2024年2月21日发(作者：)

第22卷第4期2020年12月测绘技术装备Geomatics

Technolony

and

EquipmeytVol.

22

No.

2Dec.

220。利用快速星历进行BDS数据处理精度分析李春晓1尹恒毅2,王维1成夏11(1.自然资源部大地测量数据处理中心，陕西西安712054；.西安科技大学，陕西西安710054)Accuracy

Analysis

of

BDS

Data

Processing

Based

on

Fasi

EphemerisLI

Chunxiao,

YIN

Hengyi,

W4NG

Wna,

CHENG

XPhel摘要:在进行GNSS数据处理时，精密星历的获取有2周的延迟，对工程建设是严重的制约条件。针

对这一问题，利用仅有1

U延迟的快速星历进行BDS数据处理研究，试验中收集陕西地区7个GNSS

观测站的GPS和BDS数据，同时在IGS网站上下载精密星历和快速星历，分别将不同卫星和星历进

行组合，最后利用GAMIT/GLOBK软件进行基线解算和坐标计算,对计算结果进行对比。结果表明，

利用快速星历进行BDS数据处理可以得到较高精度的成果。因此，在工程建设中，当无法及时获取

精密星历时，可根据实际情况采用快速星历来进行BDS的基线解算和精密定位。关键词:数据处理;精度分析;精密星历；快速星历;北斗卫星导航系统KeoworOs:

Data

PocpsDc；Analysie；

Precise

EpPemePs；

Fast

EpPempis；

BPDoc

Navigatioy

Satelliia

System中图法分类号:P229

431引言随着全球卫星导航系统(GloCai

Naviuatioy

Satelliia

System,GNSS)的不断发展，很多国家都拥有

据处理提供了条件。GAMIT是现阶段应用较广泛的GNSS数据处理

软件⑷，该软件从12.

21版本开始支持BDS的数据

解算。文献［5］验证了利用GAMIT12.

61软件进行

BDS基线解算的结果，在X、Y、Z方向上具有较高的

自己的卫星系统，如

GPS、BDS、GLONASS、GALILEO、

QZSS、SBAS等，其中，发展最早、相对成熟的是美国

精度;利用GAMIT12.27版本进行BDS基线解算的精

度更高，文献［6］证明了利用GAMIT12.

27对BDS进

的全球定位系统(GPS)［1］,近年来，俄罗斯的格洛纳

斯卫星导航系统(GLONASS)、欧盟的伽利略卫星导

航系统(Galilec

Satelliie

Navigation

System

)等也在不

行基线解算的精度与GPS的解算精度十分接近;文

献［7］证明利用GAMIT软件进行BDS精密相对定位

断进步和完善。中国北斗卫星导航系统(BeiDou

Navigatioc

Satelliia

System,

BDS)于

1994

年立项，经过

解算的精度也较高。虽然BDS静态解算具有较高的精度，但都是利

不断地进步与更新，早在2212年，北斗二号就已经拥

用精密星历进行数据处理的。由于精密星历需要

2周以后才能给出5］,不能满足时效性较强的工程建

有在亚太地区进行高精度定位服务的能力，到2020

年,北斗三号完成了全球组网,可以提供全球范围内

设项目的需要。的高精度定位服务⑵O虽然现阶段国内很多单位还是利用GPS观测数

据进行静态数据解算，但是，随着各国际GNSS组织

本文提出利用延时1U就可以给出的快速星

历来进行BDS静态解算。为了验证采用快速星历

进行BDS数据处理的精度，采用GAMIT12.70版

本进行基线解算，并将BDS和GPS的解算结果进

机构(IGS分析中心)陆续开始提供BDS的相关产

品⑶，如精密星历、快速星历、钟差等,加上数据处理

行对比分析,验证快速星历代替精密星历进行数

据处理的可行性。软件开始支持BDS的数据解算,为利用BDS进行数

收稿日期：202-08-07第一作者简介：李春晓,工程师，硕士，主要从事大地测量数据处理研究.。

6测绘技术装备第22卷2试验过程2.2数据源结果进行整网平差,得到待定点的空间直角坐标。后，以GPS+IGS的

为基准,分别比较利

用精密星历和快速星历进行BDS数据处理的

：

在陕西地区收集了

7个GNSS观测站年积日为

2012

024的BDS和GPS观测数据（o文件），这7个

精度。GNSS观测站包含了

4个控制点（KZ02、KZ02、

KZ03、KZ04

）,3

个待测点（SX0

2、SX02、SX03）,站点

分布如图

2

所示。在

CDDIS（The

Casta-

Dynamics

Data

Infoanation

System

）数据网站下载了同一天的

GPS卫星广播星历（n文件）和精密星历（IGS）,又

在武汉大学IGS分析中心

的混合广播星历（p文件）和BDS的精密星历（WHS）、快速星历

（WHR）o107°109°IIIdKZ01★

KZ02・SX02*SX03★怠04★kZ03图例•107°

109°

111°图1站点分布Fig.

1 Distribution

of

Stations2.2数据处理首先，利用GAMIT12.

77版本软件分别对BDS

和GPS纟

星星历产品进行基线解算，采用3种数据组合方式，各参数配置见表2o2）GPS

+精密星历（IGS）；2）

BDS+精密星历（WHS）；3）

BDS+快速星历（WHR）。表1参数配置Tab.

1

Parameters

Setting参数名称参数数据采样间隔/s30观测波段LC_AUTCLN解算类型Baseline截止高度角/（°）10大气映射函数VMF1改模型FES2014其次，采用GLOBK软件分别对这3种不同基线3精度分析3.2基线解算精度分析从3种方法得到的基线结果文件中统计出基线

解算的验后标准化均方根中误差（Postfit

NRMS），如

表2所示。表2

NRMS统计结果Tab.

1

Statistics

of

NRMSGPS

+

IGSBDS

+

WHSBDS+WHRNRMS0.180

42从表2可以看出,3种方法得到的Postfit

NRMS

结果较为相近,

要求（NRMS

W0.3）,且相互之间的差异均小于0.02。将

GPS

+IGS、BDS

+

WHS、BDS

+

WHR

解算得

到的每条基线的精度进行统计，绘制基线精度对比

，如图2所示。可以看出，每条基

具有较高的精度，但

GPS

+

IGS

和

BDS

+

WHS、BDS

+

WHR

解算

出的基线精度存在

偏差，这一■现象可能与时段GPS和BDS卫星观测数不同有关；BDS+WHS

和BDS

+

WHR基线结果之间只存在细微的偏差。综合表2和图2可以得出，利用GPS

+IGS、

BDS

+

WHS、BDS

+

WHR进行基线解算的结果整体3.2坐标精度分析从基线解算精度可以看出，利用精密星历和快

第3期李春晓，等:利用快速星历进行BDS数据处理精度分析7速星历进行BDS基线解算的结果与利用精密星历

进行GPS基线解算得到的

精度相当。为了进一步验证采用快速星历进行BDS数据处理的精度,

本文利用GLOBK软件对得到的基

进行网平差，计算SX01、SX02、SX03的空间直角坐标,最后对

进行对比分析，见表6

2o表2各测站坐标精度对比Tab. 3

Accuracy

Comparison

of

CoorOicates

ofEacU

Station星历组合站名X/mY/mZ/mSX010.001

10.002

50.001

8GPS

+

IGSSX020.200

90200200.001

5SX030.200

80.001 80.00

1

3X010.201

90.005

3000030BDS +

WHSX020.201

7SX030.001

60.004

5000025SX010200

90.005

3000030BDS +

WHRSX020200

70.004

9000027SX030.00

10.004000025Fip.

3

Accuracy

Comparison

of

CoorOioate

ofEacU

Station从表3和图3可以看出，利用GPS

+

IGS、

BDS

+

WHS和BDS

+

WHR的基线解算结果进行网

平差得到的坐标精度都在毫米级，但GPS

+

IGS得

出的坐标精度在X方向、Y方向、Z方向上都略优于

BDS

+

WHS

和

BDS

+

WHR；利用

BDS

+

WHS

解算

出的坐标精度和利用BDS

+WHR解算出的坐标精

度十分接近。最后，将利用BDS

+

WHS和BDS

+

WHR解算

得到的坐标分别减去利用GPS

+

IGS解算得到的坐

标,差值结果如表4所7K

o表4各测站坐标差值对比Tab.

3

Comparison

of

CoorOioate

Differences

ofEacU

Station星历组名△X/mm△"mm△Z/mmSX0-3.9490735044BDS

+

WHSSX021.29-2018-107SX03004-5041-0023SX0-3BDS +

WHRSX021070-2011-104SX030013-5.33-0021bds+whs

bds+whrSX01

SX02

SX03SX01

SX02

SX03SX01

SX02

SX03测站图4各测站坐标差值对比Fig.

3

Comparison

of

CoorOioate

Differences

ofEacU

Station从表4和图4可以看出，利用BDS

+

WHS和

BDS

+

WHR计算出的坐标与利用GPS

+IGS计算出

的坐标相比，各方向结果差值均小于±1

cm；利用

BDS

+WHS和BDS

+WHR计算出的坐标，结果十

分接近。综合表3和表4可以得出，可以利用BDS来计

算精密坐标，并且快速星历可以代替精密星历进行

BDS的数据处理。4结论本文选取了陕西地区7个GNSS观测站进行试

验对比，利用GAMIT软件分别对GPS

+

IGS、BDS

+

WHS、BDS

+

WHR

3种卫星和星历的组合进行了基

线解算和精密坐标计算，得出以下结论：1）

利用BDS与GPS进行基线解算精度相当，各

方向坐标计算结果之差均为毫米级；2）

利用BDS快速星历算出的坐标与利用BDS

精密星历算出的坐标各方向的差值均小于1

mm。

8测绘技术装备第22卷综上,BDS可以用来进行基线解算和事后精密

定位，并且在精密星历不能及时获取的情况下，可以

利用快速星历代替精密星历进行BDS数据处理，以

[4]陈雄川，程传录,蒋光伟，等•云计算技术在大规模基

准站网中的应用[]•导航定位学报,2020,8(2):26

-

30.满足一些精度要求不高的项目的需求。

[][6]刘邢巍,蒲德祥,高翔，等•基于GAMIT10.

22的高精度

GPS/BDS数据处理及精度对比分析全球定位系

参考文献[2]尹恒毅，郭春喜,姚顽强，等•不同对流层天顶延迟模

统,2018,43(5)

：77

-83.刘彦军，李建章,刘江涛，等.新版GAMIT10.

20解算

GPS/BDS基线精度对比分析[J].导航定位学报,

型在陕西地区的精度及适用性分析[]•大地测量与

地球动力学,2020,40(4)

：392

-394.[]方欣硕，范磊•

BDS-2/BDS-3伪距单点定位精度分

析[J]

•全球定位系统,2022,45

(2)

：

19

-

25.[]张璞，陈国通,张晓旭，等•基于iGMAS的BDS空间信

2019,7(2)

：133

-142.⑺⑻张双成，王倩怡，刘奇，等•

BDS精密相对定位精度的

GAMIT

分析[].测绘科学,2018,43(12)

：20 -97,

范磊，施闯，李敏•利用超快速精密星历约束的北斗卫

星实时精密定轨[]•大地测量与地球动力学,2018,

38(9)

：937

-940,号精度性能评估[J].通信技术,2018,52

(8)：1

820

-2

827.(上接第4页)件,研制了国产全自动航摄底片扫描仪。该扫描仪

扫描单张航摄底片所用时间小于3

min,快于国外产

操作进行响应，是整个扫描仪系统开发中不可或缺

的重要组成部分。系统一次扫描过程如图6所示。品，大幅提升了我国航摄底片数字化能力，目前已经

在测绘、国土、电力、石油等行业的1多家单位推广

应用，解决了航摄底片数字化的关键问题。参[1]李明，廖安平,赵俊霞•遥感影像获取:为测绘地信事业

的发展提供有力保障[]•中国测绘,2014(2):12-13.[0]孙海萍，张静怡,杨泽东，等•一种基于航摄资料的历

史航空影像配准算法[J]

•测绘通报,2018(6)：

109

-

113.[]李明,赵俊霞，胡芬•国家航空航天遥感影像获取现状

及发展[J]

•测绘通报,2015(10)

：12

-

15

,51.[4]任俊芳•航摄底片扫描数字化生产的质量控制[]•影

图6完整的一次扫描过程Fig.

1

A

Complete

Schnning

Prscess像技术,2008(5)：41

-44,[]GJB

393A

—

1999航空摄影胶片宽度和齿孔[S].[6

]贾小军,喻擎苍•基于开源计算机视觉库OpeeCV的图

上层驱动软件主要负责图像数据的最终处理和

像处理[J]・计算机应用与软件,2008,25(4)：276

-

278.保存、数据和命令的传输、扫描和校准功能的设置以

及上层和中间层的通信等,旨在和中间层控制系统

协同工作，以期得到更高质量的扫描图像，提高扫描

[]陈博华，戴少鹏•基于OpeeCV的图像处理方法[]•电

子技术与软件工程,2015(19)

：125

-

125.[]曾恒.大幅面多CCD扫描仪图像处理模块的设计与实

速度，从而更好地满足用户需求J2]。现[D].西安:西安电子科技大学,2012.[9]李明，司栋森，等•航片扫描仪中自动卷片控制系统:

5结束语本文对航摄底片自动扫描中的相关关键问题进

CN208158701[P].2013

-01-01.[12]张朋昌•基于GL847的大幅面图像数据采集系统底层

行研究，提出了与国外同类产品不同的技术方法，自

主开发了成套的航摄底片自动化扫描输入硬件和软

驱动软件研究与实现[D].西安:西安电子科技大学,

2020．