应用Bernese 5.0软件进行精密单点定位计算*

2011-04-26 06:36:58贺,付
全球定位系统 2011年2期
关键词:历元单点高精度

邰 贺,付 妍

(沈阳市勘察测绘研究院,辽宁沈阳110004)

0 引 言

传统定位模式下用户想要完成诸如像控点测量等工作,均需要布设静态控制网,费时费力,不但成本高昂,而且大大增加工期。精密单点定位(PPP)技术是目前国际上高精度研究的热点技术,采用该模式,用户只需要在预选控制点位上观测一段时间,就可以得到高精度的坐标信息,从而避免了布设常规静态控制网的工作。Bernese软件是目前广泛使用的高精度GNSS科研型定位解算软件[1],能够提供源代码,并为可视化界面操作。其内部提供非差解算(PPP)模块,可以实现高精度精密单点定位解算。

1 软件操作流程

流程大致分为数据准备、解算准备、数据解算和成果评定共4个部分:

1)数据准备阶段主要是准备相关的外部文件,包括电离层文件、极点文件、码偏差表文件、精密星历文件、精密钟差文件、原始数据文件、板块运动文件、站点信息文件、参考坐标文件、速度场文件、潮汐文件等。其中大部分文件可以通过Berne的匿名FTP下载获得。

2)解算准备主要是一些设置部分。因为Bernese 5.0软件在解算中顾及各种误差,比如对流层延迟误差、卫星轨道误差、地球固体潮等,所以需要在相关的设置文件中进行设置。一些误差可以通过模型进行估计,另外一些可以通过差分消除。

3)数据解算主要是进行包括差分解算以及PPP解算等。因为GPS定位主要是要求出地面上的待求点的位置,一般情况下都是基于某一个框架以及某一个时间点上的。目前经常使用的框架包括IT RF97、ITRF00、ITRF05等[2],常用的历元包括2000.0、瞬时历元等。计算时需要根据需要选择合适的坐标框架和历元,从而基于该框架和历元下的点位坐标。

4)成果评定部分主要是看生成的报表。一般情况下主要查看结算残差文件、定位摘要文件等,查看解算指标是否超限,分析原因等。

目前Bernese软件提供了高效率的处理引擎BPE,只需要设置好选项,就可以进行各种解算的批处理工作,非常方便,在实际解算中经常采用这种方式。

2 BPE架构

BPE的部分采用Perl编写的,是一个独立的模块,采用了C/S结构,有交互式和非交互式两种模式可以选择[4]。目前在实际使用中主要采用交互式方式,这样便于实时分析。

BPE的实现主要依靠 4个 PCF控制文件:PPP.PCF、RNX2SNX.PCF、CLK.PCF以及BASTST.PCF[3]。在这些控制文件中,定义了某种解算方式需要调用的各种命令和脚本的顺序,具体的含义如下:

PPP.PCF:主要是估计各个点位的坐标以及估计各种参数,如对流层误差以及接收机钟误差等(估计的间隔可以在控制文件中设定)。

RNX2SNX.PCF:根据原始观测值(已经转换成RINEX标准格式)估计测站的坐标以及各种解算参数,同时形成法方程,进而可以求出测站的点位速度场等参数,同时将解算的结果以SINEX的标准格式输出。

CLK.PCF:根据网内的原始观测值和星历文件,计算接收机钟差和卫星钟差,并且单独的生成一个文件,格式是Rinex格式,同时还可以对原始观测文件进行一些处理,比如存在较大观测盲段的计算会被自动放弃,以及出现残差的时候也同样自动放弃等等。

BASTST.PCF:差分模式下的基线解算,所使用的信息可以由以上的3个PCF控制文件所生成的文件组成,处理结果包括报表等。BPE处理的流程图如图1所示:

图1 BPE引擎处理流程图

3 解算实例

我们采用Bernese 5.0软件计算了沈阳市勘察测绘研究院所建立的CORS基准站的观测数据,时段长为24小时,采样率为30 s.采用其中一个站点(位于全网重心位置)作为已知站点,其余6个站点作为未知站点,利用PPP解算6个未知站点的地心坐标,与差分模式解算出的6个未知站点的地心坐标进行对比,并计算出平均定位误差,计算结果如表1所示:

表1 PPP模式与差分模式定位结果差异表

从以上数据可以看出,采用Bernese软件的PPP解算模式,其解算结果与差分模式的解算结果的差异在几个厘米,完全可以满足高精度定位的需求。

4 结 论

Bernese 5.0由于其既能进行精密单点定位的解算又能进行差分解算,同时具备速度快精度高等优点,在国内外诸多项目中得到了广泛的应用。在目前建立区域CORS网费用高昂的情况下,很多单位都选择建立单基准站的方式,由于不能获取精确的地心坐标,通常都采用单点定位坐标作为基准,如果将该网合并入整个区域的参考站网络[5],在重新全网解算成本高昂、不便于短时间内完成的前提下,会出现结果不匹配的情况。采用Bernese 5.0软件的精密单点定位模式,就可以在不联测IGS站点的情况下,获得高精度的指定框架和历元下的坐标,是目前各个城市单基准站合并入CORS网简便快捷的方式,具有很大的实际应用意义。

[1] 过静珺,王 丽,张 鹏.国内外连续运行基准站网新进展和应用展望[J].全球定位系统,2008,33(1):1-10.

[2] 李征航,黄劲松,GPS测量与数据处理[M].武汉,武汉大学出版社,2005.

[3] 周 利,匡翠林.Bernese高精度GPS数据处理软件介绍及其应用实例[J].测绘与空间地理信息,2007,30(5):110-113.

[4] 孟 黎,徐 杰,任 超.Bernese GPS 4.2版本数据处理软件的使用以及常见错误分析[J].全球定位系统,2007,32(3):42-46.

[5] 刘经南,刘 晖.建立我国卫星定位连续运行参考站网的若干思考[J].武汉大学学报.信息科学版,2003(S1):27-31.

猜你喜欢
历元单点高精度
历元间载波相位差分的GPS/BDS精密单点测速算法
超薄异型坯连铸机非平衡单点浇铸实践与分析
山东冶金(2019年5期)2019-11-16 09:09:10
高抗扰高精度无人机着舰纵向飞行控制
Recent advances of TCM treatment of childhood atopic dermatitis
数字电视地面传输用单频网与单点发射的效果比较
船载高精度星敏感器安装角的标定
基于高精度测角的多面阵航测相机几何拼接
Clinical observation of Huatan Huoxue Formula in treating coronary heart disease with hyperlipidemia
Mechanism of sex hormone level in biological clock disorder induced acne and analysis of TCM Pathogenesis
16吨单点悬挂平衡轴的优化设计