双星gnss在静态相对定位测量的精度分析-冯国正

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1、双星GNSS在静态相对定位测量的精度分析冯国正包波石光冯东龙洪周威金奇长江上游水文水资源勘测局重庆400014摘要：本文首先分析GNSS系统静态相对定位精度影响因素，并用实例比较分析了单、双星GNSS系统静态相对定位精度，证实了双星GNSS系统的优越性。关键词：大地测量学、静态相对定位、统计分析、GNSS1引言全球卫星定位系统(GNSS)是指利用卫星导航系统提供的位置、速度及时间信息对各种目标进行定位、导航及监管。测绘行业作为较早应用GNSS定位技术的领域，已经将GNSS发展成为测绘工作中一种不可或缺的重要工具，大大改进了测绘成果

2、的精度、速度和经济效益。GNSS与传统的控制测量，尤其是与平面控制测量相比，有其革命性的进展。传统布设精密测量控制网的方法是利用高精度的测距仪和经纬仪，采用常规的测量方法进行工作，由于地形复杂、测量范围广以及其它的一些原因，给常规测量方法带来了一定的困难。随着高精度GNSS定位技术的发展，利用GNSS建立高精度的控制网技术将已经取代了常规控制网测量技术。而静态相对定位是目前精度最高的GNSS测量方法[3]，且操作简单、作业高效、内业数据处理技术成熟，已被广泛用于布设测区各等级高控制网等各种测量中。已建成和投入运行的全球卫星导航定位

3、系统主要有两个，即美国的GPS系统和俄罗斯的GLONASS系统。目前市场上主流的GNSS接收机均可兼容接收GPS/GLONASS卫星信号，GPS/GLONASS集成定位系统可以增加视界内的选星数目，提供了更多的高仰角卫星，增加的卫星数目会使得卫星几何分布更好，能更好地覆盖有遮挡的屏蔽地区，如山峦环绕地区、建筑物和树木浓密区、城市中心区等困难地区。本文分析了GNSS相对定位精度影响因素，并用实例比较了困难地区静态相对定位控制网中单星系统（GPS）和双星系统（GPS/GLONASS）精度，说明双星系统在困难地区静态相对定位控制测量中的

4、优越性。2GNSS相对定位控制网精度影响因素2.1PDOP值GNSS的测量精度主要有两种重要因素：测量误差和卫星与用户的几何位置(用空间位置精度因子PDOP（PositionDilutionofPrecision）来表示)，但通常都用几何精度因子GDOP(GeometricDilutionofPrecision)来描述空间位置精度因子PDOP和时间误差TDOP(接收机钟差精度因子，TimeDilutionofPrecision)的综合影响的精度因子[4]。计算方法是：GNSS相对定位的误差与精度因子(DOP)的大小成正比。经分析研

5、究表明：当观测站与观测卫星所构成的六面体体积越大时，所测卫星在空间的分布范围也越大，而这时的GDOP值越小，观测的精度也越好。2.2基线精度通过静态观测可以获得GNSS接收机之间的基线向量，GNSS基线向量表示了各测站间的一种位置关系，即测站与测站间的坐标增量。基线解算是GNSS静态相对定位数据后处理过程中的重要环节，其解算结果是GNSS基线向量网平差的基础数据，其质量好坏直接影响到GNSS静态相对定位测量的成果和精度。基线解算过程一般利用数据处理软件自动完成，基线解算的过程，实际上是一个平差的过程，平差时所采用的观测量，主要是双

6、差观测值。基线解算时，首先进行初始平差，解算出整周未知数和基线向量的浮动解；然后将整周未知数固定为整数，将确定了的整周未知数作为已知数，仅将待定的测站坐标作为未知参数，再次进行平差解算，求出基线向量的固定解，即整数解[5]2.3控制网平差精度对于GPS控制网，提高GPS基线解算的精度是提高GPS控制网点精度的基础，在此基础上GPS控制网的平差处理也同样重要。GPS基线向量是GPS同步观测的直接结果，也是进行GPS网平差，获取最终点位的观测值。GPS网平差就是从解算出的基线向量中挑选独立基线构成闭合图形，以三维基线向量及其相应的方差

7、-协方差阵作为观测信息，进行GPS网的最小约束平差或无约束平差，求得GPS网点在WGS-84坐标系下的三维平差坐标。GPS基线向量网的平差，除了可以解求出待定点的坐标以外，还可以发现和剔除GPS基线向量观测值和地面观测中的粗差，消除由于各种类型的误差而引起的矛盾，并评定观测成果的精度。3实例及精度统计本实例测区位于向家坝水库库区，测区为高山峡谷地带，山势陡峻，河谷深切，高差较大，单一的GPS可见卫星数目少。本文从内业处理软件TrimbleBusinessCenter中“时段编辑器”随机选取一条基线比较单双星系统跟踪卫星如下图1。本

8、实例数据选取2012年底向家坝水库库区D级控制测量中某一天观测数据。采用6台TrimbleGNSSR8接收机同步环边连接静态相对定位观测，一天中共观测7个时段，观测30点，共形成214个三边闭合环。外业观测按照GB/T18314-2009《全球定位