强化学习A3C算法应用于电梯调度中的价值分析

黄刚 郭贝

[摘    要]分析校内单基准站的数据质量，可以检测校内基准站运行性能。利用TEQC及RTKLIB软件对学院CORS站观测数据进行处理分析，根据观测数据有效利用率、信噪比、多路径效应影响等指标评定数据质量，为今后基准站建设位置选址提供依据。

[关键词]TEQC;RTKLIB;数据质量评估;单基站

[中图分类号]P228.4 [文献标志码]A [文章编号]2095–6487（2022）04–00–03

Analysis of Single Base Station CORS Data Quality based on TEQC and RTKLIB Software

Hu Jin-yu，Wu Lu-lu

[Abstract]By analyzing the data quality of a single base station in the school， the operation performance of the base station in the school can be detected. Use TEQC and RTKLIB software to process and analyze the observation data of CORS station in our school， and evaluate the data quality according to several indicators such as the effective utilization rate of observation data， signal-to-noise ratio， and multi-path effect， so as to provide a basis for future reference station construction location selection.

[Keywords]TEQC; RTKLIB; data quality assessment; single base station

随着我国自主研制北斗卫星导航系统（BDS）已经正式运行，使我国成为全球第3个成熟的卫星导航系统，目前全球导航定位系统主要有以下几大系统：①以美国主导的GPS导航定位系统;②俄罗斯主导的GLONASS导航定位系统;③欧盟正在研制的Galileo卫星导航系统，随着各个国家发射大量的卫星，在野外能够接受到的卫星数量也越来越多，为空间位置定位服务提供了提供了新的技术支持。地面连续运行参考站（continuously operating reference stations，CORS）作为获取数据的重要途径，对小区域范围内提供高精度坐标具有重要意义。GNSS接收机获取的数据质量对定位精度和成果可靠性提供了保障，数据的质量也与很多因素有关联，如仪器自身性能、卫星在轨的运动状态、外部环境条件等[1-2]。

张涛，秘金钟等基于Anubis软件进行重新编译，新增了BDS导航系统卫星信号的数据处理，实现了兼容四大卫星导航定位系统的数据质量检查[3-4]。褚建春等在CORS基站建设中，利用TEQC软件对接收的GNSS数据进行质量预处理，并对该数据评定和分析，为苏州市CORS站建设奠定了一定基础 [5]。吴丹，王利开发了与TEQC软件功能相近的软件QC，能为新一代RINEX格式的GNSS数据提供质量檢测，并对验证其软件的正确性[6]。余文坤等以VisualBasic.NET为基础，对TEQC软件进行封装，使其具有可视化操作性。

文章利用TEQC和RTKLIB软件对校内建设的基准站数据质量检查，并分析其数据精度，为今后在新校区基准站建设提供科学依据。

1 软件介绍

本实验将通过两款软件对数据进行分析：①利用TEQC对数据进行预处理，并对生成的文件QCVIEW32绘图;②利用RTKLIB直接分析数据质量并通过matlab绘制数据质量差异性。

2 GNSS数据质量检查方法及评价指标

观测数据质量的评价指标有：周跳、多路径效应、数据利用率、信噪比等。

2.1 数据利用率

数据利用率是指观测数据的实际能够使用到历元数与理论历元数之比，其定义为：

（1）

它在一定程度上能够反映观测数据的可用性与完好性，是作为评判数据质量很重要的一个指标。在数据出来过程中，当数据利用率较低时，会对点位的空间位置有较大的影响，通常要求连续运行参考站的观测数据利用率在85 %以上。

2.2 多路径误差

在GNSS测量过程中，如果测站周围的存在湖泊、高大建筑等反射物，可将GNSS信号反射后进入接收机天线，从而延长了传播路径，研究表明，多路径对L1载波相位观测量的影响最大可达5 cm。多路径效应也是GNSS测量中的主要误差源之一。

2.3 信噪比

信噪比指载波信号强度与噪声强度的比值，该项指标反映接收机质量、伪距及相位观测数据的质量，信噪比越大，信号受到的影响越小。根据研究表明，连续运行参考站中，L1载波的信噪比SN1>4，L2载波的信噪比SN>6。

2.4 周跳

当卫星信号被障碍物遮挡或者无线电干扰时，会发生短时间内失锁，导致载波相位观测值中的整周计数发生突变的，这种现象称为周跳。周跳探测的方法很多，有多项式拟合法、卡尔曼滤波法、小波分析法，TEQC采用电离层残差法探测和评定周跳，周跳比能够在一定程度上能够反映载波相位观测值的跳变情况，其值越大，说明该数据在观测时间段内出现的周跳越少，数据质量越好。一般情况下，周跳比大于1000，说明该组数据相对较好。E86016DB-1FC8-4E44-8A04-087AD115D804

2.5 电离层延迟及电离层延迟变化率

电离层是高度在60～1000 m的大气层。由于受到太阳辐射，该层被电离出大量的电子和正离子，当卫星发射的信号穿过电离层时，其传播速度将发生改变，从而导致传播路径延长，电离层的影响会随频率而变化，可通过在双频载波（L1和L2）线性组合消除或减弱电离层造成的影响。

以校内基站2020年6月7日和7月8日两天观测数据为例，利用TEQC及RTKLIB软件对数据进行预处理分析，其原理对伪距和载波（L1和L2）相位的线性组合方法，分别计算多路径效应、电离层的影响、以及周跳对于数据质量的影响。用到如下命令：

TEQC+qc–navtemp1580.20ntemp1580.20o，将会生成一个汇总文件及8个图形的文件。质量汇总文件分为两部分，分别是信息总结和长报告。信息总结给出了一个汇总（summary）列表;长报告涵盖了在数据出来中系统基本参数的设置和数据质量的具体分析。

3 算例分析

选取校内基准站2020年7月8日（大暴雨）和6月7日（雷阵雨）的两天的观测数据进行分析。原始数据观测时间为48 h;采样间隔为1 s;卫星截止高度角為10°，数据的预处理如下。

根据以上采集的数据，对RTKLIB软件数据预处理做如下策略，将采样间隔设置为5 s;卫星截止高度角设置为10°;时段为2020年6月7日和7月8日两天观测数据。通过图表可分析该两天数据质量，可见性、天空视图可看出能够接收到的卫星数量及观测时间长短，DOP值可判断GNSS定位精度，其值越大，误差也越大以及多路径效应对卫星信号的影响。

通过对CORS站2020年7月8日（大暴雨）和6月7日（雷阵雨）的数据进行对比，分析评定数据的精度。

从起止观测时间，数据的有效率，L1、L2多路径效应的影响，以及周跳信息等分析。发现2020年6月7日和7月8日两天观测数据有效率较为平稳，根据TEQC评价指标，6月7日的观测数据利用率为86 %，周跳比16 546，本文数据采集长度为1 d，采样间隔为5 s，共有17 280历元;7月8日的观测数据利用率为85 %，周跳比19 546。根据IGS数据质量检查精度要求，所建设的基准站其MP1平均值小于0.5，MP2平均值小于0.7（数值越小，说明其观测数据质量越精确）。以此作为参考值，查看数据质量报告，Moving average MP1=0.335 m，Moving average MP2= 0.582 m。笔者单位建设的基准站观测数据的多路径效应均小于指标值，说明该基准站能够适用于笔者单位的教学工作。

卫星L1、L2载波对应的多路径误差如图1所示。图1（a）、（b）表示2020年6月7日载波L1、L2对应的多路径误差MP1、MP2，图2（a）、（b）表示2020年7月8日L1、L2载波对应的多路径误差MP1、MP2。6月7日为晴转多云天气，7月8日为大暴雨。通过对L1、L2载波的多路径误差MP1、MP2数据精度分析发现，6月7日L1、L2载波的多路径误差整体相差不大在0.3 m的误差范围内，而7月8日L1、L2载波的多路径误差较之前数据要偏大一些，在±0.4 m的误差范围内。整体影响比较稳定。

这说明笔者学校的基准站的站址周边影响GNSS信号因素较少，整体来说，多路径效应干扰较小，能够满足校内CORS站建设需求。

4 结束语

通过对校园内单基站CORS两天的数据进行分析，在观测值有效率、该基准站在观测数据有效率、多路径误差等质量指标中，基本验证笔者单位建设的基准站符合规范的精度要求。但在7月8日下雨天，对于数据的质量会有一定影响，这考虑到由于该基准站建设有了一定年限（只能接收双星卫星信号）。随着多卫星导航系统，特别是我国北斗卫星导航系统的已经全面开始应用，文章研究结果对将来新校区基准站的应用和探索具有指导意义。

参考文献

[1] 王利党， 熊登亮， 李迎，等. 基于Anubis的多星多频GNSS数据质量检查与可视化分析[J]. 昆明冶金高等专科学校学报， 2019， 35（4）：10.

[2] 高奋生， 刘颖， 贾凉，等. 南京CORS数据质量评估方法研究[J]. 地理空间信息， 2021， 19（6）：5.

[3] 张涛， 秘金钟， 谷守周. Anubis的GNSS数据质量检核可视化表达与分析[J]. 测绘科学， 2017， 42（12）：9.

[4] 吴丹， 王利， 张勤，等. GNSS数据质量评估软件的实现及验证分析[J]. 测绘科学技术学报， 2015， 32（4）：344-348.

[5] 褚建春， 周醉. TEQC软件在SZGNSS-CORS参考站勘选中的应用[J]. 现代测绘， 2014， 37（1）：34-35.

[6] 陈佳清. 利用TEQC及RTKLIB软件分析GPS数据质量[J]. 导航定位学报， 2016（1）：5.E86016DB-1FC8-4E44-8A04-087AD115D804