基于NBCORS网络RTK的误差分析与质量控制——以宁波市为例
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迟、 电离层延迟 以及多路径效应误差分析 ， 提 出了减弱 和消除其误差影响 的有效质量控制措施 ， 旨在提高 网络 Ｒ Ｔ Ｋ 定位技术 的测量精度。 关键词 ： Ｎ Ｂ Ｃ Ｏ Ｒ Ｓ ； 网络 Ｒ Ｔ Ｋ； 误差分析 ； 质量控制 ； 宁波市
中图 分 类 号 ： Ｐ ２ ２ ８ ． ４ 文献标识码 ： Ｂ
到不 同程 度 的吸收 ， 这 种变 化称 为 电离层延 迟 。
使 用 。该文 基 于近 几 年 Ｎ Ｂ Ｃ Ｏ Ｒ Ｓ网络 Ｒ Ｔ Ｋ测 量 技 术 的广泛应 用 ， 在大 量 的生产 实 践 和 测试 数 据 的基 础上 ， 对影 响 网络 Ｒ Ｔ Ｋ定 位精 度 的各 种误 差进 行 了
第２ ９ 卷 第８ 期
山 东 国 土 资 源
２ ０ １ ３ 年８ 月
基于 Ｎ Ｂ Ｃ ＯＲ Ｓ网络 Ｒ Ｔ Ｋ 的 误 差 分 析 与 质 量 控 制
— —
以宁波 市为例
张旭 东， 何 文峰
（ 宁波市 测绘设计 研 究院 ， 浙江 宁波 ３ １ ５ ０ ４ １ ）
摘要 ： 基 于宁波市连续运行卫星定位服务 系统 ， 通过 对影 响网络 Ｒ Ｔ Ｋ测量 时 Ｇ Ｐ Ｓ卫 星信号 传播带来 的对 流层延
先进的、 动态的、 统一 的空 间定位 基准 。 Ｎ Ｂ Ｃ Ｏ Ｒ Ｓ系统 于 ２ ０ ０ ９年 建 设 完 成并 对 外 发 布
电离 层 从 离 地 面 约 ５ ０ ｋ ｍ 开 始 一 直 伸 展 到 约 １ ０ ０ ０ ｋ ｍ高 度 的地 球 高 层 大 气 空 域 ， 其 中存 在 相 当 多 的 自由 电 子 和 离 子 ， 能使 Ｇ Ｐ Ｓ信 号 改 变 传 播 速 度， 发生折 射 、 反 射 和散 射 ， 产 生 极 化 面 的旋 转 并 受
０ 引言
宁波市 连续运 行卫 星定 位服 务 系统 （ Ｎ Ｂ Ｃ Ｏ Ｒ Ｓ ）
采用 Ｔ ｒ ｉ ｍ ｂ ｌ ｅ Ｖ Ｒ Ｓ技 术 ， 由市 域 １ ０个 和 周边 ８个永
造成 了电磁 波信 号 的传播 延迟 ， 称 之为对 流层 延迟 。 在使用 网络 Ｒ Ｔ Ｋ定位 技术 时 ， 常规 对流 层 改正 模 型 的高程 方 向模型偏 差受 流动 站与基 准站 的高 程差异 和卫 星高度 角两 方面 因素影 响 Ｊ 。
２ ． ２ 电离层 延迟 误差 质量 控 制
强， 会导致较大的多路径效应 ； 其二 ， 和信 号入射角
有关 ， 低 高度 角信 号 的多 路 径 效 显 著 大 于 高度 角 多 路径 效应 。这 是 因为 ， 高度 角较 高 时 ， 多路径 效应 对 宽巷 的影 响 不 超 过 ０ ． ５周 ， 而 当 卫 星 高 度 角 降 到 ｌ ５ 。 时， 则 会 出现 较 大 的 多 路 径效 应 ， 对 计 算 宽 巷 会 超过 １ 周 的影 响 ， 从 而带 来 较大 的 网络 Ｒ Ｔ Ｋ定 位 误
分析研 究 ， 并相应 提 出 了质 量控 制建议 。
电离层是弥散性介质 ， 电磁波通过 电离层传播
所 产生 的传 播 路 径 误 差 与 电磁 波 频 率 ｆ的平 方 反 比。在一 天之 中， 当地 中午 时 间 电子 密 度 通 常达 到 每Ｅ ｔ 峰值 ； 而在 当地 夏天 时间 ， 电子密 度会达 到 每年 峰值 ； 每１ １年左 右 ， 太 阳黑 子 的爆 发 会 导致 灾 害 性 天气 ， 此 时 的电离 密 度 非 常高 ， 如２ ０ １ １年 正 好 是 峰
１ ． ２ 电离 层延迟 误差 分析
久 性连 续运 行基 准站 ， １ 个 数 据 中心 等组 成 ， 覆 盖 市 域 及 近海范 围 ； 系统在 全市建 立 了一个 高精度 、 高 分 辨率 、 高覆 盖率 的 Ｇ Ｐ Ｓ卫 星 定 位 综 合 服 务 信 息 网 ， 为各行 各业 与地 理空 间信息 有关 的活 动提供 了一个
误差 源 ， 其一 ， 它和环境有关 ， 水平 、 金 属 面 反 射 很
Ｎ Ｂ Ｃ Ｏ Ｒ Ｓ系统 的高 程分 布 ， 研 究发 现 ， 当关 闭 和打 开 最高 高程 Ｙ Ｕ Ｙ Ａ基 准 站 （ ８ ２ ０ ｍ） 时， 流 动 站 所 测 量 的高程 差 异有 ４ ｃ ｍ左 右 。 因此 ， 在 建设 Ｃ Ｏ Ｒ Ｓ系 统 时， 应 顾及 区域 内 的地 形 特点 ， 各基 准站 的平 均高 程 应该大致相等且与整个区域的平均高程分布符合。
值年 ， 这 会给 Ｇ Ｐ Ｓ 测 量带来 较 大误差 影 响。
１ ． ３ 多路径效 应误 差分析
１ 网络 Ｒ Ｔ Ｋ定位的误差分析
１ ． １ 对流 层延 迟误 差分析
对流层 位 于大气 的最 低层 ， 集 中 了约 ７ ５ ％ 的大
气 的质量 和 ９ ０ ％ 以上 的水 汽质 量 ， 在 中纬 度 地 区平
均为 １ Ｏ～ １ ２ ｋ ｍ。Ｇ Ｐ Ｓ 卫星信号经过对流层传播至 Ｇ Ｐ Ｓ 接收机时 ， 电磁波信号受 中性大气层折射后传 播 方 向发 生 了变化 ， 形成 了近 似于一 条弯 曲多折 线 ，
收稿 日期 ： ２ ０ １ ３— ０ ７—１ ０ ； 修订 日期 ： ２ ０ １ ３— ０ ７—１ ５； 编辑 ： 陶卫卫
Ｇ Ｐ Ｓ 信 号经 由建 筑 物 、 水 面 或 其 他反 射 物表 面 反射抵 达接 收机天 线 的干 扰信 号 ， 经 反 射 的 信号 路 径 增长 了 ， 其伪距存在 系统偏差 ， 致 使 定 位 结 果 不 准， 称之 为多路 径 效 应 。多 路 径效 应 是 一 个 较 大 的
Hale Waihona Puke 作者简介 ： 张旭东 （ １ ９ ７ ６ 一） ， 男， 山西运城人 ， 高级工程师 ， 主要从事大地测量及精密工程测量工作 ； Ｅ — ｍ ａ ｉ ｌ ： ｚ ｘ ｄ １ ６ ２ ＠１ ６ ３ ． ｃ ｏ ｍ 。
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６ ８・
第２ ９ 卷第 ８ 期
测 绘 专 刊
２ ０ １ ３ 年８ 月
中图 分 类 号 ： Ｐ ２ ２ ８ ． ４ 文献标识码 ： Ｂ
到不 同程 度 的吸收 ， 这 种变 化称 为 电离层延 迟 。
使 用 。该文 基 于近 几 年 Ｎ Ｂ Ｃ Ｏ Ｒ Ｓ网络 Ｒ Ｔ Ｋ测 量 技 术 的广泛应 用 ， 在大 量 的生产 实 践 和 测试 数 据 的基 础上 ， 对影 响 网络 Ｒ Ｔ Ｋ定 位精 度 的各 种误 差进 行 了
第２ ９ 卷 第８ 期
山 东 国 土 资 源
２ ０ １ ３ 年８ 月
基于 Ｎ Ｂ Ｃ ＯＲ Ｓ网络 Ｒ Ｔ Ｋ 的 误 差 分 析 与 质 量 控 制
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以宁波 市为例
张旭 东， 何 文峰
（ 宁波市 测绘设计 研 究院 ， 浙江 宁波 ３ １ ５ ０ ４ １ ）
摘要 ： 基 于宁波市连续运行卫星定位服务 系统 ， 通过 对影 响网络 Ｒ Ｔ Ｋ测量 时 Ｇ Ｐ Ｓ卫 星信号 传播带来 的对 流层延
先进的、 动态的、 统一 的空 间定位 基准 。 Ｎ Ｂ Ｃ Ｏ Ｒ Ｓ系统 于 ２ ０ ０ ９年 建 设 完 成并 对 外 发 布
电离 层 从 离 地 面 约 ５ ０ ｋ ｍ 开 始 一 直 伸 展 到 约 １ ０ ０ ０ ｋ ｍ高 度 的地 球 高 层 大 气 空 域 ， 其 中存 在 相 当 多 的 自由 电 子 和 离 子 ， 能使 Ｇ Ｐ Ｓ信 号 改 变 传 播 速 度， 发生折 射 、 反 射 和散 射 ， 产 生 极 化 面 的旋 转 并 受
０ 引言
宁波市 连续运 行卫 星定 位服 务 系统 （ Ｎ Ｂ Ｃ Ｏ Ｒ Ｓ ）
采用 Ｔ ｒ ｉ ｍ ｂ ｌ ｅ Ｖ Ｒ Ｓ技 术 ， 由市 域 １ ０个 和 周边 ８个永
造成 了电磁 波信 号 的传播 延迟 ， 称 之为对 流层 延迟 。 在使用 网络 Ｒ Ｔ Ｋ定位 技术 时 ， 常规 对流 层 改正 模 型 的高程 方 向模型偏 差受 流动 站与基 准站 的高 程差异 和卫 星高度 角两 方面 因素影 响 Ｊ 。
２ ． ２ 电离层 延迟 误差 质量 控 制
强， 会导致较大的多路径效应 ； 其二 ， 和信 号入射角
有关 ， 低 高度 角信 号 的多 路 径 效 显 著 大 于 高度 角 多 路径 效应 。这 是 因为 ， 高度 角较 高 时 ， 多路径 效应 对 宽巷 的影 响 不 超 过 ０ ． ５周 ， 而 当 卫 星 高 度 角 降 到 ｌ ５ 。 时， 则 会 出现 较 大 的 多 路 径效 应 ， 对 计 算 宽 巷 会 超过 １ 周 的影 响 ， 从 而带 来 较大 的 网络 Ｒ Ｔ Ｋ定 位 误
分析研 究 ， 并相应 提 出 了质 量控 制建议 。
电离层是弥散性介质 ， 电磁波通过 电离层传播
所 产生 的传 播 路 径 误 差 与 电磁 波 频 率 ｆ的平 方 反 比。在一 天之 中， 当地 中午 时 间 电子 密 度 通 常达 到 每Ｅ ｔ 峰值 ； 而在 当地 夏天 时间 ， 电子密 度会达 到 每年 峰值 ； 每１ １年左 右 ， 太 阳黑 子 的爆 发 会 导致 灾 害 性 天气 ， 此 时 的电离 密 度 非 常高 ， 如２ ０ １ １年 正 好 是 峰
１ ． ２ 电离 层延迟 误差 分析
久 性连 续运 行基 准站 ， １ 个 数 据 中心 等组 成 ， 覆 盖 市 域 及 近海范 围 ； 系统在 全市建 立 了一个 高精度 、 高 分 辨率 、 高覆 盖率 的 Ｇ Ｐ Ｓ卫 星 定 位 综 合 服 务 信 息 网 ， 为各行 各业 与地 理空 间信息 有关 的活 动提供 了一个
误差 源 ， 其一 ， 它和环境有关 ， 水平 、 金 属 面 反 射 很
Ｎ Ｂ Ｃ Ｏ Ｒ Ｓ系统 的高 程分 布 ， 研 究发 现 ， 当关 闭 和打 开 最高 高程 Ｙ Ｕ Ｙ Ａ基 准 站 （ ８ ２ ０ ｍ） 时， 流 动 站 所 测 量 的高程 差 异有 ４ ｃ ｍ左 右 。 因此 ， 在 建设 Ｃ Ｏ Ｒ Ｓ系 统 时， 应 顾及 区域 内 的地 形 特点 ， 各基 准站 的平 均高 程 应该大致相等且与整个区域的平均高程分布符合。
值年 ， 这 会给 Ｇ Ｐ Ｓ 测 量带来 较 大误差 影 响。
１ ． ３ 多路径效 应误 差分析
１ 网络 Ｒ Ｔ Ｋ定位的误差分析
１ ． １ 对流 层延 迟误 差分析
对流层 位 于大气 的最 低层 ， 集 中 了约 ７ ５ ％ 的大
气 的质量 和 ９ ０ ％ 以上 的水 汽质 量 ， 在 中纬 度 地 区平
均为 １ Ｏ～ １ ２ ｋ ｍ。Ｇ Ｐ Ｓ 卫星信号经过对流层传播至 Ｇ Ｐ Ｓ 接收机时 ， 电磁波信号受 中性大气层折射后传 播 方 向发 生 了变化 ， 形成 了近 似于一 条弯 曲多折 线 ，
收稿 日期 ： ２ ０ １ ３— ０ ７—１ ０ ； 修订 日期 ： ２ ０ １ ３— ０ ７—１ ５； 编辑 ： 陶卫卫
Ｇ Ｐ Ｓ 信 号经 由建 筑 物 、 水 面 或 其 他反 射 物表 面 反射抵 达接 收机天 线 的干 扰信 号 ， 经 反 射 的 信号 路 径 增长 了 ， 其伪距存在 系统偏差 ， 致 使 定 位 结 果 不 准， 称之 为多路 径 效 应 。多 路 径效 应 是 一 个 较 大 的
Hale Waihona Puke 作者简介 ： 张旭东 （ １ ９ ７ ６ 一） ， 男， 山西运城人 ， 高级工程师 ， 主要从事大地测量及精密工程测量工作 ； Ｅ — ｍ ａ ｉ ｌ ： ｚ ｘ ｄ １ ６ ２ ＠１ ６ ３ ． ｃ ｏ ｍ 。
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第２ ９ 卷第 ８ 期
测 绘 专 刊
２ ０ １ ３ 年８ 月