江苏省测绘工程院 丁玉平 许友清

区域CORS 系统的定位精度分析

江苏省测绘工程院 丁玉平 许友清

一、引 言

区域CORS系统是在一定区域内建立多个连续运行参考站，对该地区构成网状覆盖，并以这些参考站的一个或多个为基准，计算和播发误差改正信息，对该地区的卫星定位用户进行实时改正。近年来，随着CORS系统相关技术的发展及良好的应用前景，国内外掀起了CORS系统建设的高潮。江苏省全球导航卫星连续运行参考站综合服务系统(JSCORS)是国内首个建成的省域CORS系统，通过建设72个连续运行参考站，从而建立一个高精度、高时空分辨率、高效率的全球导航卫星系统综合信息服务网。系统可提供多种精度、多种模式的导航定位服务。系统建成后，其定位的精度、稳定性及可靠性是系统运行过程中最为关键的问题。因此，本文结合JSCORS系统，在简要分析影响CORS系统定位精度的因素的基础上，对系统定位的精度和稳定性进行探讨。

二、影响JSCORS系统定位精度的因素

JSCORS系统的定位精度除受到信号传播误差、轨道误差、卫星钟差、接收机钟差以及多路径效应的影响外，还受到定位参考框架的选择、参考站坐标解算过程中IGS跟踪站的选取，以及流动站在参考站网中的位置、观测时段及卫星分布情况、系统定位算法的优劣等影响。

对于影响CORS系统定位的部分误差，可以利用差分技术进行消除或削弱。双差残余误差有卫星轨道误差、电离层延迟、对流层延迟、多路径效应及观测噪声等。其中，卫星轨道误差、电离层延迟和对流层延迟经差分后被减小。不少文献在对这些误差的减弱或消除方面作了大量的研究。

CORS系统的定位算法中主要有 VRS、MAC、FKP和CBI等。JSCORS系统的定位算法采用Leica的主辅站技术，是对各参考站的观测数据进行综合处理后再播发改正信息给流动站，所以流动站和参考站网之间的相对位置关系以及所采用的插值算法对流动站的定位精度也有一定的影响。为使流动站坐标信息更具有实用性，JSCORS的坐标系统采用江苏省C级网框架下的WGS-84大地坐标系(ITRF 93框架，1996.35历元)，选择 ITRF 93框架相比ITRF 2005框架对精度有一定的损失。另外，定位解算中使用地方坐标系，需要以一定的转换参数将WGS-84坐标转换到所需的地方坐标系下，而转换参数受参考站的点位误差、坐标转换计算方法等因素的影响，导致流动站的定位精度因选取转换参数的不同会造成在同一测站点定位精度的不同。

三、JSCORS系统定位精度分析

JSCORS提供实时定位和事后精密定位两种定位服务。实时定位是利用流动站每10个历元的观测数据解算得到流动站坐标;事后精密定位是利用流动站的观测数据和参考站的原始观测数据的联合解算得到流动站坐标。为检验系统的定位精度、稳定性及可靠性，系统定位精度检验采用坐标比较的方式进行，即将已知坐标作为真值，利用观测值与真值的差值进行分析。

1.实时定位精度检验

实时定位采用静态检测的方法，利用JSCORS的网络RTK功能来实现实时定位，JSCORS系统将流动站的观测数据每10个历元进行一次解算以获得流动站的坐标值，并求解流动站坐标的内、外符合精度(已知点是基于江苏省C级网下的WGS-84坐标)。实时定位精度检验选取周围观测环境良好(四周开阔无遮挡、无电磁波信号干扰等)的点作为试验点。观测时段为上午 9:00—12:00、下午15:00—17:50，测试结果如表1所示。

从表1可知，各试验点N、E方向的内符合精度优于±1 cm，H方向精度较N、E方向的低，基本在±4 cm以内;外符合精度在N、E、H三个方向的分布与内符合精度相似，在N、E方向上优于±5 cm，但H方向精度较差。试验结果符合江苏省测绘局发布的JSCORS工程技术指标。

表1 实时定位试验点内外符合精度统计表 m

2.事后定位精度检验

JSCORS系统可以提供精密的坐标参考，系统将流动站的观测数据与参考站的原始数据进行事后联合数据处理，以获得高精度的流动站的坐标信息。为检验JSCORS系统事后定位解算的精度，采用2009年1月1日全天的连续观测数据，分别采用1 h、2 h、4 h、6 h、8 h、10 h、12 h、24 h 的观测数据进行联合解算。星历采用IGS最终精密星历，并对参考站坐标实施强约束(0.001 m)，各时段解算的流动站的坐标与已知值的差值及其精度分别如图1、图2所示。

图1 流动站坐标差值与观测时段之间的关系图(精密星历)

图2 流动站坐标精度与观测时段之间的关系图(精密星历)

由图1、图2可知，随着参与计算的观测时间(即参与计算的观测数据量)的延长，流动站的定位精度也随之变高。当参与解算的时间超过1 h时，流动站坐标在三个方向上的差值均小于1 cm，定位精度优于±5 mm;当参与解算的时间超过2 h时，流动站坐标在三个方向上的差值均小于6 mm，定位精度优于±2 mm，且解算精度趋于平缓。

四、结束语

本文通过对CORS系统定位精度的影响因素分析，采用静态检测的方式对JSCORS系统覆盖区域内的流动站的定位精度、稳定性进行了检验。检验结果表明，JSCORS系统流动站实时定位，N、E方向的内符合精度较高，一般在±(0.2～1)cm之间，H方向精度较N、E方向的低，一般在±(1～4)cm之间。实时定位服务可应用于车辆导航、施工放样及大比例尺测图等方面。JSCORS系统定位事后解算的结果表明，参数解算的时间超过1 h的精度即可达到±5 mm，系统定位精度随观测时间的延长有明显的提高;当参与解算的时间超过±2 h后，精度提高已趋于平缓。事后解算服务可应用于大地测量、城市地面沉降监测等方面。

(本专栏由徕卡测量系统和本刊编辑部共同主办)