基于Gamit数据解算的CORS站点稳定性监测研究

张旭东，蔡元波，韩红超

（宁波市测绘设计研究院，浙江宁波 315041）

基于Gamit数据解算的CORS站点稳定性监测研究

张旭东，蔡元波，韩红超

（宁波市测绘设计研究院，浙江宁波 315041）

CORS系统一般由多个连续运行参考站建立，它维护着区域控制测量框架和基准，因此对参考站本身的稳定性分析十分重要。由于CORS系统的参考站间距多在40 km以上，常规的GPS数据处理软件难以解算相关数据。以宁波市CORS站点为例研究利用Gam it软件进行CORS站点的稳定性监测。

GAM IT；CORS站；稳定性；监测

随着网络RTK技术的日益成熟，似大地水准面精化精度的日益提高，连续运行参考站系统（CORS）的应用范围也日益扩大，越来越多的城市建立了自己的市域CORS系统，越来越多的地区和省份开始建立区域CORS系统。CORS系统建立并维护着区域的控制测量基准、参考站，特别是特定地质条件区域的参考站，受板块运动或地面沉降的影响，本身的稳定性分析就显得尤为重要，也是遴选城市参考站点组建省域CORS系统的必要步骤。

1 NBCORS及其稳定性监测方案

宁波市地处长江三角洲东南角，南部属浙东丘陵区，北部属杭州湾南岸的宁绍平原，宁波市区位于宁绍平原水网地带，区域地势平坦，水网密布，海拔一般在3m左右，主要为第四纪形成的滨海相沉积环境，地面沉降较快。宁波市连续运行卫星定位服务系统（NBCORS），建于2009年，系统建有8个连续运行参考站点，并将 6个周边城市参考站点并入网中。由于宁波大部分地区基岩埋深较大，部分参考站未能建设基岩观测墩，而是采用了土层观测墩或屋顶观测墩。因而，NBCORS的参考站点除受板块运动的影响之外，还受到观测墩自身沉降和地面沉降的综合影响，其中，后两者为主要的影响因素。

NBCORS的参考站平均站间距约为45 km，观测墩的埋设方式不统一，常规的监测手段受场地的限制，基准点的选择比较困难，而且难以建立统一的基准，不利于比较参考站之间的相对位置变化情况；参考站有长期连续观测的GPS数据，通过分时段数据解算可以获取各参考站不同时间段的三维坐标，即可实现参考站的稳定性监测。

NBCORS全网站间基线长度在20 km-223 km之间，相邻站点间的平均间距约为45 km。监测方案如下：

1）数据选择：选用全部站点每月的1～5日观测数据，数据采样率 30 s，以每天为一个时段，时段长24 h，重复设站数为5；

2）解算软件：由于基线长度和观测时段长均超出了一般随机软件的处理能力，在数据处理上使用Gamit软件；

3）星历选择：IGS精密星历；

4）平差：采用武汉大学研制的CosaGPS软件对5天的解算数据进行平差。

2 Gamit软件及数据处理

2.1 GAM IT软件简介

GAM IT/GLOBK由美国麻省理工学院 (M IT)和斯克里普斯海洋研究所 (SIO)联合开发,并得到美国哈佛大学和美国国家科学基金会的支持，是一套高精度数据处理软件,主要用于分析研究地壳变形、高精度GPS测量数据处理等领域。GAM IT软件处理双差观测量，采用最小二乘算法进行参数估计，可以完全消除卫星钟差和接收机钟差的影响，同时也可以明显减弱诸如轨道误差、大气折射误差等系统性误差的影响，长基线的解算精度可以达到10-7～10-9。

2.2 GAM IT数据处理

1)数据准备与整理。数据准备包括观测数据下载、精密星历和广播星历下载，Gam it最新表文件下载。其中luntab、soltab、nutabl按年存放，pole、ut1、pmu每周都有更新。需要注意的是：测站观测文件名中的字母必须为小写，由于Gam it10.35在IGS文件夹下的表文件链接指向的是Gam it安装目录下的tables文件夹下对应的表文件，因而，下载的最新表文件必须在安装目录下的tables文件夹下存在，否则在执行sh_gamit批处理命令时将出现错误。

在工作目录下新建rinex、igs、brdc文件夹，分别存放观测数据、精密星历和广播星历文件，再将Gamit安装目录下的tables文件夹复制到工作目录下。

由于NBCORS稳定性监测方案未引入IGS跟踪站点，NBCORS的参考站数据为RINEX格式且头文件皆正确，本方案在数据处理时直接用 sh_upd_stnfo来从rinex头文件中提取测站信息，生成station.info。

从rinex头文件中手动提取各测站的三维空间直角坐标，并按相应的格式写入lfile.apr文件。

2）控制文件设置与数据处理。Sestbl文件中设置Choiceof Observable=LC_HELP；Choiceof Experiment =RELAX.；Number Zen=13；

Sittble文件中将各参考站的坐标约束值设置为0.03,0.03,0.03；

Autcln.cmd文件采用默认设置。

在当前工作目录下写一个批处理文件p，其内容如图1所示。

图1 批处理文件

在工作目录下运行csh p，即可进行自动处理。

数据处理完成后，检查q文件中的nrms值是否在合理值0.25左右。

图2 q文件中的处理总结

对于部分基线解算精度较低的时段，查看 autcln.post.sum文件，查看问题测站或卫星，有针对性地在autcln.cmd文件中编辑测站和卫星，再次进行该时段的数据处理直至精度达到要求。

3 稳定性分析

在处理完全部数据之后，将每月前 5天的数据进行单点起算的三维无约束平差，为便于比较，起算点选择为埋设在基岩上的余姚参考站。将每月初的平差坐标与CORS站的原始坐标进行比较，并将变化值绘制成变化曲线。

限于篇幅，本文仅分析其中 2个典型的参考站的监测结果。NIBO站的监测结果如表1和图3所示。

表1 NIBO站坐标变化量分析表/mm

图3 NIBO站坐标变化曲线图

从表1和图3可以看出，监测结果在平面坐标上的精度较高，为sqrt(0.82+1.12)≈1.4 mm，大地高上的精度略低，为3.5 mm，宁波站三维坐标月均变化量为0.0,0.2和0.0，表明宁波较为稳定。

表2 YIZH站坐标变化量分析表/mm

图4 YIZH站坐标变化曲线图

从图4和表2可以看出，YIZH站有较为明显的下沉现象，月均沉降值为4.4mm，而且平面坐标方向上存在细微的偏移，月变化率分别为-1.2和-0.3。表2中北坐标与原坐标差值的精度达到4mm，明显比表1中的相应精度要低，但坐标分量月变化量的精度分别为1.0mm和1.5mm，与表1中相应精度相当，验证了监测的精度和可靠性。

4 结 语

运用Gamit软件对CORS站的GPS观测数据进行分段解算和平差，可以得到平面精度优于2mm，大地高优于 4 mm的分段时间内的三维坐标，可以实现对CORS站的稳定性监测，监测对参考站的平面位置变动敏感度较高，通过取多区段大地高变化量的平均值，可以弥补在大地高上精度略低的问题，从而准确反应参照站的大地高的变化趋势。

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Research of CORSStation Stability Monitor Based on Gam it

by ZHANG Xudong

CORShas founded and beenmaintaining the regional control survey frame and benchmark with multi-station,whose stability are very important to the system.Because of the distances between stations are larger than 40km,common GPS data processing software can not process the data with high precision.Taking Ningbo CORS as example,this paper studied on monitoring the CORS stations' stability with Gamit data processing.

GAM IT,CORS station,stability，monitoring （Page:38）

P228.42

B

1672-4623(2011)02-0038-02

2011-01-17

张旭东，工程师，主要从事GPS和CORS技术的研究和应用。