利用GAMIT 进行XMCORS 坐标稳定性验算

欧阳欣

（厦门市测绘与基础地理信息中心 福建厦门 361012）

1 引言

XMCORS 网自2010 年底开通以来，已运行了9年。2012 年通过城市首级控制网改造项目，联测了周边JXJA、FJWY、XIAM 等连续运行参考站，获得了精确的2000 坐标（ITRF97 框架、2000.00 历元），建立了2000 坐标与地方坐标的转换关系；通过精化似大地水准面，使RTK 作业能实时得到厘米级正常高[1]。

厦门市域范围较小，与邻市县交界处多为丘陵地带，故参考站选点时周边宽，市区密，其站点分布如图1 所示。参考站作为城市坐标的起算依据，其点位是否稳定，运行过程中是否发生了位移，直接关系到测量成果的可靠性[2]。本文收集到厦门市7 个参考站5 年的观测数据，通过GAMIT 软件解算各个时期的基线，用GLOBK 将各个时期的基线解统一约束到97 框架、2000 历元，将其平差值与已知数据比较，统计坐标较差和均方根误差RMS，验算站点之间相对稳定性[3－4]。

图1 XMCORS 站点分布

由于XMTA 站为2013 年初新增，且近期天线处于维修状态缺少数据，故只计算了该站点坐标，未参与重复性统计。

2 数据处理

通过收集存储在服务器上的历年观测数据，经统一命名、数据抽样为30s 历元，下载相应年积日的精密星历，更新GAMIT 的相应表文件等前期准备工作后，就可以进入基线解算阶段了。数据处理流程如图2 所示。

图2 数据处理流程

2.1 数据收集

本次抽取了2011 年至2017 年观测数据质量较好的时段，以形成各站点的时间序列，日期、站点数如表1 所示。

表1 历年站点数据

2.2 数据整理

用TEQC 将各期的rinex 数据统一为30 秒采样率，2880 历元。文件名为sitedoy0.yyo，即：测站名年积日时段号.年o 格式。

2.3 表文件准备

GAMIT 软件需要准备和更新的几个重要表文件：

station.info：特别注意各站点使用的天线类型。

process.defaults：设置先验坐标文件为本地的cors.apr sites.defaults ：将6 个站点都设置为平差固定点。

sittbl.各站均给予水平方向0.05m，高程0.1m 约束。

sestbl.采用消除电离层后的组合观测值。

其他一些表文件需更新到最近的时间以保证覆盖处理的时段。精密星历.sp3、广播星历brdc 文件将在处理过程中自动下载。

2.4 基线解算

数据处理采用GAMIT 10.60 版本。以GPS Day（年积日）为单位，进行基线解算，得到10 个时段152 条基线。同步环Nrms 统计情况如表2 所示：

表2 同步环nrms 统计

由表2 可知，XMCORS 站网的Nrms 值在0.21周左右，说明基线解算时周跳基本剔除干净。

2.5 基线重复性统计

XMCORS 站为多时段观测，基线重复性按下式计算[5]：

其中，n 为同一基线的观测时段总数；Li为一个时段基线分量或边长；σ2Li为i 时段相应的分量的方差；Lm为各时段的加权平均值。

进一步以各条基线重复性为观测值，用线性拟合求出重复性的常数部分和与边长成比例的部分：

采用自编程序，计算全部7 个站点21 条基线结果如表3 所示：

表3 各分量拟合系数

由于基线较短，各分量重复性随长度变化不明显，N/E 方向甚至反方向变化。U 分量随高差变化相对明显，从一方面反映GPS 基线平面精度大于高程。

3 GPS 网平差

利用各站2000 国家大地坐标，约束所有6 个站，经GLOBK 平差，统计各期Wrms 值,结果如表4所示：

表4 单日CORS 站空间坐标精度统计

由表4 可知，单日解CORS 站均方根误差平均值为：东西分量E 1.17mm，南北分量N 2.07mm，高程分量U 2.62mm，各期与已知坐标符合很好。

4 XMCORS 网站点稳定性分析

在进行XMCORS 网站点稳定性分析时，主要利用各站点5 年的单日解坐标解算成果，形成时间序列，根据时间序列特性进行分析评价。各站点每年的平均RMS 已在表4 中给出，限于篇幅，图3 只列出偏差最大的一个站点（XMZC）时间序列图，该站在2012 年第310 天更换了天线，更换天线后高程方向与原坐标差异更小。

图3 XMZC 站时间序列

由表4 及图3 可知，XMCORS 网整体变化不大，各站相对稳定。

5 结束语

GAMIT 软件虽然操作比较繁琐，在解算过程中容易出错，但由于各参考站能形成质量较高、标准规范的单天观测数据，测站信息稳定且具有高精度的先验坐标，较容易实现批处理。在实际处理过程中发现一些问题：

（1）必须清楚各站点的天线类型。如天宝的Choke-ring 系列，外观相似，但不同的型号相位中心改正不一样，解算结果差异很大。

（2）2011 年1 月7 日前的数据解算结果不理想，基线间高程方向中误差达到2cm，平差后XMDM站高程差8cm，一直未找到原因。

（3）若处理5 年间全部观测数据，形成密集的时间序列图，则各站点的NEU 方向季节性变化将更直观。