可以看出，BDS 衛(wèi)星天空軌跡最密集，其次是GPS，軌跡相對(duì)較少的是GLONASS 和GAL。BDS 的C2I、L2I（B1I 頻段）觀測(cè)值和C6I、L6I （B3I 頻段） 觀測(cè)值衛(wèi)星數(shù)為46 顆，C5X、L5X（B2a頻段）觀測(cè)值衛(wèi)星數(shù)為26顆，C7I、L7I（B2b 頻段）觀測(cè)值衛(wèi)星數(shù)為15 顆，這是因?yàn)锽1I和B3I 為北斗二號(hào)和三號(hào)共用信號(hào)，衛(wèi)星較多，B2a和B2b為北斗三號(hào)信號(hào)，因衛(wèi)星發(fā)射較晚，所以衛(wèi)星數(shù)量相對(duì)較少；GPS的L1和L2頻段衛(wèi)星數(shù)均為31 顆，L5 頻段衛(wèi)星數(shù)為17 顆，這是因?yàn)長(zhǎng)5頻段是2009 年以后GPS 現(xiàn)代化建設(shè)增加的信號(hào)，衛(wèi)星數(shù)相對(duì)較少；GAL 所有頻段和GLONASS 的L1 頻段衛(wèi)星數(shù)均為24 顆，GLONASS 的L2 頻段衛(wèi)星數(shù)為21 顆。這表明BDS 和GPS 星座已較為完善，軌道運(yùn)行衛(wèi)星數(shù)量較為齊全。

從圖3 可以看出，本次質(zhì)檢時(shí)四個(gè)衛(wèi)星系統(tǒng)的歷元利用率均為100%，沒有無效歷元數(shù)據(jù)。從數(shù)據(jù)完整情況看，四個(gè)衛(wèi)星系統(tǒng)所有頻段的數(shù)據(jù)完整率均大于94%。其中，GLONASS的L1頻段數(shù)據(jù)完整率和GPS 的L2 頻段數(shù)據(jù)完整率相對(duì)較低，低于95%。由圖3（b）也可以看出GLONASS衛(wèi)星數(shù)據(jù)的剔除量最多，GPS 次之。其余衛(wèi)星系統(tǒng)所有頻段數(shù)據(jù)完整率均大于95%，完整性較好。

從圖4相位周跳/中斷數(shù)可以看出，載波相位跟蹤不連續(xù)產(chǎn)生的周跳數(shù)最多，衛(wèi)星失鎖和信號(hào)擾動(dòng)產(chǎn)生的跳變數(shù)相對(duì)較少。GPS的L2W觀測(cè)值發(fā)生的周跳/中斷數(shù)最多，BDS 和GAL 各頻點(diǎn)觀測(cè)值發(fā)生的周跳/中斷數(shù)相對(duì)較少。多路徑影響和噪聲方面，各衛(wèi)星系統(tǒng)多路徑影響值均小于50 cm，BDS的多路徑影響值最小，具有較強(qiáng)的抗多路徑影響能力。GPS 的MP1大于MP2，除GPS 的MP1大于5 cm外，其余衛(wèi)星系統(tǒng)的所有MP值均小于5 cm。

圖5為各系統(tǒng)偽距單點(diǎn)定位誤差統(tǒng)計(jì)結(jié)果（本文使用混合廣播星歷，未使用精密星歷），可以看出N 方向和E 方向坐標(biāo)誤差要小于U 方向。GAL 定位精度最高，NEU 方向坐標(biāo)精度均小于等于0.5 m；GPS 坐標(biāo)精度次之，N 方向和E 方向坐標(biāo)精度在1 m 左右，U 方向坐標(biāo)精度在2 m 左右；GLONASS 和BDS 的坐標(biāo)精度較GPS 和GAL 要低。從偽距單點(diǎn)定位精度來看，GPS 和GAL 的精度相對(duì)更高。圖6 為間隔15 min 的偽距定位結(jié)果分布，各分量坐標(biāo)分別減去了其平均值，可以看出BDS和GLONASS 的坐標(biāo)離散度較大，GPS和GAL 坐標(biāo)分布較為集中，表明GPS 和GAL 偽距單點(diǎn)定位坐標(biāo)穩(wěn)定性要高于BDS和GLONASS。

圖6 偽距單點(diǎn)定位坐標(biāo)分布

3 質(zhì)檢軟件開發(fā)與應(yīng)用

G-Nut 是基于C++語(yǔ)言開發(fā)的用于GNSS 數(shù)據(jù)分析和產(chǎn)品監(jiān)測(cè)的軟件核心庫(kù)，Anubis 是利用GNut 核心庫(kù)實(shí)現(xiàn)的，兼容Linux、Windows、Mac 系統(tǒng)。Anubis 軟件采用參數(shù)配置形式通過用戶自定義檢核參數(shù)進(jìn)行數(shù)據(jù)質(zhì)量檢核，然后生成包括GNSS全星座數(shù)據(jù)統(tǒng)計(jì)、定位精度、多路徑、信噪比和周跳探測(cè)等在內(nèi)的不同詳細(xì)程度的質(zhì)量檢核結(jié)果文件。Anubis 軟件本身不具備可視化功能，其官網(wǎng)提供了對(duì)應(yīng)的plot_Anubis 模塊通過命令行形式對(duì)部分結(jié)果進(jìn)行可視化[15,23]。雖然其命令行形式運(yùn)行簡(jiǎn)單高效，但可視化模塊功能固定、形式單一，難以滿足海洋GNSS連續(xù)運(yùn)行參考站的海量數(shù)據(jù)批量處理和管理需要，因此需要開發(fā)相關(guān)軟件工具用于海洋站GNSS數(shù)據(jù)質(zhì)量檢核及管理。

3.1 Matlab App Designer

Matlab App Designer 是Matlab 的一個(gè)交互式應(yīng)用程序設(shè)計(jì)工具，它具有簡(jiǎn)單易用的界面設(shè)計(jì)工具和豐富的組件，通過拖放可視化組件即可實(shí)現(xiàn)圖形界面的設(shè)計(jì)布局，讓用戶輕松地創(chuàng)建各類應(yīng)用程序，并通過點(diǎn)對(duì)點(diǎn)交互的方式為組件添加回調(diào)函數(shù)以實(shí)現(xiàn)各種功能，包括數(shù)據(jù)可視化、數(shù)據(jù)分析等[24]。此外，Matlab App Designer 還支持自定義函數(shù)，可以讓用戶根據(jù)需求進(jìn)行靈活編程，同時(shí)可編譯成獨(dú)立的桌面或Web端App。

3.2 質(zhì)檢軟件設(shè)計(jì)與實(shí)現(xiàn)

基于G-Nut/Anubis 核心質(zhì)量檢核模塊，結(jié)合海洋站GNSS業(yè)務(wù)化運(yùn)行對(duì)數(shù)據(jù)質(zhì)量檢核統(tǒng)計(jì)及可視化監(jiān)控的需求，采用Matlab App Designer 設(shè)計(jì)實(shí)現(xiàn)了集參數(shù)配置、質(zhì)量檢核批處理、結(jié)果入庫(kù)及可視化于一體的海洋站GNSS數(shù)據(jù)質(zhì)量檢核工具箱OGQC（Ocean station GNSS data Quality Checking）。軟件工具箱設(shè)計(jì)功能如圖7 所示，主要包含參數(shù)配置、質(zhì)檢批處理、質(zhì)量指標(biāo)提取、信息入庫(kù)和可視化等功能模塊。

圖7 OGQC工具箱功能架構(gòu)圖

工具箱前端主要通過質(zhì)檢模塊進(jìn)行參數(shù)配置，然后生成Anubis 執(zhí)行配置文件，再根據(jù)用戶設(shè)定的站點(diǎn)和時(shí)段調(diào)用Anubis 核心模塊進(jìn)行數(shù)據(jù)質(zhì)量檢核批處理（Windows 平臺(tái)下直接調(diào)用Anubis 執(zhí)行文件進(jìn)行質(zhì)檢，Linux 平臺(tái)下通過生成批處理腳本文件進(jìn)行質(zhì)檢），生成質(zhì)量檢核結(jié)果文件。完成后，通過質(zhì)量指標(biāo)提取模塊將關(guān)鍵指標(biāo)值提取出來并存入數(shù)據(jù)庫(kù)，進(jìn)行信息化管理。在可視化模塊，根據(jù)用戶選擇的站點(diǎn)和時(shí)段，讀取數(shù)據(jù)庫(kù)中對(duì)應(yīng)的質(zhì)量指標(biāo)，然后調(diào)用Matlab 中的繪圖函數(shù)進(jìn)行繪圖，并在主界面進(jìn)行質(zhì)量指標(biāo)時(shí)間序列可視化展示（圖8），可視化指標(biāo)包括觀測(cè)時(shí)長(zhǎng)、周跳比、數(shù)據(jù)完整率、多路徑影響等，其中GPS、BDS、GAL、GLONASS 各頻段的多路徑MP值分別繪制，并通過切換面板顯示其變化情況。

圖8 海洋站GNSS數(shù)據(jù)質(zhì)量檢核工具箱界面圖

3.3 功能測(cè)試與分析

為了驗(yàn)證OGQC 工具箱的質(zhì)檢功能和可視化效果，利用工具箱對(duì)海洋GNSS連續(xù)運(yùn)行參考站數(shù)據(jù)進(jìn)行測(cè)試，選取朱家尖站2022 年全年觀測(cè)數(shù)據(jù)，利用質(zhì)量檢核模型進(jìn)行質(zhì)檢，并通過可視化模塊繪制其完整率和周跳比（圖9），各衛(wèi)星系統(tǒng)多路徑變化如圖10 所示。由圖9 可知，朱家尖站2022 年全年數(shù)據(jù)完整率均在85%以上，平均值為94.8%，無明顯跳變情況發(fā)生，2022 年完整率最小值出現(xiàn)在第238 天，為88.6%；周跳比除第351天和第352 天大于10 外，其余都小于10，全年平均值為4.6。由圖10 可知，朱家尖站2022 年各衛(wèi)星系統(tǒng)多路徑影響總體變化比較平穩(wěn)，這表明測(cè)站周圍環(huán)境無明顯變化；GPS 的L1、L2、L5 頻段多路徑影響平均值分別為9.4 cm、2.5 cm和2.5 cm；BDS 的B1I、B2a、B2b和B3I頻段多路徑影響平均值分別為1.7 cm、2.1 cm、1.7 cm和1.3 cm；GAL的L1、L5、L7 頻段的多路徑平均值分別為1.9 cm、1.8 cm和1.9 cm；GLONASS的L1和L2頻段多路徑平均值分別為2.8 cm 和3.2 cm?？傮w而言，各系統(tǒng)多路徑影響值均滿足相關(guān)要求。利用OGQC 工具箱的批處理檢核功能可以省去重復(fù)的參數(shù)配置和數(shù)據(jù)分析過程，同時(shí)通過豐富的可視化模塊可以反映海洋站GNSS連續(xù)運(yùn)行觀測(cè)數(shù)據(jù)的關(guān)鍵質(zhì)量指標(biāo)，幫助數(shù)據(jù)處理人員更好地掌握各站各時(shí)段的數(shù)據(jù)質(zhì)量狀況，為后期高精度數(shù)據(jù)處理提供處理策略配置參考。

圖9 朱家尖站2022年GNSS數(shù)據(jù)完整率和周跳比變化圖

圖10 朱家尖站2022年GNSS數(shù)據(jù)多路徑變化圖

4 結(jié)語(yǔ)

本文針對(duì)海洋站升級(jí)后的四種系統(tǒng)，選取了老虎灘、朱家尖和北海海洋站GNSS連續(xù)運(yùn)行參考站2022 年各季度最后一天的數(shù)據(jù)，利用G-Nut/Anubis 軟件從觀測(cè)衛(wèi)星數(shù)、數(shù)據(jù)完整率、周跳和多路徑影響等方面對(duì)GPS、 BDS、 GAL 和GLONASS 四系統(tǒng)的數(shù)據(jù)質(zhì)量進(jìn)行了檢核，并以朱家尖站為例詳細(xì)分析了各頻段數(shù)據(jù)質(zhì)量情況。同時(shí)，基于Matlab App Desinger 開發(fā)了海洋站GNSS數(shù)據(jù)質(zhì)量檢核工具箱OGQC，并依據(jù)該工具箱對(duì)海洋站GNSS 數(shù)據(jù)進(jìn)行了質(zhì)量檢核，以朱家尖站2022 年全年數(shù)據(jù)為例分析了其數(shù)據(jù)質(zhì)量變化情況，得出以下結(jié)論。

（1）所選測(cè)站中數(shù)據(jù)完整率均大于95%，各站GPS、BDS、GAL、GLONASS 衛(wèi)星系統(tǒng)的多路徑平均值均小于50 cm；各站周跳比均小于10，各項(xiàng)指標(biāo)均滿足相關(guān)規(guī)范要求。

（2）從朱家尖站各系統(tǒng)各頻段數(shù)據(jù)質(zhì)檢結(jié)果可以看出，四個(gè)衛(wèi)星系統(tǒng)所有頻段的數(shù)據(jù)中，除GLONASS 的L1 頻段和GPS 的L2 頻段數(shù)據(jù)完整率相對(duì)較小（小于95%）外，其余衛(wèi)星系統(tǒng)所有頻段數(shù)據(jù)完整率均大于95%，完整性較好；從探測(cè)出的周跳類型發(fā)現(xiàn)載波相位產(chǎn)生的周跳數(shù)最多，衛(wèi)星失鎖和信號(hào)擾動(dòng)產(chǎn)生的周跳相對(duì)較少，GPS的L2W 觀測(cè)值發(fā)生的周跳最多，BDS 和GAL 各頻點(diǎn)觀測(cè)值發(fā)生的周跳相對(duì)較少；多路徑影響和噪聲方面，各衛(wèi)星系統(tǒng)各頻段的多路徑影響MP值均小于50 cm；從偽距單點(diǎn)定位精度來看，N 方向和E 方向坐標(biāo)誤差要小于U 方向，GPS 和GAL 的精度相對(duì)BDS和GLONASS更高。

（3） 本文基于Matlab App Designer 開發(fā)的OGQC 工具箱具有很好的批處理和可視化功能，通過朱家尖站2022 年全年的數(shù)據(jù)檢核結(jié)果的平穩(wěn)性和可靠性得出，OGQC 工具箱可以滿足業(yè)務(wù)化運(yùn)行對(duì)數(shù)據(jù)質(zhì)量檢核指標(biāo)批處理、可視化監(jiān)控和信息化管理的需要。在數(shù)據(jù)使用前，用戶可根據(jù)OGQC 軟件數(shù)據(jù)質(zhì)量檢核結(jié)果，對(duì)相應(yīng)星座、頻段、衛(wèi)星進(jìn)行相關(guān)編輯、剔除等預(yù)處理操作，以提供高數(shù)據(jù)質(zhì)量用于后續(xù)高精度數(shù)據(jù)處理工作。

致謝：捷克國(guó)家大地測(cè)量局為本文提供了GNut/Anubis軟件，特此致謝。