第 47 卷第 1 期测绘学报 Vol.47,No.1 2018 年 1 月 AcaGodacaCaogaphcaSnca Januay,2018 引文格式 : 王阅兵, 甘卫军, 陈为涛, 等. 北斗导航系统精密单点定位在地壳运动监测中的应用分析 [J]. 测绘学报,2018,47(1):48G56. DOI:10.11947/j.AGCS.2018.20170147. WANG Yubng,GAN Wjun,CHEN Wao,al.ThAnalyssofPcsPonPosonngofBDouNavgaonSal Sysm ApplcaonnCusalMoon Monong[J].AcaGodacaCaogaphcaSnca,2018,47(1):48G56.DOI:10. 11947/j.AGCS.2018.20170147. 北斗导航系统精密单点定位在地壳运动监测中的应用分析 1,2 王阅兵, 甘卫军 1, 陈为涛 2, 连尉平 2 2, 游新兆 1. 中国地震局地质研究所地震动力学国家重点实验室, 北京 100029;2. 地壳运动监测工程研究中心, 北京 100045 Th Analyss of Pcs Pon Posonng of BDou Navgaon Sal SysmApplcaonnCusalMoonMonong WANGYubng 1,2,GAN Wjun 1,CHEN Wao 2,LIAN Wpng 2,YOUXnzhao 2 1.Sa KyLaboaoyofEahquak Dynamcs,InsuofGology,Chna Eahquak Admnsaon,Bjng 100029,Chna;2.NaonalEahquakInfasucuSvc,Bjng100045,Chna Absac:BasdonmohanwoyasBDS/GPSdaaobsvdbysvnsaons,wusdpcspon posonng(ppp)modlofhpandasofwadvlopdbywuhanunvsy,analyzdhposonng accuacyofsnglsysmanddscussdhablyofbdsncusalmoonmonong.thsulsshowd hahbdsposonngaccuacynhhozonaldconwasabou17mmandhvcaldcon wasabou40mm.thgpsposonngaccuacynhhozonaldconwasbhan10mmandh vcaldconwasabou14mm.thsulsofbaslnsascsshowdhabdshadlowablyo dcwaksgnalshan GPSsysm,buwasslabloaccualyflchchaacscsof baslnlnghandabwnwoss.companghvlocyfldsobandfombdsandgps,h sulsshowdhahdfncofhwossofvlocyfldnhozonaldconswas1~2mm/a, andhwasnosysmacdfnc.alhoughbdspppaccuacywaslowhangps,bucouldsl busdomonohcusalmoonofhlagdfomaonaa. Kywods:BDousalnavgaonsysm;pcsonponposonng;PANDA;accuacyanalyss; cusalmoonmonong Foundaonsuppo:ScncfoEahquakRslnc (Nos.XH16049Y;XH15057);ThSpcalPojcof BascWokofScncandTchnology (No.2015FY210400);SpcalFoundaonfoEahquakRsach, CEA (No.201508003) 摘要 : 主要基于 7 个台站观测到的 BDS/GPS 双模连续观测数据, 时间跨度在 2a 以上, 利用武汉大学自主研发的 PANDA 软件的精密单点定位模式, 对比分析了 BDS/GPS 双模观测数据的单系统定位精度, 并探讨了 BDS 在地壳运动监测中的能力. 通过对这些观测数据的解算及分析, 结果表明,BDS 在水平向的定位精度约为 17mm, 垂向定位精度约为 40mm;GPS 在水平向的定位精度要优于 10mm, 垂向定位精度约为 14mm. 基线统计结果显示,BDS 检测弱信号的能力要低于 GPS, 但仍能够准确反映站点间基线长度和变化率特征. 对比分析 BDS 和 GPS 得到的速度场, 结果显示, 两套速度场在水平向之间差值约为 1~2mm/a, 且不存在系统性的差异. 总体来看, 虽然目前 BDS 精密单点定位精度要低于 GPS, 但是 BDS 目前仍可以用于监测形变量较大的地区地壳运动. 关键词 : 北斗卫星导航系统 ; 精密单点定位 ;PANDA; 精度分析 ; 地壳运动监测中图分类号 :P227 文献标识码 :A 文章编号 :1001G1595(2018)01G0048G09 基金项目 : 地震科技星火计划 (XH16049Y;XH15057); 科技基础性工作专项 (2015FY210400); 中国地震
第 1 期 王阅兵, 等 : 北斗导航系统精密单点定位在地壳运动监测中的应用分析 49 局地震行业科研专项 (201508003) 截至 2012 年 12 月 28 日, 北斗卫星导航系统 (BDS) 已有 5 颗地球静止轨道卫星 5 颗倾斜地球同步轨道卫星和 4 颗中圆地球轨道卫星, 共 14 颗卫星, 已经初步形成了亚太地区的导航定位服 [1G2] 务能力. 自 2015 年至 2016 年 6 月 12 日, BDS 又连续发射了 7 颗卫星, 其中 5 颗为新一代导航卫星, 两颗为区域服务备份卫星, 这 7 颗卫星成为现有系统的有力支撑, 但目前并没有入网运行 (hp: www.bdou.gov.cn/fbh2016.hml). 随着 BDS 的逐步完善和发展, 其高精度大地测量的实际能力受到了国内外学者的关注. 基于 北斗卫星观测试验网 观测数据和武汉大学自主研制的高精度 GNSS 数据处理软件 PANDA, 文献 [3] 较好地实现了 BDS 的定轨与定位, 研究结果显示 BDS 静态精密单点定位精度已达到厘米级. 文献 [4] 利用相同的观测数据在单系统定位的基础上实现了 BDS/GPS 融合定位研究, 结果显示 BDS 单系统静态精密单点定位精度能够达到厘米级,BDS/GPS 融合动态定位能够促进 PPP 收敛时间. 文献 [5] 利用国内 7 个跟踪站, 研究了 BDS 静态和动态定位精度, 结果显示 BDS 的 PPP 定位可以实现静态厘米级 动态分米级的定位精度. 文献 [6] 与文献 [7] 利用不同的观测数据不同方法分析了当前 BDS 的轨道精度, 结果均显示 BDS 轨道在径向上都能达到分米级. 文献 [8] 梳理和分析了不同定轨方法得到的 BDS 轨道精度, 结果显示 BDS 单系统定轨法与利用 GPS 辅助的两步定轨法得到的轨道精度相当, 定轨精度均能达到分米级. 文献 [9] 对比分析了多家 IGS 分析中心的 BDS GPS GLONASS 和 Gallo 四星座轨道和钟差产品精度, 认为 BDS 的 GEO IGSO 与 MEO 卫星的轨道精度分别能达到分米级 分米级和厘米级. 另外, 随着多系统 [10G13] 的融合定位的发展, 已有研究结果显示 BDS/GPS 融合定位在获取地表强震运动速度方 [13] 面较单独的 GPS 动态定位有所提升. 需要指出的是, 上述 BDS 静态 PPP 定位精度均显示为厘米级, 但这些结果都是基于短时间内观测资料的单天定位结果得到的结论, 难免会受到特定时间段内轨道和钟差产品精度的影 [6G9] 响. 同时,BDS 在定位与定轨方面已经有众 [3G13] 多研究成果, 然而并没有相关研究讨论 BDS 在高精度地壳运动监测中的实际应用能力. 因此, 本文将利用 6 个连续台站 2a 以上的 GNSS 观测数据来分析 BDS 的精密单点定位精度及其稳定性, 并进而通过与 GPS 基线和速度场结果的对比分析, 来更加全面 客观地探讨目前 BDS 在地壳运动监测中的应用能力. 1 观测数据本文所用的观测数据来源于分布在中国大陆的 7 个 GNSS 观测站, 分别位于宁夏盐池 (BDYC) 河北唐山 (BDTS) 北斗荣成 (BDRC) 山东荣成 (SDRC) 四川筠连 (SCGU) 山西太原 (SXTY) 和湖北武汉 (WUHN). 站点分布如图 1 所示, 其中 3 个观测站架设了国产 GNSS 接收机 UNICORECOMM UR370,4 个站点来自于其他观测网络的基准站,GNSS 接收机类型为 TRMBLENETR9, 天线均采用的是扼流圈天线. 图中, 三角为布设有国产接收机的站点, 圆圈为其他连续站点. 台站具体参数及观测时间见表 1. 图 1 GNSS 站点分布图 Fg.1 DsbuonofGNSSss 从表 1 可以看到, 布设国产接收机的站点中, BDTS 和 BDRC 站点的观测时间跨度约有 3.5a, BDYC 站点观测时间长度为 2a; 其他 4 个站点观测时间跨度大于 2.5 a, 且均为 TRIMBLE NETR9 接收机. 这 7 个观测站都能接收到 BDS 和 GPS 信号, 为 BDS 与 GPS 定位精度的对比分析提供了基础数据. 基准站 SDRC 与北斗观测站 BDRC 空间距离约为 5m, 这为站点稳定性的
50 Januay2018Vol.47No.1AGCS hp: xb.snomaps.com 对比及短基线精度衡量提供了可能 ; 同时, 这 7 个 站点在空间上的分布比较均匀, 也为分析讨论 BDS 与 GPS 所得速度场的差异性提供了条件. 表 1 GNSS 观测站信息 Tab.1 InfomaonofGNSSobsvaonsaons 台站 经度 /( E) 纬度 /( N) GNSS 接收机类型 天线类型 连续观测时间 宁夏盐池 (BDYC) 107.44 37.78 UNICORECOMM UR370 TRM59800.00 2013G02G12 2015G03G19 河北唐山 (BDTS) 118.20 39.61 UNICORECOMM UR370 TRM59800.00 2013G02G12 2016G11G05 北斗荣成 (BDRC) 122.42 37.17 UNICORECOMM UR370 TRM59800.00 2013G02G12 2016G11G05 四川筠连 (SCGU) 105.90 32.42 TRIMBLE NETR9 TRM59900.00 2014G12G18 2016G11G05 山东荣成 (SDRC) 122.42 37.17 TRIMBLE NETR9 TRM59900.00 2014G01G01 2016G11G05 山西太原 (SXTY) 112.43 37.71 TRIMBLE NETR9 TRM59900.00 2014G01G01 2016G11G05 湖北武汉 (WUHN) 114.36 30.53 TRIMBLE NETR9 TRM59900.00 2014G01G01 2016G11G05 2 精密单点定位处理方法 本文利用 PANDA 软件中的 PPP 模块, 分别 处理了上述 BDS 和 GPS 观测数据.PANDA 软 件由武汉大学卫星导航定位技术研究中心研发, 包含了多卫星导航系统精密定道 精密钟差确定 精密定位及动态融合定位等多个模块 [3G4,7G10]. 数据处理过程中解算的主要参数包括坐标 接收机钟差 天顶对流层延迟及模糊度等, 采用了 IGS 武汉大学分析中心 (WHU) 提供的精密轨道 和钟差产品 (WUM) [9], 该产品可以从 IGS 数据 中心下载得到 (fp: cdds.gsfc.nasa.gov/pub/ gps/poducs/mgx), 精密轨道和钟差都是基于 ITRF08 框架下的产品. 这里的精密单点定位, 以每 24h 的数据解算 得到一个单日解. 具体解算过程为 : 对数据采样 间隔为 30s 的 GPS 和 BDS 数据, 分别采用无电 离层线性组合观测值消除电离层延迟一阶项影 响, 之后利用 TuboEd 方法来检测主要的周跳 和消除主要粗差 [14], 其次用残差编辑法来检测小 的周跳和消除剩余粗差. 另外, 解算过程中采用 的卫星截止高度角为 7, 对坐标参数给予了 10m 的约束, 同时对固体潮 极潮及海潮都采用了 IERS2010 协议模型进行了改正, 对流层延迟的 干分量采用 Sassamonon 模型计算得到 [15], 并 对残余湿分量每 2h 估计一个参数, 之后使用 [16G17] GMF 投影函数将对流层延迟投影到传播路 径上. 在处理 GPS 数据过程中, 笔者改正了卫星端 及接收机端的天线相位中心偏移 (PCO) 和天线 相位中心变化 (PCV); 而在 BDS 处理过程中, 由 于目前 IGS 只提供了 BDS 卫星端粗略的 PCO 改 正, 且没有其他机构发布卫星端 PCV 及接收机端 PCO 与 PCV 改正信息, 因此对 BDS 无法进行精 [18] 确的天线相位中心改正. 3 结果分析考虑到这 7 个站点在观测时间段内并没有受到地震 滑坡等因素的影响, 本文利用线性回归模型来研究其坐标时间序列的重复性精度. 在原始时间序列中, 所有观测站的 BDS 结果在某些天同时出现了较大的波动, 而 GPS 并未受到明显的影响, 这是由北斗轨道或钟差的不稳定性所造成 ; 同时, 个别站点还出现 GPS 和 BDS 结果同时波动的现象, 这可能是由于数据观测质量本身所引起的. 由于这些波动数据容易对精度评估结果造成一定的偏差, 所以本文在后续结果分析中去除了这些粗差. 去除粗差的具体步骤为 : 首先利用线性回归方法拟合时间序列, 得到拟合残差及其 RMS 值 ; 然后, 去除残差大于 3 倍 RMS 的观测值 ; 最后, 对去除粗差后的时间序列再次进行线性回归拟合 [19] 并计算 RMS 值. 在此基础上讨论 BDS 和 GPS 单日解的重复性精度 基线时间序列变化趋势及速度场的一致性. 3.1 时间序列结果分析表 2 给出了 BDS 与 GPS 观测结果在 ENU 方向上的 RMS. 可以发现 BDS 在南北向的 RMS 要明显小于东西向,GPS 虽然也有这种特征但并不明显, 这与导航系统在南北向的精度要优于东西向相一致. 这种特征在 BDS 中表现得更明显的原因是目前 BDS 卫星星座并没有完全建成, 可用的 MEO 和 IGSO 卫星较少, 受到 [6,9] GEO 卫星轨道精度影响较大. 对比 7 个观测
第 1 期 王阅兵, 等 : 北斗导航系统精密单点定位在地壳运动监测中的应用分析 51 站的 RMS 值可以发现,SCGU 台站的 BDS 和 GPS 的 RMS 值在三分量上都要明显大于其他站点, 这可能与该站的观测环境有关. 通过 TEQC 检测 SCGU 数据观测质量, 发现该台站受到较强的多路径效应影响, 从而引起解算过程中不确定 [20G21] 性增加, 最终导致该站时间序列结果的 RMS 值增大. 除 SCGU 台站外, 其他 6 个台站的 BDS 在 E N U 三分量上的 RMS 值分别约为 7 5.4 和 20mm,GPS 在 E N U 三分量上的 RMS 值分 别约为 3.3 3.1 和 7.0mm. 考虑如果拟合残差服从正态分布, 置信水平为 95% 时的置信区间为 [-2RMS2RMS], 将 2 倍 RMS 作为解算精度, 可以得到 BDS 的 PPP 定位精度在水平和垂向分别约为 17 和 40mm,GPS 的 PPP 定位精度在水平和垂向分别约为 9 和 14mm, 对比 BDS 与 GPS 的 PPP 定位精度可以发现, 前者水平向精度要低于后者 1 倍, 垂向精度低于后者 2 倍. 表 2 北斗与 GPS 信号时间序列三分量 RMS 值 Tab.2 RMSvalusofhcomponnsofmssofBDSandGPS mm S BDSRMS EGW BDSRMS NGS BDSRMS UGD GPSRMS EGW GPSRMS NGS GPSRMS UGD 接收机类型 BDYC 6.8 6.7 19.0 3.2 2.4 6.2 UNICORECOMM UR370 BDTS 7.0 6.2 21.2 2.9 3.1 6.7 UNICORECOMM UR370 BDRC 6.6 5.6 18.0 3.0 2.7 6.3 UNICORECOMM UR370 SCGU 18.0 9.0 35.7 6.7 4.0 10.7 TRIMBLE NETR9 SDRC 6.6 4.3 17.2 3.0 2.9 6.0 TRIMBLE NETR9 SXTY 7.8 5.3 19.0 4.2 4.0 7.5 TRIMBLE NETR9 WUHN 6.8 4.4 24.5 3.8 3.5 9.3 TRIMBLE NETR9 由表 2 可知,BDYC BDTS 和 BDRC 台站的接收机是 UNICORECOMM UR370, 这 3 个台站 BDS 结果在 E N U 方向上的 RMS 均值分别为 : 6.8 6.1 和 19.4 mm,gps 结果为 :3 2.7 和 6.4mm; 其他 4 个台站的接收机是 TRIMBLE NETR9, 除 SCGU 外, 另外 3 个台站 BDS 结果在 E N U 方向上的 RMS 均值分别为 :7.1 4.7 和 20.2mm,GPS 结果为 :3.7 3.5 和 7.6mm. 两种接收机 BDS 结果在 N E U 方向上的 RMS 均值差值最大为 1.4mm,GPS 结果为 1.2mm, 这一结果在观测误差范围之内, 并不显著. 总体来说, 根据这 6 个站点的结果可以得出接收机的差异并未引起 BDS 与 GPS 定位精度的显著性差异. 3.2 基线时间序列结果分析在考察基线时, 笔者主要选取了两条基线来详细讨论 BDS 与 GPS 结果之间的差异性. 其中由 BDRC 与 SDRC 这两个站组成的基线较短, 约为 5m, 由 BDRC 与 BDTS 两个站组成的基线较长, 约为 457km. 图 2 给出了 BDRC 与 BDTS 基线时间序列结果, 从基线的长度及其变化率来看,BDS 与 GPS 得到基线的绝对长度的参考值是一致的, 且两者基线长度都以 1.8mm/a 的速率在缩短. 从基线时间序列的拟合残差 RMS 值来看,GPS 得 到该基线时间序列的拟合残差 RMS 值要比 BDS 小, 这说明 GPS 的观测精度要优于 BDS, 但 BDS 也能够准确反映这两个站点间的基线长度与变化速率特征, 即 BDS 可以用来监测站点间基线的线性变化速率. 图 2 中粗线为最小二乘拟合线, 细线为 2 倍 RMS 值波动范围. 从图 2 中还可以看到,GPS 观测到两个站点间基线在年中时间段出现了残差波动较大的情况, 这可能与季节性变化或模型误差有关. 而在 BDS 中并没有这种季节性变化的信号, 这是由于 BDS 信号的基线残差幅度与 GPS 信号观测到的季节性波动幅度相当, 所以很难在 BDS 信号中检测出这一季节性信号的变化.BDS 检测弱信号能力要低于 GPS 系统的主要原因在于目前 BDS 卫星星座和各种模型尚不完善, 以及其卫星精密轨道与钟差产品的精度比 GPS 稍低等. 图 3 给出了 BDRC 与 SDRC 站点间 BDS 和 GPS 基线时间序列结果, 两个系统得到的基线长度结果基本一致, 但线性速率相差 1mm/a, 造成这一差异的原因是 BDS 定位精度与噪声等带来 [22G23] 的偏差. 对比图 2 与图 3 中的 RMS 值, 可以发现短基线的 RMS 明显比长基线的 RMS 要 [23] 小, 这说明短基线可以消除一些共模误差, 得到精度更高的结果. 图 3 中, 粗线为最小二乘拟
52 Januay2018Vol.47No.1AGCS hp: xb.snomaps.com 合线, 细线为 1.96 倍 RMS 值波动范围. 图 2 BDRC 与 BDTS 基线时间序列结果 Fg.2 ThsulofbaslnbwnBDRCandBDTS 图 3 SDRC 与 BDRC 基线时间序列结果 Fg.3 ThsulofbaslnbwnBDRCandSDRC 统计除 SCGU 外其他 6 个站点间的 15 条基线, 结果显示,BDS 与 GPS 基线速率的平均误差分别为 :0.4 和 0.2 mm/a. 在置信水平为 95% 时,BDS 与 GPS 监测基线速率的精度分别为 0.8 和 0.4mm/a. 图 4 显示出基线速率误差与基线长度成正相关性, 这进一步说明 BDS 与 GPS 能更好地监测短基线的速率变化. 在基线不超过 500km 时,BDS 与 GPS 能够监测基线变化率的精度分别为 :0.4 和 0.2mm/a, 且两者的精度都将 随基线缩短而进一步提高. 3.3 速度场结果分析本文利用线性回归方法得到 7 个台站 BDS 和 GPS 结果在 ITRF08 框架下的速度场, 从图 5 (a) 中可以看出两者在水平方向上无论是大小还是方向都很一致, 图 5(b) 给出了两套速度场的差异. 对比表 3 两套速度场结果, 发现其在水平向的差异约为 1~2mm/a, 在垂向的差异约为 10~ 15mm/a.
第 1 期 王阅兵, 等 : 北斗导航系统精密单点定位在地壳运动监测中的应用分析 53 向速度差都有上升趋势, 为了分析这一差异的来 图 4 基线速率误差与基线长度相关图 Fg.4 Thcolaonofbaslnaandbaslnlngh 图 5(b) 给出的 7 个站点在水平方向的速度场差异没有明显的整体性运动, 而表 3 中, 除 SCGU 站点外所有站点的 BDS 与 GPS 之间的垂 源, 笔者以除 SCGU 站外的其他 6 个台站的 GPS 时间序列为参考, 利用七参数转换法将 BDS 时间序列转换到 GPS 参考框架下, 得到转换参数的时间序列, 如图 6 所示. 从图 6 中的平移和旋转参数来看,BDS 与 GPS 时间序列结果之间不存在明显的整体性的旋转和平移特征, 而尺度因子不仅有 ~10-8 整体性偏移, 且在 2014.6 年前后还存在明显的趋势性转折, 这说明 BDS 与 GPS 的时间序列结果所在参考框架有一定的差异性. 通过计算发现, 尺度因子的偏移并不影响水平和垂向速度场, 而尺度因子的趋势性变化主要影响垂向速度场. 因此, 笔者认为 BDS 与 GPS 垂向速度场差异是框架尺度因子波动所带来的误差. 表 3 北斗与 GPS 在 ITRF08 框架下速度场 Tab.3 ThvlocyofBDSandGPSnITRF08 mm/a s BDSN BDSE BDSU GPSN GPSE GPSU BDYC 31.1-7.4 14.1 31.7-8.4-2.5 BDTS 27.6-14.1 16.6 29.5-13.7 2.4 BDRC 28.5-10.5 12.4 30.0-10.7 1.0 SCGU 31.8-11.4-8.7 33.6-8.6-0.7 SDRC 28.9-11.0 9.2 29.3-10.5 0.7 SXTY 37.4-7.4 12.2 34.8-6.3 1.0 WUHN 31.4-11.3 9.7 32.7-10.3 0.3 另外,BDS 目前星座并不完善, 虽然能对亚 [1,2] 太地区提供很好的定位服务, 但其地面跟踪站点只分布在亚太地区, 且 BDS 卫星端和接收端天线相位中心等相关改正模型的不完善, 这都有可能造成框架实现时尺度因子或框架原点的偏 [24,25] 离. 这一情况将随着卫星星座的完善 地面跟踪站在全球逐步建设及 BDS 相关改正模型的完善而得到改善. 4 结论本文利用 PANDA 软件的 PPP 模块, 对 7 个 GNSS 台站连续 2a 以上的 BDS 和 GPS 观测资料进行了处理, 通过对两种系统处理结果在位置时间序列重复性精度 基线时间序列变化特征及速度场差异的对比分析, 主要得到以下几点认识 : (1) 在当前 BDS 星座尚未部署完全的情况下, 可用的 MEO 和 IGSO 卫星较少, 由于受到 GEO 卫星的影响较大,BDS 在中国大陆的华北和华南大区域范围内, 南北向定位精度要显著优 于东西向,GPS 虽也有这种特征但并不显著. (2) 考虑如果时间序列拟合残差服从正态分布, 在置信水平为 95% 时的置信区间为 [-2RMS 2RMS], 在此以两倍 RMS 作为解算精度, 则目前 BDS 的 PPP 定位精度在水平和垂向分别约为 17 和 40mm,GPS 的 PPP 定位精度在水平和垂向分别约为 9 和 14mm. 两者相比, 前者水平向精度要低于后者 1 倍, 垂向精度低于后者两倍. (3) 由于目前 BDS 卫星星座尚不完善, 地面跟踪站点亦比较稀疏, 再加之其卫星精密轨道与钟差产品的精度也低于 GPS 以及各种模型的不完善等因素, 造成 BDS 的定位精度要弱于 GPS, 因此 BDS 对于检测弱信号的变化也要弱于 GPS. (4) 虽然 BDS 的 PPP 定位精度要弱于 GPS, 但还是能够较好地反映站点间的基线长度与变化速率特征, 在基线不超过 500km 时,BDS 能够监测基线变化率的精度为 0.4mm/a, 而这一精度将随基线的缩短进一步提高, 即 BDS 可以用来监测短基线毫米级线性变化速率.
５４ Janua l ４７No １AGCS y２０１８vo h s nomaps com p: xb 图 ５ BDS 与 GPS 速度场对比图 F ５ Thc ompa s ono fbdsandgpsv l o c l d g yf 图 ６ BDS 与 GPS 之间七参数转换时间序列 F ６ Ths vnpa am s ans f o ma on ms sb w nbdsandgps g ( ５)BDS 与 GPS 之 间 的 水 平 速 度 场 不 存 在 系统 性 差 异,而 垂 向 速 度 场 的 偏 差,是 由 当 前 BDS 轨道框架尺度因子波动所致. 总体来 说,当 前 BDS 的 PPP 定 位 精 度 要 弱
第 1 期 王阅兵, 等 : 北斗导航系统精密单点定位在地壳运动监测中的应用分析 55 于 GPS, 但其能够准确监测到站点区域的水平速度场及基线速率变化特征, 虽然其监测到的垂向速度场误差较大, 但这将随着北斗系统星座的完善 地面跟踪站点的加密建设以及各种模型的改进等而减弱, 届时 BDS 的定位精度将得到进一步提高, 从而促进 BDS 在地壳运动监测中的广泛应用. 参考文献 : [1] 杨元喜, 李金龙, 徐君毅, 等. 中国北斗卫星导航系统对全球 PNT 用户的贡献 [J]. 科学通报,2011,56(21): 1734G1740. YANG Yuanx,LIJnlong,XUJuny,al.Conbuon ofhcompasssalnavgaonsysmoglobalpnt Uss[J].Chns Scnc Buln,2011,56 (26): 2813G2819. [2] 杨元喜, 李金龙, 王爱兵, 等. 北斗区域卫星导航系统基本导航定位性能初步评估 [J]. 中国科学 : 地球科学, 2014,44(1):72G81. YANGYuanx,LIJnlong,WANG Abng,al.Plmnay AssssmnofhNavgaonandPosonngPfomancof BdouRgonalNavgaonSalSysm[J].Scnc Chna:EahScncs,2014,44(1):72G81. [3] 施闯, 赵齐乐, 李敏, 等. 北斗卫星导航系统的精密定轨与定位研究 [J]. 中国科学 : 地球科学,2012,42(6): 854G861. SHIChuang,ZHAO Ql,LI Mn,al.Pcs Ob DmnaonofBdouSalswhPcsPosonng [J].Scnc Chna: Eah Scncs,2012,42 (6): 854G861. [4] LI Mn,QU Lzhong,ZHAO Ql,al.PcsPon Posonng whhbdou NavgaonSalSysm [J].Snsos,2014,14(1):927G943. [5] 朱永兴, 冯来平, 贾小林, 等. 北斗区域导航系统的 PPP 精度分析 [J]. 测绘学报,2015,44(4):377G383.DOI:10. 11947/j.AGCS.2015.20140082. ZHU Yongxng,FENG Lapng,JIA Xaoln,al.Th PPPPcsonAnalyssBasdonBDSRgonalNavgaon Sysm[J].AcaGodacaCaogaphcaSnca,2015,44 (4):377G383.DOI:10.11947/j.AGCS.2015.20140082. [6] STEIGENBERGERP,HUGENTOBLER U,HAUSCHILD A,al.ObandClock AnalyssofCompassGEOand IGSOSals[J].JounalofGodsy,2013,87(6): 515G525. [7] ZHAO Ql,GUOJng,LIMn,al.InalRsulsof Pcs Oband Clock Dmnaon fo COMPASS Navgaon Sal Sysm [J].Jounal of Godsy, 2013,87(5):475G486. [8] LOU Ydong,LIU Yang,SHIChuang,al.PcsOb DmnaonofBDou Conslaon:MhodCompason [J].GPSSoluons,2016,20(2):259G268. [9] GUOJng,XU Xaolong,ZHAO Ql,al.PcsOb DmnaonfoQuadGconslaonSalsa Wuhan Unvsy:Sagy,Rsulvaldaon,andCompason [J].JounalofGodsy,2016,90(2):143G159. [10] LOU Ydong,ZHENG Fu,GU Shngfng,al.MulG GNSSPcsPonPosonngwhRawSnglGfquncy and DualGfquncy Masumn Modls [J]. GPS Soluons,2016,20(4):849G862. [11] 陈良, 耿长江, 周泉. 北斗 /GPS 实时精密卫星钟差融合解算模型及精度分析 [J]. 测绘学报,2016,45(9):1028G 1034.DOI:10.11947/j.AGCS.2016.20150296. CHENLang,GENGChangjang,ZHOU Quan.EsmaG on Modland Accuacy AnalyssofBdou/GPS RalG mpcssalclockeoingadrsolvng[j]. AcaGodacaCaogaphcaSnca,2016,45(9): 1028G1034.DOI:10.11947/j.AGCS.2016.20150296. [12] GENGJanghu,JIANG Png,LIUJngnan.Ingang GPSwh GLONASSfo HghGRaSsmogodsy[J]. GophyscalRsachLs,2017,44(7):3139G3146. [13] GENG Tao,XIE Xn,FANG Rongxn,al.RalGm CapuofSsmc WavsUsng HghGRa MulGGNSS Obsvaons:Applcaonoh2015 Mw 7.8 Npal Eahquak[J].GophyscalRsachLs,2016,43 (1):161G167. [14] BLEWITT G.AnAuomacEdngAlgohmfoGPS Daa[J].GophyscalRsach Ls,1990,17(3): 199G202. [15] SAASTAMOINENJ.AmosphcCoconfoh ToposphandSaosphnRadoRangngSals [M] HENRIKSEN S W,MANCINIA,CHOVITZB H.ThUsofAfcalSalsfoGodsy.Washngon: AmcanGophyscalUnon,1972:247G251. [16] NIELL A E.GlobalMappngFunconsfohAmosph DlayaRado Wavlnghs[J].JounalofGophyscal Rsach:SoldEah,1996,101(B2):3227G3246. [17] BÖHMJ,HEINKELMANNR,SCHUH H.ShoNo: A GlobalModlofPssuandTmpaufoGodc Applcaons[J].Jounalof Godsy,2007,81(10): 679G683.
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