祁礼刚 许红伟 禹 旭 王慧慧

（1.河南省测绘工程院 河南 郑州 450003；2.河南省遥感测绘院 河南 郑州 450003）

0 引言

连续运行参考站系统(Continuously Operating Reference Stations，CORS) 是集成了卫星定位（GPS、GLONASS、COMPASS、GALILEO 等）、通讯、有线及无线网络和气象采集等技术，是一个不间断地面信息源采集系统，是坐标框架建设和维持的主要技术手段和基础设施， 不仅服务于测绘领域，在气象辅助预报、地震监测、规划建设、交通导航管理等领域也发挥着重要的作用。

河南省连续运行参考站系统（简称HeNCORS），在省内共建设56 个连续运行参考站，覆盖整个省域，平均站间距离61km。通过测试该系统的动态静态定位精度、空间可用性、时间可用性、服务时效性、接收机兼容性等，客观的评价HNCORS 各种技术指标水平，总结该系统成功和不足之处。测试设备为7 家厂商的10 种不同型号的接收机， 共103 个等级控制点，点位均匀分布全省。

1 测试内容

测试内容包括：野外测试、数据分析及结论。 从应用实践角度考虑，测试主要涵盖以下几个方面：

1.1 定位精度：进行动态定位，分析评定点位的内符合、外符合精度；检查利用CORS 联网解算的已知点坐标准确性。

1.2 空间可用性：能够得到RTK 固定解的范围。

1.3 时间可用性：固定解条件下，符合指标的样本占总样本的比例。

1.4 服务时效性：也称初始化时间，即流动站从浮点解到固定解的时间。

1.5 设备兼容性：不同厂家不同型号的设备在系统中使用的兼容情况。

2 测试方法

2.1 定位精度测试：动态测试时，在已知控制点安置好仪器对中整平或用对中杆扶正，首次固定后采集1 次，然后初始化3 次并采集数据，共4 个结果。采样率为1 秒，每次记录30秒的固定解，结果取平均值；静态时，在已知点安置好仪器，连续采集2 小时静态数据，与周围参考站同步解算，求取点位坐标后与已知坐标进行差值比较。

2.2 空间可用性测试：设计均匀分布全省的测试点，通过测试点位的RTK 固定解情况界定其可见可用性。在河南省边界配合车载测试 （车速40～120 千米/小时， 采样率为1 秒），将GPS 接收机天线固定于车顶，记录车辆的运行轨迹，进而分析在省周边是否可用。

2.3 时间可用性测试：选择5 处条件良好的点位，连续采集24 小时RTK 固定解，采样率为5 秒。 计算各历元定位结果的差值，以三倍设计精度为限差，统计限差之内样本数量占总样本数量的比例，≥95%为合格，＜95%为不合格。

2.4 服务时效性测试：与动态定位精度测试同时进行，记录接收机从浮点解到固定解的时间（即初始化时间），每个点位4 次，列表统计分析。

2.5 设备兼容性测试： 选取目前市面常用的各类GPS 接收机（徕卡、天宝、拓普康、南方、华测、中海达、苏州一光等厂家的设备）进行RTK 测量，考查各类设备利用本系统动态定位的情况。

3 数据分析

3.1 定位精度分析

坐标系统采用WGS 84， 大地坐标通过七参数转换获得西安80 坐标，分析其平面精度，高程精度方面使用大地高精度代替。

3.1.1 动态定位

1）内符合精度：反映定位的稳定性。

2）外符合精度：反映定位的准确性。

对103 个点位取393 次差值结果，点位内符合、外符合精度统计如下：

表3.1 点位内符合、外符合较差

图3.1 点位内符合较差分布图

可以看出，393 次独立定位结果的精度分布符合正态分布，样本质量良好。

图3.2 点位外符合较差分布图

3.1.2 静态定位

采用徕卡AS10、天宝R8、南方S86、华测X90、拓普康HIPER、中海达V8 共6 台双频接收机，共联测10 个已知点。基线处理软件采用GAMIT 软件（Ver. 10.35），星历采用IGS快速精密星历，起算点为CORS 站点成果，计算得到的坐标与已知坐标的较差统计如下：

表3.2 点位坐标较差统计

3.2 空间可用性分析

下图分别为RTK 固定解条件下的省内测试点位图和省外樊魏高速公路轨迹图，可以认为能够获得RTK 固定解的范围覆盖全省。

图3.3 省内测试点位图和省外车载轨迹图

3.3 时间可用性分析

测试中以5s 采样间隔采集RTK 固定解，连续采集24 小时数据。平面限差采用5cm，大地高限差采用15cm，测试结果如表3.3。

3.4 服务时效性分析

所有结果均为固定解，测试过程中，各型号仪器初始化时间大部分在20 秒以内。 结果表明， 本系统定位时效性良好，满足设计指标要求。

表3.3 时间可用性测试点数据统计

图3.4 省内测试点位图和省外车载轨迹图

3.5 设备兼容性分析

设备兼容性测试包括7 个厂家共11 种不同型号的设备，每个点位选择同一厂商不同仪器测试，表内结果为定位平均值和已知值的差值：

表3.4 不同厂家不同型号设备RTK 定位测试

表中所有结果均为固定解，可以看出，平面差值、大地高方向差值均在两倍中误差之内，本系统兼容性良好，完全满足设计指标要求。

4 结论

本次测试科学地组织国内外主流GPS 厂商常用仪器，测试的内容包括系统的动态静态定位精度、空间可用性、时间可用性、服务时效性、设备兼容性等，通过对测试数据的分析得出结论：

利用本系统进行动态定位和静态定位，在平面和高程方向上内、外符合精度均达到设计要求；可获得RTK 固定解的范围可覆盖整个河南省， 省边界周围能够也得到固定解，优于系统设计指标；系统运行稳定，时间可用性指标高于95%，达到系统设计指标；初始化时间普遍小于20 秒；系统对第三方设备兼容性好，能够兼容市面常用品牌的接收机。 整个测试表明，HeNCORS 系统建设是成功的，所有指标均达到或优于技术设计要求，可满足用户需求。

［1］武军郦.连续运行参考站自动化系统的关键技术[J].测绘通报,2003（12）.

［2］隆华平,胡友健,曾云.GPS 连续运行参考站网络的解的精度及其稳定性研究[J].全球定位系统,2005（02）.

［3］刘经南,刘晖.连续运行卫星定位服务系统：城市空间数据的基础设施[J].武汉大学学报：信息科学版,2003（03）.

［4］唐卫明,楼益栋,刘晖,陈日高,杨秋.GPS 连续运行参考站系统定位精度检测方法研究[J].通信学报,2006（08）.

［5］李江卫,肖建华,高光星.武汉市连续运行卫星定位综合服务系统(WHCORS)测试与分析[J].2007（01）.