基于城市CORS的快速单点定位增强服务与应用

智慧城市建设中CORS位置服务的海量、隐私及高可靠性成为重要发展趋势。本文介绍了基于PPP-RTK技术体系的城市CORS增强定位服务,推导了城市CORS增强精密单点定位的公式,给出了城市CORS增强定位参数的可估形式及其在用户端的适用方法。结合广州CORS实时数据,验证了PPP-RTK服务的有效性。试验表明PPP-RTK用户端平面首历元即可收敛到厘米级,高程7个历元左右可收敛到厘米级,并且PPP-RTK增强定位参数SSR2OSR与短基线RTK性能大体相当,可支撑海量用户的监测需求。车载试验全程保持优于0.5 m车道级的三维精度,表明PPP-RTK定位能够满足多元化高可靠性定位。

河南地矿CORS省域地面沉降监测与机理分析

为了进一步研究省域尺度范围地面沉降,分析河南地矿CORS省域地面沉降的监测方法与其形成机理:针对河南省地面沉降分布特征,采用河南省地质信息连续采集运行系统(HNGICS)的62个基准站数据,时间序列为2012—2019年,获得国际地球参考框架下无净旋转条件的河南省三维速度场;然后分解三维速度场获得河南垂直速度场,发现河南省地面沉降呈现“西稳东沉”的现象,开封附近出现沉降漏斗;最后将河南省地质图、河南省耕地面积占比、河南省年均降雨量与沉降等值线对比分析。结果表明:不同地质条件下,河南省地面沉降分布于豫东地区的第四系冲积层,而相同地质条件下,耕地占比和区域年均降雨量是地表差异性沉降的主要原因,如豫东地区耕地约占总面积的70%,地下水用于农业灌溉是豫东平原出现沉降漏斗的主要原因。

天线整流罩对GNSS观测值与定位精度影响研究

当前大部分城市为保护卫星连续运行参考站(CORS)系统基准站天线安装了整流罩,但天线整流罩对观测值以及基准站坐标影响的研究仍显不足。为解决基于广州CORS(GZCORS)的网络RTK高程测量存在较大偏差的问题,基于2016—2021年观测站数据,以及拆除基准站天线罩前后的观测数据质量与定位效果相关分析,对天线整流罩对GNSS观测值与高程定位精度的影响进行了深入探究,并分别进行了静态仿动态和城市车载动态定位测试验证。研究结果显示,天线整流罩在一定程度上会增加原始观测值的多路径效应影响,降低约10%的数据可用率,并对基准站高程定位结果产生1~14 cm的系统性偏差,进而影响用户RTK高程定位效果。定位结果显示,拆除基准站天线罩后,基于GZCORS的RTK水平定位均方根误差(RMS)为1 cm左右,高程定位精度RMS为2 cm左右;城市场景下车辆动态定位精度RMS为15~20 cm,满足车道级定位性能。

多源遥感影像融合处理提取格拉丹东雪山区域特征信息

2022年7月中国地质大学(武汉)冰川勘测组与登山组,在格拉丹东雪山开展了“第二次大学生长江源科考”工作。为详细分析该区域冰川时空特征信息,以此次科研数据为支撑,结合光学遥感影像解译、InSAR形变信息提取、激光雷达测高及高精度大地测量,进行了多源遥感影像融合处理研究。针对格拉丹东雪山及典型冰川,采用高分卫星GF1、GF6、GF7、ZY3与Landsat7遥感影像,利用空三加密、频域影像互相关匹配、波段比值法及目视解译,提取区域DOM、冰川面积及条数分布;利用Sentinel-1A、ICESat-2影像,以SAR影像空间域互相关偏移量追踪方法为支撑,分别提取冰川表面流速及高程变化;利用青海省域北斗CORS站点,采用Gamit/Globk双差无电离层组合模型、卫星星站差分(real-time extended,简称RTX)及RTK(real-time kinematic)方法,计算所有控制点三维空间坐标及高程异常值。结果表明:格拉丹东雪山共发育冰川512条,年均增长率为3.12%,面积1111.96 km^(2),年均退缩速率为0.63%;姜根(古)迪如冰川日均最大流速为0.25 cm/d,年均最大流速为91.25 cm/a,其南支最大退缩值、堆积值及年变化速率分别为-74.63 m、38.44 m、-5.29~3.09 m/a,北支最大退缩值、堆积值和年变化速率-39.17 m、35.74 m、-3.02~2.85 m/a;所有控制点中误差及区域似大地水准面精化模型精度均达到了mm级。研究成果可以为后续在该地区开展相关冰川研究工作提供数据支撑。

基于区块链的北斗卫星导航定位基准站资源共享交换体系方案研究

针对目前北斗卫星导航定位基准站资源共享交换的机制不完善、系统不成熟的现状,提出了一种基于区块链的北斗卫星导航定位基准站资源共享交换体系方案,以“机制+系统”为核心,研究了用于基准站资源共享交换的数据共享交换协议、安全监管细则和费用结算细则等机制,利用区块链技术设计了一套基准站资源共享交换系统,旨在打破各基准站间的信息壁垒,保障测绘地理信息安全,推动跨区域、跨领域的基准站资源统筹整合,对全国/区域基准站资源的共享交换和统一规范管理具有很好的参考意义。

基于北斗高精度定位的铁路巡检技术应用

铁路巡检工作是铁路安全运营工作的重中之重,但是铁路站场内复杂的环境使得常规的卫星导航定位性能大大降低,无法满足巡检工作和数据运营的要求.本文分析了铁路股道形成的轨道峡谷模式下定位场景的特点,分别对使用北斗导航定位实时动态(real-time kinematic,RTK)、连续运行参考站(continuously operating reference stations, CORS)、星基增强系统(satellite-based augmentation system, SBAS)等高精度增强模式进行了分析、实测及精度统计,最后使用了集成多种定位模式的手持北斗高精度定位终端,接入千寻CORS数据,在成都公兴站股道上进行了实地使用与巡检模拟测试.分析结果表明:定位精度有较大提高,高精度定位结果可以满足铁路巡检要求,为下一步开发智能巡检管理系统提供了有益的参考.

北京市基准站北斗三号卫星数据质量评估

为分析北斗三号卫星导航系统(BDS-3)各频点数据在北京范围内的数据质量差异,本文使用自研全球卫星导航系统(GNSS)数据质量分析软件,从周跳比、信噪比、数据完整率、多路径效应等指标对测站进行了统计分析,对北京连续运行参考站系统(CORS)多个测站的BDS-3各频点观测数据进行质量评估。实验结果表明:BDS-3各频点均具有良好的一致性,各频点数据完整率大致相当,新增的B2a信号信噪比明显高于B1C信号,北京地区倾斜地球同步轨道(IGSO)卫星数据完整率和多路径等指标质量优于中圆地球轨道(MEO)卫星等。

BDS对天津不同强度降雨的响应研究

为了进一步提升全球卫星导航系统(GNSS)探测大气水汽信息进行短临极端天气预警预报的精度,进行北斗卫星导航系统(BDS)对天津不同强度降雨的响应研究:选取天津市多个连续运行参考站(CORS),基于天津市2023年8月1日至23日发生的多次降雨,使用北斗卫星导航系统(BDS)数据反演大气可降水量(PWV);并研究其对不同强度降雨的响应机制。结果表明,以第五代大气再分析数据集(ERA5)探测的PWV作为参考值,BDS PWV的标准差(STD)和均方根(RMS)误差均小于2.86 mm,其精度与全球定位系统(GPS)反演的PWV相当;不同强度降雨发生前,PWV均快速陡增且其增量与降雨强度呈正相关;利用PWV的持续增加时间阈值10 h与其增量阈值20 mm,可对天津市不同强度降雨实现有效预测,对强降水尤其极端强降水事件的预警具有重要意义。

RTK在全国林草生态综合监测森林样地调查中的应用

RTK定位技术是目前使用最为广泛的高精度定位技术,应用RTK技术,通过硬件主机、手薄、平板电脑、测量软件、CORS通信技术与全国林草生态综合监测外业采集系统有机结合,能相互补短,快速精准测量定位样地和样木。文中阐述RTK系统组成、测量定位基本原理、工作模式及其与林草生态综合监测APP的关联应用,包括CORS账号的应用、Hi Survey软件的应用、RTK连接平板电脑后对样地和样本的定位。该技术提高了定位精度,使森林样地监测信息更加精准可靠。

惠州市国产北斗化平台实时定位精度测试分析

惠州市连续运行卫星定位服务系统(HZCORS)在2022年完成了国产北斗化升级改造工作,实现了基准站接收机全面支持北斗三号卫星导航系统即北斗三号(BDS-3)数据,且新的国产北斗化平台(简称“新平台”)具备支持北斗三号数据兼容其他卫星系统数据的处理能力,并支持实时播发1985国家高程(简称“85高”)。作为惠州市现代测绘基准体系的重要支撑,新平台投入使用前的测试显得尤为重要。测试结果表明:①新平台平面和高程的实时定位精度较以往有所提高。②新平台分别使用惠州市似大地水准面模型和广东省似大地水准面模型采集得到的高程成果,契合度均较好。③新平台的平均时间可用性为96.48%,优于规范指标的95%。

铁路带状CORS的VRS内插模型研究

针对铁路带状CORS系统存在的网外收敛速度慢、定位精度低的问题,本文对3种VRS的大气延迟内插模型,即最小二乘配置模型、距离相关内插模型和线性内插模型进行了误差仿真分析。真结果显示,在带状网型中,LSC模型的抗差性能最佳,其次为DIM模型,LIM模型则表现最差。然后基于某高速铁路CORS网络的GNSS观测数据,3种模型进行了实证测试,结果与仿真相吻合。具体为,LSC/DIM/LIM模型的定位精度在水平方向约为3.0、5.3、14.1 cm,高程为3.5、6.8、43.1 cm。LSC模型最适用于带状网络VRS定位。此外,本研究可为铁路CORS系统的精化提供参考。

复杂山区输电线路终勘定位高效方法

输电线路终勘定位包括塔位中心放样及测量、塔基地形图测绘等工作,现阶段基本采用架站RTK或省CORS RTK方法进行测绘。线路途经通信网络信号差、交通不便、地形起伏大、植被分布不均的复杂山区时,常受架设参考站及网络信号不均匀分布的影响,给终勘定位工作带来诸多不便,增加劳动强度,降低工作效率。为解决以上问题,本文研究采用网络CORS RTK与无人机载LiDAR相结合的方法进行终勘定位工作。实践表明,所采用方法可显著提高工作效率,降低劳动强度,减少天气的影响,保证终勘定位精度,对终勘定位工作具有一定的实用价值和参考意义。

厦门市台风事件CORS站网数据水汽反演及分析

针对厦门市3次台风事件,利用厦门市连续运行参考站(CORS)的GNSS观测数据,使用PANDA软件进行解算,反演出大气可降水量(PWV),将获取的ERA5再分析数据与反演出的PWV数据进行对比分析,在此基础上分析厦门市受台风影响期间GNSS-PWV变化特征与实际降雨量的关系.结果表明:PWV与ERA5数据具有较好的一致性;GNSS反演PWV具有较高的精度;GNSS-PWV能够较好地反映台风期间水汽的时空动态变化过程,其与降水量之间呈现出明显的相关性.

卫星定位工程中检核方法的运用

在卫星定位工程中,《全球定位系统(GPS)测量规范》《卫星导航定位基准站网络实时动态测量(RTK)规范》对作业过程的各环节都有严格规定。贯穿始终的各种检核有效保证了定位成果的可靠性。但是,在动态、静态定位作业中,有些错误仍然不能被发现,还要进行一些必要的检核,才能确保成果的正确性。而这些必要的检核往往被技术人员所忽视。本文结合卫星定位的实施过程,简述了作业环节中相应的检核手段,并对一些关键环节的检核方法提出了建议。

同时存在中长基线和短基线的GNSS控制网精度评定问题研究

基于CORS的工程控制网同时存在中长基线和短基线,直接采用国产的商业数据处理软件进行数据处理和精度评定时,凡是涉及中长基线的,精度评定的限差过大,同时缺少相邻点基线分量中误差的水平分量和垂直分量的精度评定。本文通过实际工程应用,拆解规范中各项指标要求,运用公式和算例分析,探讨同时存在中长基线和短基线的控制网的评定精度方法,为基于CORS的工程控制网的推广应用提供技术依据。

基于网络CORS的架空电力线路弧垂远程检测设计与应用

架空电力线路作为主要的输电线路,数据检测多受到野外环境、气象条件等因素的干扰。基于此,研究借助弧垂检测算法和倾角传感器计算档间弧垂,并以CORS系统实现对问题电力线路的定位检测。该系统能使电压补偿的偏移误差最小值达到-0.1,灵敏度系数补偿最大值趋近于0.1,整体性能较为稳定。且其数据定位精度变化值最大超过了80%,与实际理论值的距离相对误差也在0.06%以下。基于CORS系统的架空电力线路设计能对问题线路和弧垂数据进行定位和动态监测,极大提高了电力监测的精度,降低了人工成本并减少了数据失真,能保证输电线路的安全作业。

地形测量中GPS-RTK测量CORS模式结合电台模式的运用研究

分析了CORS模式与电台模式的优缺点,并结合两者联合运用的测绘实例,评价两者联合运用的价值。研究结果表明,CORS模式与电台模式结合使用能够提升地形车辆的效率与准确率,针对复杂地形展开有效的地形测量。

城市CORS网基站稳定性分析

连续运行卫星定位导航服务系统(continuous operational reference system,CORS)基准站网作为一座城市地理空间框架的基础硬件设施,为城市规划、市政建设提供实时准确的坐标定位服务与精确的授时服务,这其中保证CORS网系统自身的稳定性是正常运行的基础。以作者所在地城市CORS基准站网为例,通过收集CORS网基站数据、周边IGS站数据,计算与分析CORS网中各基站的稳定性,为后续建设城市CGCS2000坐标系提供基准。

海南岛CORS站坐标时间序列特征分析

通过GAMIT/GLOBK解算出海南岛CORS站坐标时间序列,分析海南岛CORS站坐标时间序列的噪声特性。根据最优噪声模型,N分量的最优噪声模型呈现多样性特征,E、U分量表现出一致性。分析有色噪声对于噪声量级的影响,仅考虑白噪声会高估其估值精度,须同时考虑白噪声与有色噪声。海南岛CORS站在水平方向都有向SEE向运动的趋势,与华南板块的运动方向一致。沿海测站的坐标时间序列所含的白噪声与闪烁噪声量级比岛内测站大,我国上空电离层的变化对闪烁噪声的影响较大,闪烁噪声量级明显大于白噪声,海南岛CORS站的闪烁噪声量级大于大陆沿海测站。

基于“北斗+”的千寻星基增强技术在甘肃省级基础测绘中的应用分析

由于GSCORS(甘肃卫星连续运行参考站系统)在没有移动通信讯号的地方无法使用,本文在介绍千寻星基增强技术的基础上,验证了该技术在荒漠戈壁、无人区等无移动信号区域的实际测量精度。实践表明,千寻星基增强测量技术能够满足省级基础测绘1∶10000地形图外业测量要求,具备和千寻CORS、GSCORS一致的测量精度。该技术具备广域、快速、高精度的优点,可较大程度提高用户的作业效率,具有显著的经济效益和推广价值。