基于北斗的区域CORS站稳定性分析研究

发布时间：2020-04-03 13:05

【摘要】：随着北斗卫星导航系统全球组网基本完成,国内越来越多的连续运行参考站(Continuosly Operating Reference Station,CORS)由单模向多模转变,使CORS站可以同时接收多种卫星导航系统的观测数据。CORS站是各行各业用户高精度定位、实时定位、导航服务的基准站,CORS站的稳定性决定了提供基准的可靠性与准确性。因此,基于北斗系统的CORS站稳定性分析从理论与实践方面都具有十分重要的意义。本文利用多模CORS基准站积累的观测数据,从北斗数据质量、基线精度、点位精度、时间序列、稳定性等方面研究了基于北斗的区域CORS站的稳定性,具体研究内容如下:1.北斗数据质量分析。在分析了北斗高精度数据处理理论及影响高精度北斗数据处理的因素后,对北斗卫星天空图、信噪比、多路径等方面进行了数据质量分析,剔除质量不好的观测数据,有助于提高北斗高精度数据处理的精度与可靠性。2.北斗短基线与中长基线精度分析。以多模基准站的数据为例,对比分析了北斗与GPS的短基线和中长基线的精度。结果表明,北斗基线水平方向与GPS基本相当,垂直方向精度略低于GPS。3.不同系统下的相对定位精度分析。通过引入中国境内及周边的多模MGEX站与北京地区的多模CORS基准站共同进行数据处理,分析了单BDS、单GPS与BDS+GPS组合系统的精密相对定位精度。结果表明,单BDS得到的精密相对定位精度略低于单GPS,BDS+GPS组合系统的精密相对定位精度优于单系统。4.时间序列速度场分析。针对获得的原始坐标时间序列进行了粗差剔除与缺失数据插值,采用经典最小二乘方法对坐标时间序列进行线性拟合,最后对不同系统下区域CORS站的速度场进行分析。结果表明,单BDS、单GPS和BDS+GPS组合系统均可以监测区域CORS站的速度场,而BDS+GPS组合系统对速度场估计的准确性更高。5.基于北斗的区域CORS站稳定性分析。引入皮尔逊相关性分析理论,得到在北斗系统下区域CORS站变化和IGS跟踪站变化之间皮尔逊相关性系数值,其说明了CORS站的偏移趋势与板块移动具有显著的相关关系,并根据点位精度情况,分析了本文研究的区域CORS站稳定性。
【图文】：

示意图,北斗卫星,卫星网,导航系统

北斗试验系统（2003 年）北斗区域系统（2012 年）北斗全球系统（2018 年）图 1-1 北斗卫星导航系统各阶段卫星网图Fig. 1-1 Satellite network of Beidou Satellite Navigation System随着 2018 年北斗卫星的高密度发射，北斗三号系统的建设已基本完成，北斗卫星导航系统正式提供了全球服务。经全球范围测试评估，，北斗卫星导航系统服务区域覆盖全球；其水平方向的定位精度达到 10m、高程方向的定位精度达到 10m（95%置信度）；北斗系统的测速精度能够达到 0.2m/s（95%置信度）；授时精度能够达到 20ns（95%置信度）；北斗系统服务可用性高于 95%。其中，对于亚太地区，北斗系统水平方向的定位精度达到 5m、高程方向的定位精度达到 5m（95%置信度）[3]。如下图 1-2 所示为北斗卫星星下点轨迹图、图 1-3 所示为北斗服务可用性示意图。

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北斗试验系统（2003 年）北斗区域系统（2012 年）北斗全球系统（2018 年）图 1-1 北斗卫星导航系统各阶段卫星网图Fig. 1-1 Satellite network of Beidou Satellite Navigation System随着 2018 年北斗卫星的高密度发射，北斗三号系统的建设已基本完成，北斗卫星导航系统正式提供了全球服务。经全球范围测试评估，北斗卫星导航系统服务区域覆盖全球；其水平方向的定位精度达到 10m、高程方向的定位精度达到 10m（95%置信度）；北斗系统的测速精度能够达到 0.2m/s（95%置信度）；授时精度能够达到 20ns（95%置信度）；北斗系统服务可用性高于 95%。其中，对于亚太地区，北斗系统水平方向的定位精度达到 5m、高程方向的定位精度达到 5m（95%置信度）[3]。如下图 1-2 所示为北斗卫星星下点轨迹图、图 1-3 所示为北斗服务可用性示意图。
【学位授予单位】：北京建筑大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2019
【分类号】：P228.4

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