高低端接收机长距离基线解算问题分析

随着GPS技术的飞速进步和应用普及，它在城市测量中的作用已越来越重要。当前，利用多基站网络RTK技术建立的连续运行（卫星定位服务）参考站（Continuously Operating Reference Stations），缩写为CORS）已成为城市GPS应用的发展热点之一。CORS系统是卫星定位技术、计算机网络技术、数字通讯技术等高新科技多方位、深度结晶的产物。 CORS系统由基准站网、数据处理中心、数据传输系统、定位导航数据播发系统、用户应用系统五个部分组成，各基准站与监控分析中心间通过数据传输系统连接成一体，形成专用网络。CORS站在高精度定位中的地位越来越重要，由于项目需要，利用甘肃省的CORS数据与黑方台的滑坡监测数据进行 RTK定位解算监测滑坡。在数据处理过程中，存在一个问题，BDS卫星的固定率极低，而GPS的固定率正常，针对这个问题展开以下研究。

定位结果残差分析

本次基线解算实验基准站所用数据为甘肃省CORS站数据，流动站数据为黑方台滑坡监测数据，数据采样间隔15s，采样时间为2019年10月7日，甘肃CORS站采集数据所用的接收机类型为TRIMBLE NETR9，天线类型为TRM59900.00，黑方台滑坡监测数据所用接收机和天线类型未知，可以确定的是属于低成本接收机，与甘肃CORS站的接收机类型不同。实验中选取甘肃省LXXH测站作为基准站，黑方台滑坡监测点HF13为流动站进行RTK定位解算，图1是只考虑GPS的定位结果，图2是只考虑BDS的定位结果。其中红色为固定解，蓝色为浮点解，GPS的固定率达到了87.6%，而BDS的固定率只有21.9%。

 图1 GPS定位残差

图2 BDS定位残差 

鉴于BDS的固定率较低，首先对数据中的BDS卫星进行周跳探测，判断是否由于周跳导致，为了保证周跳探测结果准确性，先后使用了GF周跳探测与MW法周跳探测两种方法。 

 GF周跳探测

相比于MW组合探测周跳，GF更为简单。Geometry_free组合，消去了与几何相关的项（与频率无关项)。相位观测方程如下式。

GF组合如下：

利用GF组合对观测数据进行周跳探测，从图3可以看出，甘肃CORS站数据中北斗C04、C05卫星存在较多周跳。

 图3 GF周跳探测结果

MW周跳探测 

 MW组合探测周跳：设第i历元伪距观测值(单位：m)为P1、P2，相位观测值(单位：m)为L1、L2，则宽巷模糊度和波长为:

 比较图3和图4可以看出，C04和C05卫星观测时段中存在较多周跳，当删除这两颗卫星进行定位时发现，BDS固定率低的结果还是没有得到改善，进一步分析模糊度。

宽窄巷模糊度分析 

进一步分析发现，GEO卫星的宽巷模糊度和窄巷模糊度小数部位在0.5周附近上下波动，结果如表1和表2所示（只例出了部分时段，总体规律都是如此）。

表1 观测数据6个历元窄巷模糊度固定情况（周） 

 表2 观测数据6个历元宽巷模糊度固定情况（周）

 BDS 不同类型卫星间的系统间偏差(ISTB)问题，不同接收机之间进行定位时存在GEO卫星与MEO/IGSO在某个频点载波上存在0.5周的半周偏差。这是 BDS ICD 对GEO卫星D1的NH二次编码调制符号没有具体说明，导致了各家厂商不同版本解码不一致。若对存在此问题的数据不考虑ISTB影响，对即使是超短基线(cut2-cuta和 cutO-cucc)RTK定位也将失效。