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1 第 47 卷第 12 期测绘学报 Vol47,No 年 12 月 ActaGeodaeticaetCartographicaSinica December,2018 引文格式 : 阮仁桂, 魏子卿, 贾小林 一种基于星间单差模糊度固定的载波伪距生成方法 [J] 测绘学报,2018,47(12):1591G1598DOI: /jAGCS RUAN Rengui,WEIZiqing,JIA XiaolinGeneratingCarrierRangewithBetweenGsateliteSingleGdiferencePhaseAmbiguity Resolution[J]ActaGeodaeticaetCartographicaSinica,2018,47(12):1591G1598DOI: /jAGCS 一种基于星间单差模糊度固定的载波伪距生成方法 阮仁桂 1,2,3, 魏子卿 1,2, 贾小林 1,2 1 西安测绘研究所, 陕西西安 ;2 地理信息工程国家重点实验室, 陕西西安 ;3 信息工 程大学, 河南郑州 Generating Carier Range with BetweenGsatelite SingleGdiference Phase AmbiguityResolution RUANRengui 1,2,3,WEIZiqing 1,2,JIAXiaolin 1,2 1Xi anresearchinstituteofsurveyingandmapping,xi an710054,china;2statekeylaboratoryofgeoginformation Engineering,Xi an710054,china;3informationengineeringuniversity,zhengzhou450052,china Abstract:DataprocessingforlargeGscaleGNSSnetworkisfacedwithincreasingchalengesasboththe numberoftrackingstations and navigationsatelitescontinuouyincreasesithas beenshownthat convertingoriginalcarierphaseobservationstocarierrangeobservationsisoneofthevalidapproaches toimprovethecomputingeficiencyofdataprocessinginthispaper,anewmethodtogeneratethecarier rangeobservationispresented,corectingtheionospheregfreecombination ofcarierphase usingthe estimationofungdiferenceambiguitiesobtainedinthepppsolution withfixingbetweengsatelitesingle diferenceambiguitiesexperimentswithgpsdatafromthecrustalmovementobservationnetworkofchina (CMONOC)during day 1G30 ofyear2017 are conducted to validatethe proposed approachitis demonstratedthat,usingthecarierrangeobservation,thecomputationtimeforthenetwork with252 stationsiessthan20minutesiftheoriginalphaseobservationsareused,ittakesabout11hours,nearly halfof whichisspentforresolvingintegerdouble diference ambiguitiesexcludingthe12 abnormal stations,themonthlycoordinaterepeatabilityofthe240stationsare074,085and253mmonaverage respectivelyinthedirectionsofn,eandu,whichareightlybeterthanthosewithoriginalphasedata WealsodiscussthediferenceofintegratednetworksolutionswithoriginalphaseandcarierrangeUsing theconceptofadjustment modelwithconstraincondition,a unifiedformula ofobservation modelis presentedtointerprettheprincipleofintegratednetworksolutionwithcarierrangegeneratedwithvarious integerambiguityresolutionstrategies,ieresolvingzerogdiference,doublegdiference and betweeng satelitesinglegdiferenceintegerambiguitiesitisconcludedthattheefectofnetworksolutionwithcarier rangeobservationistheoreticalyequivalentwiththetraditionalapproachwithoriginalphasedata Key words:ambiguityfixing;betweengsatelite singlegdiference;the crustal movement observation networkofchina;largegscalegnssnetwork;precisepointpositioning Foundationsupport:TheNationalNaturalScienceFoundationofChina (No );TheProjectof ChineseSecondGenerationNavigationSateliteSystem (NoGFZX ) 摘要 : 随着测站和卫星数量的不断增加, 大规模 GNSS 网的数据处理面临越来越大的挑战 将载波相位观测量转化为载波伪距是提高大规模 GNSS 网数据处理效率的有效方法 本文提出在精密单点定位基础上进行星间单差模糊度固定生成载波伪距的方法 采用中国大陆构造环境监测网络 ( 陆态网 ) 观测数据进行了验证 结果表明, 对于包含 252 个测站的观测网, 采用载波伪距进行整网解的处理时间不超过 20min 剔除异常测站后,240 个陆态网测站的月坐标重复精度在 N E 和 U 方向的均值分别为 074

2 1592 December2018Vol47No12AGCS htp: xbsinomapscom 085 和 253mm, 略优于原始数据整网解的结果 本文还探讨了采用原始数据和载波伪距进行整网解的关系, 利用带约束条件的观测模型对不同方法生成的载波伪距应用于整网解的原理进行统一解释, 并指出了载波伪距整网解与原始数据整网解的理论等效性 关键词 : 模糊度固定 ; 星间单差 ; 中国大陆构造环境监测网络 ; 大规模 GNSS 网 ; 精密单点定位中图分类号 :P227 文献标识码 :A 文章编号 :1001G1595(2018)12G1591G08 基金项目 : 国家自然科学基金 ( ); 中国第二代卫星导航系统重大专项 (GFZX ) GNSS 连续观测站已经成为地壳形变监测 精 密位置服务等方面的重要基础设施 据统计,IGS 分布于全球的连续观测站已经超过 500 个, 我国的 连续运行 GNSS 观测站也已超过 3000 个 [1] 虽然 基于模糊度固定的精密单点定位已经可以满足许 多方面的应用需求 [2G3], 但是对于参考框架的建立 与维持, 卫星精密轨道和钟差确定, 地球动力学参 数解算等方面的应用, 仍然需要对整个观测网的 数据采用网解的方式进行处理 由于大量模糊度 参数的存在, 进行网解的计算量随测站和卫星数 量乘积的指数倍增加 [4] 随着 BDS Galileo 等新 兴 GNSS 星座的不断完善, 观测站数量持续增 加, 大规模 GNSS 网数据处理的计算效率问题日 益突出 针对大规模 GNSS 网的处理, 传统的策略是 分区 : 将整网划分为若干子网 ( 基线为最小的子 网 ) [5G6], 每个子网都包含若干个公共点 ; 然后对每 个子网分别解算, 通过整网平差 ( 也叫法方程综 合 ) 形成整网解 在并行或分布式等高性能计算 技术的支持下 [7G10], 这一方法可处理的测站规模 几乎没有限制 然而, 尽管对于分区的方法已经 有很多讨论 [1,8G9], 但也都是经验方法, 始终都无 法从理论上给出最优的分区和公共点选择方法 研究表明, 在数据层面进行整网解算可以获 得更高精度的参数解及更加严密的协方差矩阵 为了提高计算效率, 文献 [1] 提出消参数的方法 : 及时消去无效参数 ( 包括钟差 对流层和模糊度 ), 使法方程的维数保持最小 由于消参数的过程本 身仍需耗费大量计算, 这种方法处理测站的规模 仍然受限 [11] 另一种更加高效的方法是载波伪 距方法 : 在精密单点定位 (PPP) 基础上进行双 [12] [11] 差或非差模糊度固定, 然后利用非差模糊 度估值对载波相位进行修正, 得到不含模糊度的 相位观测量 载波伪距 载波伪距可以像码伪距 一样使用 由于消除了模糊度参数, 该方法可极 大地提高整网解算的效率 本文提出一种在 PPP 基础上进行星间单差 模糊度固定生成载波伪距的方法, 并采用中国大 陆构造环境监测网络 ( 简称陆态网 ) 的数据进行了 验证 在此基础上, 对不同方法生成的载波伪距 用于整网解算的等效性进行讨论和分析 1 GNSS 网解算的基本原理 在 GNSS 网解中, 通常采用双频组合消除电 离层延迟的影响 设测站 r(=1,2,,n) 对卫星 s(=1,2,,m) 的消电离层组合载波相位 (L s r,c) 和码伪距 (P s r,c) 观测量表示如下 f2 i f2 j Lr,c= s Lr,i- s L s r,j=ρ s r+θr-θ s + f 2 i-f 2 j f 2 i-f 2 j b s r,c+w s r, c (1) f2 i f2 j Pr,c= s Pr,i- s P s r,j=ρ s r+θr-θ s (2) f 2 i-f 2 j f 2 i-f 2 j 式中,fi 和 fj 为两个频点的中心频率, 单位为 Hz, 其他符号的单位为 m;l s r, 和 P s r, ( =i, j) 分别为对应频率的载波相位和码伪距观测量 ; ρ s r 为信号传播时延, 包含了测站坐标 卫星轨道 对流层延迟 相位中心偏差 广义相对论延迟等信 息, 对不同信号和频率完全一致 ;θr 和 θ s 分别为 接收机和卫星钟差 ;b s r,c 为消电离层组合非差模糊 度 ;w s r,c 为相位缠绕效应, 只存在于载波相位观测 方程中 以上公式省略了随机误差项 b s r,c 可以表示为宽巷模糊度 b s r,w =b s r,i -b s r,j 和窄巷模糊度 b s r,n=b s r,j 的线性组合 b s r,c= c æ ç è f i fi+fj fi-fj b s r,w +b s (3) r,n 式中,b s r,w 和 b s r,n 都包含了整数模糊度及接收机和 卫星端的硬件延迟小数周偏差 (fractionalcycle bias,fcb), 计算公式为 b s r,w =N s r,i-n s r,j+fr,w +F s w (4) b s r,n=n s r,j+fr,n+f s n (5) 式中,N s r,i-n s r,j 和 N s r,j 分别为宽巷和窄巷整数 模糊度 ;F s w 和 F s n 为卫星端宽巷和窄巷 FCB; Fr,w 和 Fr,n 为接收机端的宽巷和窄巷 FCB 显 然,b s r,w b s r,n 和 b s r,c 都不是整数, 但是两个测站对

3 第 12 期 阮仁桂, 等 : 一种基于星间单差模糊度固定的载波伪距生成方法 1593 两颗卫星的双差模糊度 ( 组合 ) 可以消去接收机和 卫星端的 FCB, 因此可以通过分别固定宽巷和窄巷 双差模糊度, 然后对消电离层组合双差模糊度进行 约束, 从而显著改进其他未知参数的解 [13G16] 双差模糊度固定之后, 网解的线性化观测方 程可以等效表示如下 L s r=a s rx+b s rb P s r=a s rx M D,k b= c æ f i ç Nw D,k +Nn D,k fi+fj èfi-fj ü ý þ (6) 式中,b 表示非差模糊度参数向量 ;x 表示其他未 知参数向量 ;A s r 和 B s r 分别为对应 x 和 b 的偏导 数向量阵 ;M D,k 为 b 到第 k 个成功固定了的双差 模糊度的映射向量, 只有 4 个非零元素, 其中两个 的值为 1, 另外两个为 -1N D,k w 和 N D,k n 分别为 第 k 个宽巷和窄巷双差模糊度的整数解, 作为虚 拟观测量 用 p s r,l 和 p s r,p 分别表示载波相位和码 伪距观测量的权, 通常有 p s r,l/p s r,p 10 4 ; 用 pf 表示双差模糊度固定解的约束权, 且 pf p s r,l 2 星间单差模糊度固定生成载波伪距的原理 利用精密卫星轨道和整数卫星钟差产 [5,15G16] 品对测站 r 进行 PPP 解算 : 首先得到包括非 差模糊度在内的所有未知参数的实数解, 然后进行 星间单差模糊度固定 用 ^br 和 ^Σr 分别表示消电 离层组合非差模糊度的实数解向量及其协方差矩 阵 星间单差模糊度固定就是利用消电离层组合 星间单差模糊度的固定解作为约束条件对消电离 层组合非差模糊度的实数解进行更新的过程 [17G18] 不失一般性, 假设对应于卫星 s 和 l 的两个非 差模糊度参数构成第 k 个成功固定了的消电离层 组合星间单差模糊度 b r,c 则 b r,c 可由式 (7) 计算 b r,c= c æ f i ç Nr,w S,k +Nr,n S,k fi+fj èfi-fj Nr,w S,k = [ br,w ] Nr,n S,k = [ br,n ] ü ý þ (7) 式中,( ) =( ) s -( ) l 表示两个量的星间差 分 ;[ ] 表示取与 最接近的整数 ; b r,w 和 b r,n 为对 应 b r,c 的宽巷和窄巷星间单差模糊度的估值 ;N S,k r,w 和 N S,k r,n 为相应的整数解 b r,w 可由式 (8) 计算得到 b r,w =^b s r,w -^b l r,w - ( ^F s w -^F l w ) (8) 式中,^b r,w 为利用 MW 组合计算得到的宽巷非差模 糊度的估值 [17] ;^F w 为与整数卫星钟差产品对应的 卫星端宽巷 FCB 的估值 b r,n 的计算公式如下 式中,M S,k r b r,n= fi+f j c ^br- MS,k r fi Nr,w S,k (9) fi-fj 表示从 ^br 到第 k 个消电离层组组合 星间单差模糊度的映射向量, 其中有两个元素的 值分别为 1 和 -1, 其余元素为 0 固定了第 k 个消电离层组合星间单差模糊 度 b r,c 之后, 非差模糊度向量的估值 br (k) 及其协 方差矩阵 Σr [18] (k) 的原理计算公式如下 br(k)= br(k-1)-k ( Mr S,k br(k-1)- br,c ) Σr(k)= Σr(k-1)-KM r S,k Σr(k-1) } (10) 式中 K= Σr(k-1)M ( r S,k ) T ( Mr S,k Σr(k-1)M ( r S,k ) T ) -1 (11) 显然有 br (0)=^br, Σr (0)=^Σr 具体应用 时, 可以采用更加数值稳定的算法 [15] 星间单差模糊度固定的详细过程和方法见文 献 [17 18] 用 b s r,c 表示模糊度固定之后对应接 收机 r 和卫星 s 的消电离层组合非差模糊度的估 值, 对消电离层组合相位观测量 (1) 进行模糊度改 正就可得到载波伪距观测量, 表示为 L s r,c=l s r,c- b s r,3-w s r,c=ρ s r+θr-θ s (12) 式 (12) 同时对相位缠绕效应进行了改正, 使 得载波伪距的表达形式和实际数据处理方法都与 码伪距观测量 (2) 完全一致 用式 (12) 进行精密 定轨 钟差解算 测站坐标确定等应用, 其效果等 价于如下带约束条件的观测模型 L s r=a s rx+b s rb P s r=a s rx M S,k r br= c æ f i ç Nr,w S,k +Nr,n S,k fi+fj èfi-fj ü ý (13) þ 式中, 第 3 个等式为约束条件方程,br 为测站 r 的非差模糊度参数构成的向量,b= [b T 1,b T 2,, b T n ] T 3 试验验证 陆态网包含了 260 个连续运行 GNSS 观测 站 [1], 这些测站对于监测中国大陆地壳运动, 建立 和维持我国现代大地测量坐标系具有重要的意 义 现有公开文献中对陆态网数据的处理都采用 GAMIT 软件通过分区方法进行处理 [1,8G9]

4 1594 December2018Vol47No12AGCS htp: xbsinomapscom [16] 本文方法已经应用到 SPODS 软件当中, 为了验证以上载波伪距生成方法的可行性和应用 效果, 收集 2017 年 1 月 1 30 日 (DOY1 30) 期 间 252 个陆态网测站的 GPS 观测数据进行整网 解算试验 测站分布如图 1 所示, 其中三角形代 表的 30 个测站作为核心站用于解算整数卫星钟 差和卫星端宽巷 FCB 图 2 图 1 陆态网测站分布 Fig1 DistributionoftheCMONOCstations 数据处理流程如图 2 所示, 可以分为 3 个步骤 采用载波伪距进行整网解算的数据处理流程 Fig2 Flowofdataprocessingusingcarrierrange observations (1) 用核心站数据解算卫星钟差, 通过星间 单差模糊度固定得到整数卫星钟差和卫星端的宽 巷 FCB 其中宽巷 FCB 每天解算一组, 整数卫星 钟差采样间隔为 30s 具体方法在文献 [17] 中有 详细论述 (2) 对所有测站独立地进行 PPP 解算和星 间单差模糊度固定, 利用模糊度固定后的非差模糊度估值对消电离层组合载波相位观测量进行修正得到载波伪距观测量, 以文件形式保存 (3) 以 300s 采样的载波伪距作为观测量, 进行整网解算 以上步骤中, 将 GPS 卫星轨道固定于 IGS 最终解 ;EOP 参数采用 IERS 提供的最终产品 ; 卫星和接收机的天线相位中心改正信息来自 igs08atx; [19] 测站的潮汐形变采用 IERS2003 协议 ; 日月历表采用 JPLDE405; 对流层天顶延迟采用分段常数模型模拟, 每 2h 解算一个参数, 每 24h 估计一组水平梯度参数, 先验值采用 Saastamoinen 模型 [20] 计算, 映射函数采用 GMF 模型计算 ;GPS 卫星的姿态模型采用文献 [21] 提出的简化模型 消电离组合码伪距和载波相位 ( 或载波伪距 ) 的先验精度分别设为 2m 和 2cm, 并根据高度角 e 按照函数 sin 2 e 进行降权 在步骤 (1) 和 (2) 的星间单差模糊度固定时, 仅对固定成功概率大于 999% 且小数部分绝对值小于 015cycle 的星间单差模糊度进行固定 为减少计算时间, 步骤 (2) 采用 20 个并行处理线程 在本次试验中, 计算服务器所用的 CPU 为 32 核的 IntelXeonE5G26900, 主频 290GHz 值得说明的是, 步骤 (3) 利用载波伪距解算得到的卫星钟差具有 整数 性质 将天解的结果进行 Helmert 变换后求得 30d 的平均坐标解, 然后计算各测站天解与平均解的偏差 图 3 显示了各测站的坐标重复精度 (a) 及其分布情况 (b) 可以看出, 在 N 和 E 方向, 多数测站的坐标重复精度在 1mm 以内 ; 在 U 方向, 多数测站的坐标重复精度优于 4mm 笔者同样对这段数据采用 300s 采样的原始 [15] 数据进行了整网解算 表 1 统计了两种方法得到的测站坐标重复精度的均值 中位数和 95% 分位数 为了避免个别异常测站对统计结果的影响, 本文在统计均值时, 剔除了那些相邻两天的三维坐标差值超过 25mm 的测站, 共 12 个的, 剔除率为 48%, 两组结果中剔除的测站是相同 可以看出, 所有指标中, 载波伪距整网解的结果都等于或略优于原始数据整网解 其中,U 方向的 3 个指标中, 载波伪距整网解一致地优于原始数据整网解 图 4 按天统计了两种数据处理策略中, 独立双差和星间单差模糊度成功固定的比例 其中星间单差模糊度成功固定比例为各测站成功固定的

5 第 12 期 阮仁桂, 等 : 一种基于星间单差模糊度固定的载波伪距生成方法 1595 独立星间单差模糊度的总和与独立星间单差模糊 度总和之比 可以看出, 后者要高于前者, 平均固 定成功率分别为 915% 和 941% 以上说明本文 提出和实现的载波伪距生成方法是有效可行的 图 3 各测站的坐标重复精度及其分布 Fig3 Coordinaterepeatabilityforeachstationandtheirdistributions 表 1 测站坐标重复精度的均值 中位数和 95% 分位数 Tab1 Themean,medianand95% oftherepeatabilityofstationcoordinates mm 策略 均值 (240 个测站 ) 中位数 95% N E U N E U N E U 载波伪距 原始数据 数据处理过程的总耗时都不超过为 20min, 平均为 1930min 而采用原始数据进行整网解算的总耗时在 9~12h, 平均为 1074h, 其中双差模糊度固定耗时平均为 740h 图 4 独立星间单差 (BSSD) 和双差 (DD) 模糊度成功固 定的比例 Fig4 PercentagesoffixedindependentbetweenGsatelite singlegdiference(bssd)and doublegdiference (DD)ambiguities 载波伪距方法的最大优势在于计算效率, 在本文的试验中, 平均计算耗时约为原始数据的 30% 图 5 展示了以上试验中两种策略处理陆态网数据的计算耗时, 可以看出, 在载波伪距方法中, 步骤 (1) 的耗时不超过 2min; 步骤 (2) 的耗时不超过 5min; 步骤 (3) 的耗时约为 11min; 整个 Fig5 图 5 两种策略计算时间对比 Comparisonofthecomputationtimeofnetwork solutionswithdiferentstrategies

6 1596 December2018Vol47No12AGCS htp: xbsinomapscom 4 讨论采用原始数据进行 GNSS 整网解时, 首先获得所有参数的实数解 对于最小二乘方法, 计算 [4,22] 量与测站和卫星数量乘积的三次方成正比 为了保证解的质量, 这一过程通常需要多次迭代, 直到没有发现新的粗差和周跳 然后进行双差模糊度固定, 这一步骤, 特别是严格的独立双差模糊度选取和序贯固定相当耗时 在载波伪距整网解中, 数据编辑和模糊度固定在生成载波伪距的过程中完成, 由于是逐个测站地进行, 所需要的计算量与测站数量呈线性关系, 而且可以采用并行或分布式计算技术同时处理多个测站, 因此可以显著节约计算时间 文献 [11] 和文献 [12] 分别提出了在 PPP 解算基础上进行双差和非差模糊度固定生成载波伪距的方法 对于整网解算应用, 延续上文的思路, 不论载波伪距是通过非差 星间单差还是双差模糊度固定得到, 都可以等效表示为以下带约束条件的观测模型 L s r=a s rx+b s rb P s r=a s rx M,k b= c æ f i ç N,k w +N,k n fi+fj èfi-fj (14) 式中,M,k ( 等于 Z S D) 分别代表非差模糊度向量到第 k 个非差 星间单差 双差模糊度固定解的映射向量 当载波伪距通过双差模糊度固定 ( =D) 而生成时, 观测模型式 (14) 和式 (6) 是完全一致的 ( 如果 pf = ) 假设在生成载波伪距或传统网解的过程中, 所有的双差模糊度 ( 组合 ) 都成功固定到最近的整数, 则理论上, 就未知参数解的精度而言, 用载波伪距进行整网解与传统原始数据的整网解是等效的 更进一步, 不同模糊度固定策略生成的载波伪距用于整网解的效果也应该是等效的 为了更好地理解这一点, 效仿文献 [11], 如图 6 所示, 假设某一时段,3 个测站同时观测到 2 颗卫星 ; 其中, 测站 1 连续跟踪所有卫星 ; 测站 2 和 3 都发生两次失锁 这样测站 1 2 和 3 分别有 2 6 和 6 个非差模糊度参数 对应的非差 ( 独立 ) 星间单差和 ( 独立 ) 双差模糊度的总数分别为 14 7 和 6 假设 3 种固定策略都成功固定了所有独立的 ü ý þ 模糊度 ( 组合 ) 表面上看, 所固定的非差模糊度 最多, 加入了更多的条件方程, 与星间单差和双差 模糊度固定方法相比, 显著降低了模糊度参数的 自由度 [11] 其实不然, 由于非差整数模糊度参数 与钟差参数的线性相关性, 其中 8 个非差模糊度 [23G24] 扮演着基准模糊度的角色, 这些非差基准模 糊度的固定使卫星和接收机钟差都具有 整数 钟 差的性质, 可以支持 PPP 的模糊度固定 [11] 只 有固定了这些基准模糊度 ( 基准模糊度的选择见 文献 [24 25]), 才能使剩余的非差模糊度恢复整 数性质 如果仅固定这些基准模糊度, 则只会影 响钟差参数的基准, 不会对其他参数的解有任何 影响 类似地, 在 7 个星间单差模糊度中, 有 1 个 起到了基准模糊度的作用, 固定该基准模糊度使 其他的星间单差模糊度恢复整数性质, 同时也使 得卫星钟差具有 整数 钟差的性质 因此, 真正 有效的非差和星间单差模糊度的数量都与双差模 糊度一样为 6 个 也就是说, 不同的载波伪距生 成方法, 在观测模型式 (14) 中, 可提高解的精度的 有效约束条件数量是相同的 因此不同方法生成 的载波伪距进行整网解和原始数据整网解在理论 上是等效的 它们的区别在于用非差或星间单差 模糊度固定得到的载波伪距进行整网解算得到的 卫星钟差具有 整数 性质 图 6 Fig6 用于说明不同载波伪距生成方法具有等效性的示例 A graphicrepresentationforunderstandingthe equivalenceofnetworksolutionswithcarierrange generatedwithdiferentambiguityfixingapproaches 需要强调的是, 上述的等效性是在所有模糊 度全部固定的情况下才会成立 实际应用中, 剔 除粗差和探测周跳的效果, 模糊度参数成功固定 的比例, 以及对未成功固定的模糊度参数的处理 策略等因素都会引起具体实现的不同载波伪距整 网解和传统原始数据整网解实际解算结果的差 异 例如在本文中, 载波伪距解算的结果就略优 于原始数据的结果, 可能是因为前者模糊度成功 固定的比例略高于后者

7 第 12 期 阮仁桂, 等 : 一种基于星间单差模糊度固定的载波伪距生成方法 总结本文提出在精密单点定位基础上进行星间单差模糊度固定生成载波伪距的方法, 构建了利用载波伪距进行整网解算的数据处理流程, 采用中国大陆构造环境监测网络的 GPS 数据进行了验证 结果表明对于 252 个测站, 采用该方法进行整网解算的处理时间仅需不到 20min, 显著优于传统的基于原始数据的整网解算方法 剔除异常测站后,240 个测站的月坐标重复精度在 N E 和 U 方向的平均值分别达到 和 253mm, 略优于原始数据整网解的结果 这说明本文提出的载波伪距生成方法和数据处理策略是有效可行的 本文还利用带约束条件的观测模型对不同方法生成的载波伪距应用于整网解的原理进行统一解释, 并指出了载波伪距整网解与原始数据整网解的理论等效性 参考文献 : [1] 占伟, 武艳强, 章力博, 等 陆态网络 GNSS 连续站分区解算方案的对比分析 [J] 地震,2014,34(4):136G142 ZHAN Wei,WUYanqiang,ZHANGLibo,etalComparative AnalysisofSubGnetworkDivisionSchemesfortheGNSS Continuous Stations[J]Earthquake,2014,34 (4): 136G142 [2] LIXingxing,GE Maorong,ZHANG Hongping,etalA MethodforImproving UncalibratedPhaseDelayEstimation andambiguitygfixingin RealGtimePrecisePointPositioning [J]JournalofGeodesy,2013,87(5):405G416 [3] ZHANGXiaohong,LIPan,GUOFeiAmbiguityResolution inprecisepointpositioningwith HourlyDataforGlobal SingleReceiver[J]AdvancesinSpaceResearch,2013,51 (1):153G161 [4] ZUMBERGEJF,HEFLIN M B,JEFFERSON DC,etal Precise Point Positioningforthe Eficientand Robust AnalysisofGPSDataFrom LargeNetworks[J]Journal ofgeophysicalresearch,1997,102(b3):5005g5017 [5] 宋力杰, 欧阳桂崇 超大规模大地网分区平差快速解算方法 [J] 测绘学报,2003,32(3):204G207 SONGLijie,OUYANGGuichongAFastMethodofSolving Partitioned Adjustmentfor Super LargeGscale Geodetic Network[J]Acta Geodaeticaet Cartographica Sinica, 2003,32(3):204G207 [6] BROCKMANN ECombinationofSolutionsforGeodetic and Geodynamic Applicationsofthe GlobalPositioning System (GPS)[D]Berne: Astronomical Institute, UniversityofBerne,1996 [7] 陈正生, 吕志平, 崔阳, 等 大规模 GNSS 数据的分布式处理与实现 [J] 武汉大学学报 ( 信息科学版 ),2015,40 (3):384G389 CHENZhengsheng,LÜ Zhiping,CUIYang,etalImpleG mentation of Distributed Computing with LargeGscale GNSS Data[J]Geomtics and Information Science of WuhanUniversity,2015,40(3):384G389 [8] 崔阳, 吕志平, 张友阳, 等 一种 GNSS 大网数据快速高效处理策略 [J] 大地测量与地球动力学,2015,35(3): 383G386,411 CUIYang,LÜ Zhiping,ZHANG Youyang,etalA StrategyofLargeGNSSNetworkDataRapidandEficient Processing[J]Journalof Geodesy and Geodynamics, 2015,35(3):383G386,411 [9] 崔阳, 吕志平, 张友阳, 等 大型高精度 GNSS 基线向量网并行抗差估计 [J] 测绘学报,2015,44(5):495G502 DOI: /jAGCS CUIYang,LÜZhiping,ZHANGYouyang,etalParalel RobustEstimationforLargeGscale HighGprecision GNSS BaselineVectorNetwork[J]Acta GeodaeticaetCartoG graphicasinica,2015,44(5):495g502doi: /j AGCS [10] 崔阳 大规模测量平差分布式计算技术及应用研究 [D] 郑州 : 信息工程大学,2013 CUIYangResearchontheTheoryand Applicationof DistributedComputingforLargeGscaleSurveyAdjustment[D]: Zhengzhou:InformationEngineeringUniversity,2013 [11] CHEN Hua,JIANG Weiping,GE Maorong,etalAn EnhancedStrategyforGNSSDataProcessingof Massive Networks[J]JournalofGeodesy,2014,88(9):857G867 [12] BLEWITTG,BERTIGER W,WEISSJPAmbizap3and GPSCarrierGrange:A New DataTypewithIGSApplicaG tions[c] ProceedingsofIGS Workshopand Vertical RatesNewcastle,UK:[sn],2010:28 [13] BLEWITT GCarrierPhaseAmbiguityResolutionforthe GlobalPositioningSystem Appliedto GeodeticBaselines upto2000km[j]journalofgeophysicalresearch:solid Earth,1989,94(B8):10187G10203 [14] GE M,GENDT G,DICK G,etalImprovingcarierGphase ambiguityresolutioninglobalgpsnetworksolutions[j] JournalofGeodesy,2005,79(1G3):103G110 [15] 阮仁桂 SPODS 软件 GPS/GNSS 网解的模糊度解算方法 [J] 测绘学报,2015,44(2):128G134DOI: /j AGCS RUAN RenguiAmbiguity Resolution for GPS/GNSS NetworkSolutionImplementedinSPODS[J]ActaGeoG daeticaetcartographicasinica,2015,44(2):128g134 DOI: /jAGCS [16] 魏子卿, 阮仁桂, 贾小林, 等 卫星定位定轨系统 SPODS: 理论与测试 [J] 测绘学报,2014,43(1):1G4DOI: /jcnki11G WEIZiqing,RUAN Rengui,JIA Xiaolin,etalSatelite Positioning and Orbit Determination System SPODS: Theoryand Test[J]Acta GeodaeticaetCartographica

8 1598 December2018Vol47No12AGCS htp: xbsinomapscom Sinica,2014,43(1):1G4DOI: /jcnki11G [17] 阮仁桂, 魏子卿, 冯来平 卫星钟差解算及其星间单差模糊度固定 [J] 测绘学报,2018,47(7):916G923DOI: /jAGCS RUAN Rengui, WEI Ziqing,FENG LaipingSatelite ClockEstimationwithBetweenGsateliteSingleDiference PhaseAmbiguity Fixing[J]Acta GeodaeticaetCartoG graphicasinica,2018,47(7):916g923doi: /j AGCS [18] 阮仁桂, 李伟峰, 贾小林 整数精密单点定位原理及其动态定位精度分析 [J] 测绘科学与工程,2017(5):9G14 RUANRengui,LIWeifeng,JIAXiaolinPrincipleofInteger PrecisePoint Positioning and Accuracy AnalysisofIts KinematicPositioning[J]GeomaticsScienceand EngiG neering,2017(5):9g14 [19] MCCARTHYDD,PETIT GIERSConventions(2003) [R]Germany:InternationalEarth Rotationand Reference SystemsService(IERS),2004 [20] BÖHMJ,NIELLA,TREGONINGP,etalGlobalMapping Function (GMF):A New Empirical Mapping Function BasedonNumericalWeatherModelData[J]Geophysical ResearchLeters,2006,33(7):L07304 [21] KOUBAJASimplifiedYawGatitudeModelforEclipsing GPSSatelites[J]GPSSolutions,2009,13(1):1G12 [22] BIERMANGJFactorizationMethodsforDiscreteSequential Estimation[M]New York:AcademicPress,1977:241 [23] COLLINSP,BISNATH S,LAHAYEF,etalUndiferenced GPS Ambiguity Resolution Usingthe Decoupled Clock Modeland Ambiguity Datum Fixing[J]Navigation, 2010,57(2):123G135 [24] LOYERS,PEROSANZF,MERCIER F,etalZeroG diferencegps Ambiguity ResolutionatCNESGCLSIGS AnalysisCenter[J]JournalofGeodesy,2012,86(11): 991G1003 [25] DEJONGEPJAProcessingStrategyfortheApplication ofthegpsin Networks[D]Delft:DelftUniversityof Technology,1998:238 ( 责任编辑 : 陈品馨 ) 收稿日期 :2018G05G10 修回日期 :2018G08G30 第一作者简介 : 阮仁桂 (1983 ), 男, 硕士, 助理研究员, 研究方向为 GNSS 精密定轨和定位 Firstauthor:RUAN Rengui(1983 ),male,master, assistantresearcher,majorsinprecisepositioningand orbitdeterminationwithgnss EGmail:rg2002me@163com