（江西省測(cè)繪成果質(zhì)量監(jiān)督檢驗(yàn)測(cè)試中心 江西南昌 330046）

1 引言

GPS 數(shù)據(jù)處理主要由GPS 基線(xiàn)解算和GPS 網(wǎng)的平差構(gòu)成，而數(shù)據(jù)處理則要靠衛(wèi)星星歷才能完成，同時(shí)衛(wèi)星星歷又包括廣播星歷和精密星歷。利用不同的星歷對(duì)相同的基線(xiàn)進(jìn)行解算，得到的結(jié)果是不一樣的，所以說(shuō)，用不同的星歷進(jìn)行解算最終會(huì)影響到控制網(wǎng)的平差結(jié)果及精度。

本文分別用廣播星歷和精密星歷對(duì)IGS 跟蹤站外業(yè)觀(guān)測(cè)數(shù)據(jù)進(jìn)行處理，從而得出廣播星歷和精密星歷對(duì)GPS 基線(xiàn)解算和網(wǎng)平差的影響，其研究成果對(duì)于工程所達(dá)到的精度要求有著重要的作用。

2 廣播星歷和精密星歷的綜合比較

表1 各種衛(wèi)星星歷信息表（ICS 網(wǎng)站）

2.1 星歷誤差對(duì)定位的影響

1.對(duì)單點(diǎn)定位的影響

誤差方程為∶

式中，V 為距離觀(guān)測(cè)值的改正數(shù)；VX、VY、VZ為接收機(jī)近似坐標(biāo)（X0、Y0、Z0）的改正數(shù)；VTR為觀(guān)測(cè)瞬間接收機(jī)鐘的鐘差改正數(shù)；常數(shù)項(xiàng)Li為∶

式中，ρci為根據(jù)衛(wèi)星星歷所給出的第i顆衛(wèi)星的坐標(biāo)（xsi、ysi、zsi）以及接收機(jī)的近似坐標(biāo)（X0、Y0、Z0）所求得的距離計(jì)算值；ρ0i為接收機(jī)所測(cè)得的至第i顆衛(wèi)星的距離觀(guān)測(cè)值；Vicoi、Vtropi為相應(yīng)的電離層延遲改正和對(duì)流層延遲改正；Vti為第i顆衛(wèi)星的衛(wèi)星鐘改正數(shù)。顯然，當(dāng)衛(wèi)星星歷有誤差時(shí)，影響ρ0i=的值，使常項(xiàng)產(chǎn)生誤差dLiO。dLi即衛(wèi)星星歷誤差在接收機(jī)至該衛(wèi)星方向上的投影。

2.對(duì)相對(duì)定位的影響

在不同的測(cè)站i，j 上對(duì)相同的衛(wèi)星k 進(jìn)行同步觀(guān)測(cè)后，兩個(gè)誤差方程相減后得到誤差方程如下∶

式中，（ljk、mjk、njk）為測(cè)站j 至衛(wèi)星k方向上的方向余弦，可據(jù)測(cè)站j的近似坐標(biāo)（xj0、yjk、zjk）及衛(wèi)星星歷求得；（V△x、V△Y、V△Z）為測(cè)站i、j 間三維坐標(biāo)差的改正數(shù)；V△Tij為接收機(jī)i 和接收機(jī)j的相對(duì)鐘差改正數(shù)；常數(shù)項(xiàng)Lijk為∶

式中，（ρkj）0、（ρki）0為接收機(jī)i 和接收機(jī)j 至衛(wèi)星k的距離觀(guān)測(cè)值。采用測(cè)距碼測(cè)距時(shí)，可直接獲得，采用載波相位測(cè)量時(shí)∶

當(dāng)衛(wèi)星星歷有誤差SS’時(shí)，對(duì)計(jì)算值的影響為∶

這個(gè)式子告訴我們，衛(wèi)星星歷誤差對(duì)定位誤差的影響方面，相對(duì)定向誤差要小于單點(diǎn)定向誤差。

2.2 消除和削弱星歷誤差影響的方法和措施

1.采用精密星歷

在高精度的應(yīng)用領(lǐng)域中，可使用精密星歷。IGS的成立為我們提供了方便。

2.采用相對(duì)定位模式

利用相對(duì)定位模式布設(shè)的GPS 網(wǎng)時(shí)，即使基線(xiàn)長(zhǎng)度達(dá)56km時(shí)，廣播星歷誤差的影響仍可以保持在1cm 以?xún)?nèi)。當(dāng)網(wǎng)中具有高精度的起始坐標(biāo)時(shí)，各網(wǎng)點(diǎn)還可獲得精確的絕對(duì)坐標(biāo)。而獲得高精度的起始坐標(biāo)并不困難，因?yàn)槲覈?guó)已布設(shè)了高精度的GPS網(wǎng)，具有比較密集的高精度起算點(diǎn)。此外，用戶(hù)通過(guò)與周?chē)腎GS 站聯(lián)測(cè)或者與我國(guó)的現(xiàn)代地殼運(yùn)動(dòng)觀(guān)測(cè)網(wǎng)絡(luò)中的基準(zhǔn)站聯(lián)測(cè)，也很容易獲得高精度的起始點(diǎn)坐標(biāo)。

3 實(shí)例分析

3.1 數(shù)據(jù)處理

本文通過(guò)IGS 網(wǎng)站獲取了位于中國(guó)的BJFS、SHAO、TWTF、WUHN 這四個(gè)跟蹤站的觀(guān)測(cè)文件及廣播星歷文件，并同時(shí)獲取了相應(yīng)的精密星歷文件，采用的數(shù)據(jù)處理軟件為T(mén)BC (TRIMBLE BUSINESS CENTER)。在數(shù)據(jù)處理過(guò)程中，為了保證結(jié)果的可比性，除星歷設(shè)置不同，其他的參數(shù)都保持不變。

3.2 數(shù)據(jù)精度比較

在TBC中導(dǎo)入BJFS、SHAO、TWTF、WUHN的觀(guān)測(cè)文件，并分別導(dǎo)入廣播星歷和精密星歷，進(jìn)行基線(xiàn)解算、網(wǎng)平差?；€(xiàn)解算結(jié)果比較見(jiàn)表2，網(wǎng)平差后坐標(biāo)比較見(jiàn)表3。

表2 不同星歷基線(xiàn)解算精度比較

從表2中可以看出，對(duì)于GPS 網(wǎng)的基線(xiàn)解算，利用精密星歷解算比利用廣播星歷解算所得結(jié)果無(wú)論是水平精度還是垂直精度都要高。

表3 兩種星歷網(wǎng)平差后的坐標(biāo)與IGS 站坐標(biāo)的比較（以BJFS 為控制點(diǎn)）

從表3中對(duì)比數(shù)據(jù)可以看出，平差后不論是點(diǎn)的緯度值、經(jīng)度值、還是高度值，利用精密星歷進(jìn)行處理的結(jié)果更接近于IGS 站所提供的參考值。

4 結(jié)論

通過(guò)對(duì)廣播星歷和精密星歷對(duì)數(shù)據(jù)處理結(jié)果的比較，可以看出∶

（1）無(wú)論是從解算基線(xiàn)的結(jié)果或者是網(wǎng)平差結(jié)果來(lái)看，利用精密星歷都要比利用廣播星歷更優(yōu)。

（2）在相同的平差條件下，精密星歷解算基線(xiàn)網(wǎng)平差結(jié)果的位置精度略?xún)?yōu)于廣播星歷的計(jì)算結(jié)果，精密星歷解算基線(xiàn)網(wǎng)的內(nèi)部可靠性也略?xún)?yōu)于廣播星歷解算的基線(xiàn)網(wǎng)。