基于铁路带状北斗CORS的网络RTK测量精度分析

为研究和拓展北斗导航系统在铁路工程测量中的应用,利用BDS系统技术优势解决山区铁路测量定位难题。基于某山区铁路建立带状北斗连续运行参考站系统(以下简称“北斗CORS系统”)和高精度位置服务云平台。采用国产多星多频测量型接收机进行控制点数据采集工作,分别对比基于北斗CORS系统的单BDS、单GPS以及GNSS混合星历网络RTK观测数据以及传统基站形式的RTK观测数据的测量精度。结果表明:(1)铁路带状北斗高精度位置服务云平台网络RTK定位功能稳定可靠;(2)基于北斗CORS系统的网络RTK测量方法仅需进行高程曲面拟合,按3s采集的成果精度即可满足铁路测量规范中网络RTK中线测量、断面测量、施工放样、像控测量的精度要求,测量时应尽量采用同类型的设备并采用同精度观测方法以保证重复测量精度,也可通过增加观测时长、在局部区域利用既有高程控制点做高程校正的方式提高测量精度;(3)基于北斗CORS系统的网络RTK测量平面和高程内符合精度限差可分别设定为1.7 cm和2 cm,外符合精度可分别设定为2.2 cm和5 cm。

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。

多模网络RTK性能分析及在城市地形控制测量中的应用

为了研究基于BDS系统的多模CORS(Continuously Operating Reference System)网络RTK定位性能,本文在全球定位系统(GPS,Global Positioning System)的基础上融合BDS系统与GLONASS(Global Navigation Satellite System)系统,分别构建GPS/BDS双星CORS系统与GPS/BDS/GLONASS三星CORS系统,通过对比与分析双星系统与三星系统观测数据的解算精度,得出的结论为:双星CORS系统的内符合精度、外符合精度与时间序列精度较三星系统均更高,同时,双星系统、三星系统的平面精度要大于高程精度。将双星CORS系统应用于城市地形测绘中的控制测量中,结果表明,双星CORS系统能够在保证数据精度的前提下,提高外业作业效率。

《铁路工程北斗卫星导航系统测量技术规程》内容解析

北斗卫星导航系统(BDS)是我国自主研发、独立运行的卫星导航系统,随着北斗三号系统的建成,BDS开始为全球用户提供连续、稳定、可靠的服务,包括提供实时动态厘米级、事后静态毫米级定位增强服务,其精度能够在铁路工程领域实现对国外卫星系统的替代。Q/CR 9163—2023《铁路工程北斗卫星导航系统测量技术规程》在全面总结BDS在我国铁路应用实践的基础上,提出基于北斗连续运行基准站网的铁路工程现代精密控制测量体系,明确利用BDS进行控制测量、动态测量、变形监测的技术要求;对规程进行深入解读,分析铁路北斗卫星导航测量的技术背景及研究现状,对标准内容进行深入阐述。研究表明,该规程系统反映BDS在铁路工程测量领域的应用方向,实现铁路工程领域基于卫星定位测量工作的独立自主,为BDS在铁路工程测量领域的应用与推广提供技术支撑。

ZHBDCORS数据质量检测与分析

为了进一步提高卫星定位技术服务水平,以珠海市北斗连续运行卫星导航与位置服务系统(ZHBDCORS)为研究对象进行数据质量检测与分析:对其10个基准站2014—2018年的观测数据进行批量质量检测;绘制多路径效应时间序列图;然后结合影像及周边建筑的建设时间节点进行质量分析。结果表明:系统运行至今,多数站点数据质量指标仍优于国际全球卫星导航系统服务组织(IGS)站的数据质量经验指标;部分站点由于设备遭遇雷击及周围环境变化,数据质量严重下降,更换新设备后,数据质量有明显提升;但个别站点周边遮挡严重,数据完整率差,应考虑迁站升级。分析结果可为ZHBDCORS站的维护和升级改造提供参考。

卫星导航定位基准站网的发展现状、机遇与挑战

卫星导航定位基准站网不仅是提供国家、区域、全球高精度时空基准的重要基础设施,也是导航与位置服务、精密卫星定轨、地质灾害监测等工程和科学研究的重要支撑。当前,随着基准站网规模的不断增加、观测数据的不断积累以及我国北斗系统的逐步建成,无论在卫星导航定位数据处理理论还是应用方面,基准站网的发展面临着不少机遇与挑战。本文首先给出了基准站网的定义和类别,并描述了功能与意义;然后分析了其发展的历史与现状;最后从基准站网的建立、数据处理理论与方法、应用三方面讨论了所面临的机遇与挑战,并给出了一些建议和想法。

港珠澳大桥GNSS连续运行参考站系统精度测试

采用静态已知点检测法对港珠澳大桥GNSS连续运行参考站系统的实时定位精度进行测试分析。在香港、珠海和澳门两岸陆域布设26个测试点,利用HZMB-CORS系统对各点进行多天多时段的网络RTK观测,统计各测试点的工程坐标及高程偏差,分析各点的内、外符合精度,并对系统的实时定位精度进行评定。测试结果表明:参考站网内及网外5km范围内,系统的实时定位平面精度为1.0cm,高程精度为1.4cm,达到"平面优于2cm,高程优于3cm"的精度设计指标,满足工程建设的应用需要。

面向北斗CORS运行数据的动态监测系统

针对北斗地基增强系统(简称“北斗CORS”)运行时的数据管理混乱、数据库不统一和运维效率低等问题,基于JavaWeb技术,并采用B/S架构设计开发了面向北斗CORS运行状态的动态监测管理信息系统,对数据进行系统科学地存储,并将增强站相关数据统计后以可视化图表展示,帮助维护人员迅速发现并解决问题,提高了北斗CORS的数据管理效率,减少站点运维时的人工参与程度,为未来北斗CORS的可持续化服务提供基础。

北斗地基增强系统建设中的问题和建议

地基增强系统是卫星定位系统的重要组成部分。本文在总结GPS地基增强系统建设的同时,展望了北斗地基增强系统的发展,提出了一些北斗地基增强系统建设过程中可能存在的问题,并针对问题给出了相应的建议。

老挝北斗CORS系统建设与应用

为了保障湄公河地理空间框架的一致性,本文以老挝国家为例,阐述了首个北斗卫星定位系统(LAOCORS)系统建设工作。为获取连续运行参考站(CORS)精确位置信息,使用已建成9个老挝基准站,采用GAMIT10.7对国际GNSS服务组织(IGS)站、国内CORS联测数据进行解算,并对有、无北斗信号条件下对CORS站定位精度影响进行测试分析。结果表明,老挝CORS参考站水平方向和垂直方向平均值中误差达到厘米级定位精度,相对精度已达到10^(-8)量级;其内、外符合精度分布均匀,三星(BDS、GPS、GLONASS)组合精度和效率明显高于双星(GPS、GLONASS),测量初始化时间以及稳定性、可靠性方面有明显提高。

基于北斗PWV的暴雨时空变化特征分析

利用49个山东省连续运行参考站(SDCORS)2020年的北斗观测数据,使用GAMIT软件进行了大气水汽反演,得到了全年逐小时的大气可降水量(PWV)序列.将反演得到的PWV与探空气象站观测的PWV对比,平均偏差为2.4 mm,均方根误差(RMSE)为3.4 mm,相关系数达到0.98,结果表明反演结果的精度符合气象研究需求.分别从单连续运行参考站(CORS)和全省范围对PWV在暴雨过程中的变化进行了分析,发现PWV在暴雨产生前5~12 h开始上升,至暴雨产生时刻,PWV最大值普遍达到60 mm以上,平均变化率达到1~3 mm/h,越临近暴雨产生,PWV变化幅度越大,降水结束后,PWV会迅速下降.PWV的变化与暴雨的产生具有高度相关性,PWV在暴雨产生前后的剧烈变化,可用于暴雨预警研究,对于生产生活活动具有重要现实指导意义.

北斗卫星用于KMCORS基线解算的精度分析

随着我国北斗卫星的发射使用,基于卫星建立的三星连续运行参考站及其应用研究也逐渐展开。解算昆明市连续运行参考站(KMCORS)中单纯依靠北斗卫星来维护的昆明市城市坐标框架及坐标基准是否能够满足要求,并对最终的精度进行定性和定量的分析,得出现在使用北斗卫星来维护参考站是可行的。

舟山港主通道北斗卫星导航定位基准服务系统的建立

"舟山港主航道(鱼山石化疏港公路)公路工程"项目区域地势复杂,包括海域、岛礁、山地、丘陵等,气候同样复杂多变。为了满足项目海上施工测量高精度定位基准服务的需要,本文建设基于北斗卫星导航系统(BDS)的GNSS-RTK基准站系统(CORS),并设计相关软件辅助系统的运行维护,保证该系统在工程建设期内不间断地提供准确、可靠而稳定的测量定位信息,并确保基准站建站测量成果满足B级GNSS网的精度要求(基准站在5 km范围内RTK测量平面定位精度≤±20 mm,高程定位精度≤±40 mm)。

上海CORS站点的数据质量检测及可视化表达

针对数据格式转换、元数据编辑及数据质量检查(TEQC)软件对基准站点的观测数据进行质量分析时,没有数据可视化这一缺点,通过自编程序实现原始观测数据的卫星可见性、卫星天空图、多路性效应及卫星高度角在矩阵实验室(MATLAB)中的可视化表达。利用TEQC及MATLAB进行基准站点数据质量的可视化,获得基准站站点数据质量,并用于分析周围环境是否发生变化。结合项目实例,分析得到上海连续运行参考站(CORS)站点数据质量符合建站标准且本文所使用的方法可为基准站站点搬迁选址的数据质量分析提供思路。

基于北斗的网络RTK实时定位服务分析

随着中国北斗卫星导航系统的日渐成熟以及民用化的普及,很多地区开始提供基于北斗的网络RTK服务。但基于北斗网络RTK实时定位服务性能如何,能否满足不同用户的需求,与传统GPS/GLONASS网络RTK实时定位服务相比有何优缺点?通过试验并分析各项结果,本文从系统性能、定位精度等方面对基于北斗的网络RTK实时定位服务与传统GPS/GLONASS网络RTK服务之间的异同进行分析与评价。最终结果表明两者在定位精度和系统性能等方面均能满足用户需求,北斗网络RTK服务虽时效性略低,但高程定位精度更高,整体稳定性较更好。

经过北斗增强的福建CORS精度与性能检测分析

随着北斗导航定位系统的建设与发展,对基于北斗增强的CORS进行精度与性能分析具有重要的实践价值。本文通过固定基线检测与实时动态测试两种方法并采用Leica ATX1230 GG和华测T5两种仪器,分别对福建CORS(FJCORS)的实时定位精度与性能进行检测与分析。结果表明:1)FJCORS提供的GPS/GLONASS/BDS信号初始化时间较快,即获得固定解的时间;采用华测T5仪器,GPS/GLONASS/BDS信号的初始化时间比单GPS信号提高11.8%,比GPS/BDS提高12.1%,比GPS+GLONASS信号提高26.7%;采用Leica ATX1230 GG仪器,GPS/GLONASS/BDS信号的初始化时间比单GPS信号提高22.8%,比GPS/BDS提高10.2%,比GPS+GLONASS信号提高19.1%,2)定位精度方面,FJCORS在内符合精度优于2 cm,外符合精度优于5 cm,可以满足高精度实时定位的要求。

南雄市北斗CORS系统的建立及精度分析

随着北斗卫星导航系统的组网建设完成,北斗卫星导航系统的定位精度和应用能力逐步增强,基于北斗增强的CORS系统组网建设具有重要意义。本文依托于南雄市区域CORS系统的建设项目,介绍了CORS系统基站布网、基站建设、精度统计、检验等内容,并从时间和空间可用性、RTK定位精度、初始化等方面测试CORS系统的应用效果。结果表明:系统网内和网外精度分布均匀,三星系统流动站平均收敛时间为9.5s,系统全天的时间可用性达到96.71%,固定解范围能覆盖南雄市全域,可提供厘米级RTK定位服务。

基于BDS及InSAR的龙羊峡水电站库区地表形变研究

目前北斗卫星导航系统(BDS)、连续运行参考站系统(CORS)和合成孔径雷达干涉测量(InSAR)技术发展迅猛,前景广阔.但是利用上述技术监测库区形变研究聚焦点是人工建筑,并未验证BDS的可用性,也未融合CORS技术的优势.针对此问题,结合BDS和CORS高时间分辨率,InSAR高空间分辨率的优势,以龙羊峡库区为研究区域探索合适的结合监测方案.研究结果表明:龙羊峡库区在研究时期内存在大面积的地表形变区,最大沉降速率52.48 mm/a;最大抬升速率43.60 mm/a;以全球卫星导航系统(GNSS)静态解算成果为参考值进行验证,BDS实时动态(RTK)差分监测成果的精度为7.1 mm,InSAR监测成果的精度为4.4 mm,均满足形变监测的精度要求;采用InSAR进行大面积形变区筛选,再结合CORS利用BDS进行重点区域实时动态差分监测的模式对水库全方位形变监测是可行的.

利用珠海CORS监测大气可降水量

依托珠海城市连续运行参考站(continuously operating reference stations,CORS)系统,采用地基全球导航卫星系统(global navigation satellite system,GNSS)反演大气可降水量(precipitable water vapor,PWV),展开大气可降水量监测系统的应用研究。系统采用精密单点定位(Precise Point Positioning,PPP)技术与IGS(International GNSS Service)轨道、钟差产品实时或事后估计CORS站点上的大气可降水量,可实时更新发布水汽监测数据。通过对监测系统的内符合精度与外符合精度的测试,表明本大气可降水量监测系统对PWV的估计精度优于2 mm,能实现对珠海北斗CORS(ZHBDCORS)网中站点间小区域的水汽监测,区分各站之间的水汽变化,能满足实时对流层水汽监测及其他气象应用需求,有效地拓展ZHBDCORS系统的服务领域。

高速铁路北斗地基增强系统试验网建设

地基增强系统(GBAS)将卫星定位、计算机网络、数字通信等技术多方位结合,可以满足高速铁路对安全监测水平和运营管理效率的要求。首先介绍卫星定位地基增强系统与技术,结合高速铁路特点提出了高速铁路北斗地基增强系统的组成,以及建设试验网基准站站址要求及注意事项。