北斗/GPS双模CORS网研制与测试技术研究

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北斗卫星导航系统(后简称北斗,BeiDou)是拥有我国自主知识产权的全球卫星导航系统。2011年底,拥有11颗星的北斗系统具备了初始运行能力;2012年12月底,北斗办公布其正式ICD文件,标示北斗系统开始提供覆盖中国及周边地区的正式运行服务,经测试,服务精度能够达到10米左右。预计到2020年,北斗系统全面建设完毕,届时,由30余颗卫星组成的北斗系统将提供覆盖全球的高精度、高可靠的定位、导航和授时服务。在四大全球卫星导航系中,美国GPS所占市场份额已超过95%,同时,不可否认的是北斗系统起步晚、发展不完善,在很多方面与其他系统相比存在不足。合理利用北斗系统优势,是北斗系统国际化进程的必经之路。对终端用户而言,GPS与北斗双系统的组合将提供更多的可见卫星,这意味着观测方程个数的增加,其能使导航定位结果更加准确,可靠性更强。本文以在韩国开展应用演示系统建设为背景,论述了应用演示系统建设过程中的北斗/GPS双模CORS网的设计、建设、测试与应用。具体内容有:1.北斗/GPS双模CORS网的设计北斗/GPS双模CORS网是在韩国开展应用演示系统建设的子项目。除了项目背景的介绍外,此模块详细介绍了北斗/GPS双模CORS网的设计方案与组合导航定位系统相关理论。在系统设计方面分别进行系统结构设计、参考基站设计、数据中心软硬件设计、通讯子系统设计等。在组合导航定位系统相关理论方面进行了网络RTK定位技术、虚拟参考站理论与北斗/GPS双系统组合系统定位算法的论述。2.北斗/GPS双模CORS网的建设为了保障韩国北斗双模CORS网的成功建立,笔者在韩国项目开始前,先后于上海建立了两套北斗/GPS双模CORS系统。因为两地建站要求、建设环境、国家网络安全政策和经费限制等问题,在实际建设过程中,细节上各有所不同,此模块将详细论述系统建设情况。系统建设包括了参考基站、通讯系统与数据中心建设,再利用数据中心综合CORS控制软件对系统进行数据存储、播发、用户权限确认、系统监控、维护和管理等工作。3.基于北斗/GPS双模CORS网的RTK定位测试与分析使用网络RTK原理,利用北斗/GPS双模CORS网进行静动态RTK定位实验。实验不仅测试了系统的功能与系统可用性,同时验证了北斗/GPS双系统相较于GPS单系统的定位优势。并根据实测数据进行的DOP值分析、卫星可见性分析及精度分析等,从理论上阐述了上述优势产生的原因。
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