基于IGSRTS的实时精密单点定位.

中国石油大学（华东）国家海洋局海洋一所基于IGSRTS的实时精密单点定位及精度分析陈冠旭、范士杰、刘焱雄等目录1、研究背景2、产品分析3、定位试验和精度分析4、总结与展望目录1、研究背景2、产品分析3、定位试验和精度分析4、总结与展望1、研究背景RTPP(Real-TimePilotProject)计划2007年正式提供实时服务RTS（Real-TimeService）2013年国际GPS服务（IGS）机构成立1992年IGSFinal产品IGS快速产品（IGR）IGS超快速产品（IGU）1994年2000年1、研究背景IGSRTS是基于Internet以NTRIP协议按RTCM-SSR格式播发的实时数据流，提供基于广播星历的精密卫星轨道和钟差改正数。标称精度：轨道5厘米，钟差0.3纳秒IGS01IGC01IGS02IGS03CoM单历元产品GPSAPC单历元产品GPSAPC卡尔曼滤波产品GPSAPC卡尔曼滤波产品GPS+GLONASS参考系统：ITRF081、研究背景存在问题：针对RTS产品质量分析、精度验证及定位效果的研究成果较少;基于Internet播发的实时精密卫星轨道和钟差改正数据流产品会由于网络原因产生时域断裂情况。研究内容：以IGS事后精密星历和钟差产品为参考，验证RTS产品精度；尝试利用拉氏插值法解决数据流产品时域断裂问题；利用IGS站观测数据、船载动态数据和RTS产品，进行实时PPP定位试验。目录1、研究背景2、产品分析3、定位试验和精度分析4、总结与展望2、产品分析：质量0246810121416182022240510152025301806周IGSO1数据质量分析(231日)GPST/小时PRN024681012141618202224051015202530GPST/小时PRN1806周IGCO1数据质量分析(231日)产品IGC01IGS01丢失数据量595505650889无效数据率3.08%3.36%有效数据率96.92%96.64%2、产品分析：质量（服务端补救）产品IGC01IGS01丢失数据量278579380601无效数据率1.44%1.97%有效数据率98.56%98.03%024681012141618202224051015202530GPST/小时PRN1812周IGC01数据质量分析（275日）275275.1275.2275.3275.4275.5275.6275.7275.8275.92760510152025301812周IGS01数据质量分析（275日）GPST/小时PRN2、产品分析：质量（用户端补救）12:5312:5412:5512:5612:5712:5812:5913:0013:01-1.501.5GPST改正数/m时域断裂实时改正数据流拉氏插值补救钟差补救钟差原始轨道径向补救轨道径向原始轨道切向补救轨道切向原始轨道法向补救轨道法向原始2、产品分析：质量（用户端补救）1011121314-3-2-10123GPST/小时站心坐标/mMOBS站274日RTS动态解算结果（未拟合）N方向E方向U方向1011121314-3-2-10123GPST/小时站心坐标/mMOBS站274日RTS动态解算结果（经拟合）N方向E方向U方向拉氏插值克服了RTS产品时域断裂情况271272273274275276277-0.8-0.6-0.4-0.200.20.40.6RTS与事后精密钟差互差年级日/天钟差互差值/ns271272273274275276277024681012RTS与事后精密星历卫星位置三维距离年积日/天三维距离/cm271272273274275276277-10-50510RTS与事后精密星历卫星位置互差年积日/天坐标互差值/cmx方向y方向z方向2、产品分析：精度（PRN11为例）2、产品分析：精度PRN1PRN11PRN21PRN31总数据X方向/cm2.483.202.161.742.62Y方向/cm2.041.992.382.112.49Z方向/cm2.792.002.021.672.42三维/cm4.254.263.793.214.35钟差/ns0.120.210.150.260.31经验证：以IGS最终星历和钟差为参考，轨道精度优于3cm，钟差精度达到0.3ns可为高精度实时精密单点定位应用提供基础数据支撑RTS产品的精度（RMS）统计目录1、研究背景2、产品分析3、定位试验和精度分析4、总结与展望实时PPP流程IGSRTS改正数产品是否时域断裂广播星历卫星轨道与钟差初始值拉氏插值精密轨道与钟差组合实时观测数据周跳探测Internet各项误差模型改正观测方程序贯滤波实时PPP结果是否67891011-1.5-1-0.500.511.5GPST/小时U方向/mMOBS站178日静态解算站心坐标RTSIGRIGS静态定位（178日MOBS站）67891011-0.6-0.4-0.200.20.40.6MOBS站178日静态解算站心坐标GPST/小时N方向/mRTSIGRIGS67891011-0.4-0.200.20.4MOBS站178日静态解算站心坐标GPST/小时E方向/mRTSIGRIGSRMS统计RTSIGRIGSN方向/cm0.671.370.23E方向/cm3.113.272.07U方向/cm0.893.671.878910111213-1.5-1-0.500.511.522.5LHAZ站275日静态解算站心坐标GPST/小时U方向/mRTSIGRIGS8910111213-1-0.500.51LHAZ站275日静态解算站心坐标GPST/小时E方向/mRTSIGRIGS8910111213-1-0.8-0.6-0.4-0.200.20.40.6GPST/小时N方向/mLHAZ站275日静态解算站心坐标RTSIGRIGS静态定位（275日LHAZ站）RMS统计RTSIGRIGSN方向/cm2.862.161.93E方向/cm3.113.651.46U方向/cm4.896.081.858910111213-2-1.5-1-0.500.511.52GPST/小时U方向/mLHAZ站275日动态解算站心坐标RTSIGRIGS8910111213-1.5-1-0.500.51LHAZ站275日动态解算站心坐标GPST/小时E方向/mRTSIGRIGS8910111213-0.8-0.6-0.4-0.200.20.40.60.8GPST/小时N方向/mLHAZ站275日动态解算站心坐标RTSIGRIGS静态模拟动态定位（178日MOBS站）RMS统计RTSIGRIGSN方向/cm2.413.861.94E方向/cm5.472.991.67U方向/cm5.716.894.36静态模拟动态定位（275日LHAZ站）910111213-0.8-0.6-0.4-0.200.20.40.60.8GPST/小时N方向/mLHAZ站275日动态解算站心坐标RTSIGRIGS910111213-3-2.5-2-1.5-1-0.500.5LHAZ站275日动态解算站心坐标GPST/小时E方向/mRTSIGRIGS910111213-2-1.5-1-0.500.511.52GPST/小时U方向/mLHAZ站275日动态解算站心坐标RTSIGRIGSRMS统计RTSIGRIGSN方向/cm3.685.202.31E方向/cm9.4015.843.41U方向/cm9.1711.819.68收敛时间405060708090100110120130140-1-0.200.21处理时间/分钟U方向/mLHAZ站275日动态解算站心坐标RTSIGRIGS提升约20分钟0102030405060-1-0.200.21处理时间/分钟U方向/mMOBS站178日静态解算站心坐标RTSIGRIGS提升约10分钟0102030405060708090100-1-0.200.21LHAZ站275日静态解算站心坐标GPST/小时U方向/mRTSIGRIGS提升约5分钟405060708090100110120130140-1-0.200.21处理时间/分钟U方向/mLHAZ站275日动态解算站心坐标RTSIGRIGS提升约10分钟船载动态定位（257日渤海）接收机：TrimbleR7GNSS时间：02:10:00~21:50:00船载动态定位（257日渤海）468101214161820-2.3962-2.3961-2.396-2.396-2.396-2.3959-2.3958-2.3958x106GPST/小时X方向/m船载257日动态解算空间直角坐标RTSIGRIGS4681012141618204.40294.4034.40314.40314.40324.40324.40324.4033x106GPST/小时Y方向/m船载257日动态解算空间直角坐标RTSYIGRYIGSY4681012141618203.93043.93043.93043.93043.93043.93053.93053.93053.9305x106GPST/小时Z方向/m船载257日动态解算空间直角坐标RTSIGRIGS468101214161820-0.8-0.6-0.4-0.200.20.40.6船载257日动态解算空间直角坐标互差GPST/小时X方向互差/mRTS-IGSIGR-IGS468101214161820-1-0.500.51船载257日动态解算空间直角坐标互差GPST/小时Y方向互差/mRTS-IGSIGR-IGS468101214161820-1-0.500.51船载257日动态解算空间直角坐标互差GPST/小时Z方向互差/mRTS-IGSIGR-IGSRMS统计RTS-IGSIGR-IGSX方向/cm4.895.12Y方向/cm6.916.43Z方向/cm5.497.52目录1、研究背景2、产品分析3、定位试验和精度分析4、总结与展望4、总结与展望总结：相对于IGSFinal星历和钟差产品，基于广播星历和IGSRTS改正的卫星轨道的精度优于3cm，卫星钟差的精度达到0.3ns；拉氏插值可补救RTS数据流时域中断情况，但牺牲了实时性；基于RTS的实时PPP结果与利用IGSFinal星历和钟差产品的事后PPP结果的精度相当；比利用IGR星历和钟差产品的事后PPP结果更加稳定，且收敛时间提升约10分钟。4、总结与展望展望：进行RTS卫星轨道和钟差改正的实时预估研究，更好地解决实际应用中RTS数据流时域断裂问题；进行多系统融合的实时PPP研究。中国石油大学（华东）国家海洋局海洋一所