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以虚拟参考站(VRS)技术为代表的网络差分定位技术的兴起,使得建立参考站网络式GPS服务体系成为当前GPS技术应用发展的最新趋势。本文以“十一五”国家科技支撑计划重点项目为依托,对高程差异大的区域的网络RTK对流层误差进行研究,论文完成的主要工作如下:
分析了对流层延迟估计模型选取的重要性,从Hopfield模型、Niell模型、CAF模型和Saastamoinen模型、Chao模型和Saastamoinen模型以及Mit模型和Saastamoinen模型选取一个精度相对比较高的模型;同时在参考站网络初始化之后,构造双差对流层延迟滤波器,实时计算参考站网络基线的对流层双差改正数真值,把上述几种模型求解得到的基线的双差对流层误差与真值相比较,并通过天津CORS的数据和试验结果证明了精度最高的是Hopfield模型。
内插模型的比较,主要采用LIM、LCM、DIM、LSM四种方法估计双差对流层误差,并变化设置用户站的高程,比较上述四种方法对高程改正精度的高低,可以看出LIM、LCM、DIM没有涉及高程因素的影响,对于LSM模型有把高程因素的影响考虑进去,并且随着高程的增大,利用LIM、LCM、DIM三种方法的误差越来越大。
针对用户站、参考站间高程差异大的问题,本文提出了三维线性组合模型(New)对用户站与主站之间的双差对流层误差进行估计。通过天津CORS的数据比较分析,New方法与LSM方法的估计精度相当甚至更优,且两种方法的估计精度都显著高于LIM、LCM、DIM,能有效地估计出高程差异大的区域的双差对流层误差,保证了用户的定位精度,并在重庆CORS得到了实际的应用。
在理论研究的基础上自主研发出基于VRS技术的网络差分系统定位解算软件EarthNet,打破了国外对网络RTK技术的垄断,使得国产化CORS系统成为可能。目前,三维线性组合模型已应用于EarthNet软件中。此系统已应用于长沙、青岛和天津等城市,本文对重庆CORS系统的服务质量进行全面的测试和评估,结果表明研发的系统能够全天候提供可靠的实时动态差分定位服务,定位精度为:平面x方向0.73cm、y方向0.6cm、高程1.38cm,平均初始化时间为34s,满足广域范围内cm级实时定位的精度需要。