程志強(qiáng)

（1.太原理工大學(xué)礦業(yè)工程學(xué)院，山西 太原 030024；2.太原市國土資源勘測中心，山西 太原 030009）

晉陽選煤廠GNSS參考站網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)的測試研究

程志強(qiáng)1,2

（1.太原理工大學(xué)礦業(yè)工程學(xué)院，山西 太原 030024；2.太原市國土資源勘測中心，山西 太原 030009）

晉陽選煤廠GNSS參考站網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)，通過對常規(guī)RTK定位測試、可用性測試、內(nèi)業(yè)測試及外業(yè)測試，得出晉陽選煤廠GNSS參考站網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)運行穩(wěn)定、可靠，且兼容性強(qiáng)、集成效果好的結(jié)論，值得推廣應(yīng)用。

GNSS參考站；網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)；測試；定位；可用性

晉陽選煤廠是太原煤炭氣化集團(tuán)有限責(zé)任公司的骨干企業(yè)，是由原煤炭部投資，原蘇聯(lián)南方煤炭設(shè)計院與山西煤礦設(shè)計院聯(lián)合設(shè)計，主要工藝和設(shè)備從原蘇聯(lián)引進(jìn)，采用三產(chǎn)品重介旋流器主選及煤泥浮選聯(lián)合流程，在全國主要的選煤廠中占中上等水平。

為了檢核晉陽選煤廠GNSS參考站網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)設(shè)計的合理性以及有效覆蓋范圍、流動站在有效覆蓋范圍內(nèi)所能達(dá)到的精度、系統(tǒng)穩(wěn)定性和兼容性等技術(shù)指標(biāo)，在晉陽選煤廠指定的區(qū)域內(nèi)進(jìn)行了GNSS參考站網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)的相關(guān)性能測試。

1 測試方案

1.1 測試內(nèi)容

系統(tǒng)坐標(biāo)框架測定和精度評定；系統(tǒng)連續(xù)、自動運行能力的測試；系統(tǒng)對參考站管理能力和數(shù)據(jù)處理能力的測試；系統(tǒng)的可用性測試；流動站用戶接收機(jī)測試；流動站通訊方式的可用性和性能測試；流動站用戶定位初始化時間、定位精度、時間延遲測試。

1.2 測試方法

1.2.1 系統(tǒng)坐標(biāo)框架測定和精度評定

為了確定晉陽選煤廠GNSS參考站網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)的精確坐標(biāo)，采用120 h的連續(xù)觀測數(shù)據(jù)，數(shù)據(jù)采樣率為1s，全部轉(zhuǎn)換為RINEX數(shù)據(jù)格式。同時引入IGS[1]站的同期觀測數(shù)據(jù)，采用高精度基線解算軟件進(jìn)行基線解算，將基線處理結(jié)果進(jìn)行平方差，得出晉陽選煤廠GNSS參考站網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)的點位坐標(biāo)和精度指標(biāo)。

1.2.2 網(wǎng)絡(luò)RTK定位測試

測試點的選擇是在晉陽選煤廠GNSS參考站網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)均勻分布網(wǎng)絡(luò)覆蓋內(nèi)，觀測條件良好的，在網(wǎng)中初步選點若干個已有WGS84[2]坐標(biāo)系統(tǒng)坐標(biāo)的控制點作為測試點。

實時定位測試是在晉陽選煤廠GNSS參考站網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)每個測試點上，按照連續(xù)地形測量模式，以1s采樣率連續(xù)采集150個定位結(jié)果，記錄初始化時間等相關(guān)信息。

初始化時間分析是統(tǒng)計晉陽選煤廠GNSS參考站網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)所有測試點的最長初始化時間、最短初始化時間、平均初始化時間，并評定是否達(dá)到設(shè)計要求。

定位精度統(tǒng)計分析是統(tǒng)計晉陽選煤廠GNSS參考站網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)所有測試點的最大誤差、最小誤差、誤差概率統(tǒng)計，并評定是否達(dá)到設(shè)計要求。

2 測試結(jié)果及分析

2.1 系統(tǒng)坐標(biāo)框架測定和精度評定

通過收集晉陽選煤廠GNSS參考站的24h原始數(shù)據(jù)，數(shù)據(jù)采樣率為1 s，全部使用Leica Geomatic Office軟件轉(zhuǎn)換為RINEX數(shù)據(jù)格式。系統(tǒng)坐標(biāo)框架是通過引入同期觀測數(shù)據(jù)，采用高精度基線解算軟件進(jìn)行基線解算，將基線處理結(jié)果進(jìn)行平方差，得出GNSS參考站的點位坐標(biāo)和精度指標(biāo)。

2.2 網(wǎng)絡(luò)RTK定位測試

2.2.1 常規(guī)RTK測試

測試點選擇是按照晉陽選煤廠GNSS參考站網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)測試點要求，均勻分布網(wǎng)絡(luò)覆蓋內(nèi)WGS84坐標(biāo)系統(tǒng)坐標(biāo)的控制點作為測試點。

測試結(jié)果是經(jīng)過剔除粗差觀測值后，晉陽選煤廠GNSS參考站網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)常規(guī)RTK定位測試結(jié)果見表1。

表1 網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)常規(guī)RTK定位測試結(jié)果

根據(jù)表1的統(tǒng)計結(jié)果，流動站RTK定位在WGS-84坐標(biāo)系下的三維外符合精度可以達(dá)到水平2～3cm，垂直3～5cm。

測試結(jié)果分析得出：晉陽選煤廠GNSS參考站網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)除周圍有障礙物觀測條件較差外，一般點平面精度均優(yōu)于3cm。

2.2.2 可用性測試

房角測試可以看出，不管是雙星還是單星如果放在房角直接開機(jī)，都難以初始化。如果雙星在一個比較開闊的地方初始化后，然后移動到房角則可以測量出結(jié)果。

樹底下測試時，在靠近樹底下單、雙星都可以初始化，測出結(jié)果，但是單星初始化時間比較長，完全在比較茂密的樹底下，雙星可以固定，單星不能初始化或初始化很慢。樹底下測試記錄表見表2。

表2 樹底下的可用性測試記錄

從表2的測試結(jié)果來看，都能滿足晉陽選煤廠GNSS網(wǎng)絡(luò)參考站技術(shù)設(shè)計指標(biāo)。

3 測試結(jié)論

3.1 內(nèi)業(yè)測試

晉陽選煤廠GNSS參考站網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)內(nèi)業(yè)測試,嚴(yán)格按照行業(yè)測試標(biāo)準(zhǔn)，進(jìn)行了可行性測試，達(dá)到了測試預(yù)期目標(biāo)。晉陽選煤廠GNSS參考站網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)兼容性強(qiáng)、集成效果好；運行穩(wěn)定、可靠；實際精度統(tǒng)計顯示優(yōu)于技術(shù)設(shè)計；提供的數(shù)據(jù)鏈路各項指標(biāo)符合技術(shù)設(shè)計，部分指標(biāo)優(yōu)于前期技術(shù)設(shè)計。

3.2 外業(yè)測試

整個RTK作業(yè)面積大于70km2，可以覆蓋整個晉陽選煤廠GNSS參考站網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)，優(yōu)于設(shè)計指標(biāo)。晉陽選煤廠GNSS參考站網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)運行穩(wěn)定正常，內(nèi)、外符合精度達(dá)到設(shè)計要求，網(wǎng)內(nèi)精度分布均勻，初始化時間普遍小于20s。系統(tǒng)外延性很理想，網(wǎng)外20km[3]，初始化速度與網(wǎng)內(nèi)基本沒有任何區(qū)別，且內(nèi)、外符合精度優(yōu)于技術(shù)設(shè)計要求;系統(tǒng)對第三方設(shè)備兼容性好。

4 結(jié)束語

通過對晉陽選煤廠GNSS參考站網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)進(jìn)行常規(guī)RTK定位測試、可用性測試、內(nèi)業(yè)測試、外業(yè)測試，得出晉陽選煤廠GNSS參考站網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)運行穩(wěn)定、可靠，且兼容性強(qiáng)、集成效果好,值得推廣應(yīng)用。

[1]陳俊勇，張鵬，武軍酈,等.在中國構(gòu)建全球?qū)Ш叫l(wèi)星連續(xù)運行站系統(tǒng)的思考〔J〕.測繪學(xué)報，2007，（04）.

[2]張弘.連續(xù)運行參考站服務(wù)網(wǎng)的技術(shù)研究〔J〕.太原科技，2008，（11）.

[3]蔡東健,岳建平,勾啟泰.JSCORS系統(tǒng)實時定位性能測試與分析〔J〕.測繪通報,2009,（7）.

Test Research on the Network System of GNSS Reference Station in Jinyang Coal Preparation Plant

CHENG Zhi-qiang1,2
（1.College of Mining Engineering,Taiyuan University of Technology,Taiyuan Shanxi 030024;2.Taiyuan Land and ResourcesSurveying Center,Taiyuan Shanxi 030009,China)

The paper introduces the network system of GNSS reference station in Jinyang Coal Preparation Plant.Through conventional RTK positioning test,usability test,field and office work tests,a conclusion is drawn:with its stable reliability,strong compatibility and improved integration effect,the system is worth popularizing

GNSS reference station;network system;test

TD679

A

1672-5050（2010）03-0078-03

2009-11-20

程志強(qiáng)（1976—），男，山西介休人，在讀工程碩士，工程師，從事國土資源勘測工作。

劉新光