基于LGO及COSA、HGO在短基線處理中的精度分析

趙貫玉

（西安天穹勘測信息有限公司，陜西 西安 710065）

1 現(xiàn)有GNSS監(jiān)測網(wǎng)

利用GNSS進行基準網(wǎng)觀測時，具有高精度、全天候、天氣影響小、通視條件少等特點?，F(xiàn)有技術條件下，單一的GPS接收能力顯然不能滿足工程精密工程需要。如在龍江水電監(jiān)測項目中GNSS系統(tǒng)可以達到水平方向1mm，垂直方向2mm的精度；在西坑水庫變形監(jiān)測中4h解水平位移、垂直位移監(jiān)測精度均優(yōu)于3mm，具備毫米級變形監(jiān)測精度的能力。

2 GNSS變形監(jiān)測基準網(wǎng)的建立

2.1 監(jiān)測網(wǎng)設計

因在工程中工作基準點容易破壞，首要充分考慮基準的穩(wěn)定性，變形監(jiān)測網(wǎng)基準點進行統(tǒng)一布設；其中3個基準點布設在距基坑外圍3km范圍內(nèi)，且選擇GNSS接收機能在凈空條件10°的位置，使用鋼管型強行對中樁；此外在基坑周邊布設3個工作基準點，其中1個（JJ01）為后續(xù)安裝全站儀使用，其他2個安裝棱鏡使用（JJ04、JJ05，分別設立在西北角、東南角位置）；再次考慮各種中變形另設2個棱鏡固定點JJ02、JJ03，分別在基坑北南各設一個）。在此基坑監(jiān)測水平位移變形觀測網(wǎng)已建立。

2.2 基準點安裝

根據(jù)規(guī)范要求監(jiān)測網(wǎng)對儀器對中要求1mm內(nèi)，因而采用強制對中設備（除GPS2在待建施工區(qū)，采用三腳架），安裝強制對中設備時使用檢驗過的水平儀進行安裝，安裝要求不能超過0.2格，設備保證儀器滿足安裝精度要求。

3 監(jiān)測基準網(wǎng)觀測要求與觀測

使用統(tǒng)一型號GNSS（思拓力S3II型）接收機，觀測前對儀器設置高度截止角15°，采用間隔設為30秒；集采數(shù)據(jù)前GNSS接收機啟動所有接收信號衛(wèi)星系統(tǒng)，儀器高量取使用配套統(tǒng)一型號鋼卷尺，儀器高三個方向量取至在1mm內(nèi)。為了消除或削弱儀器相位中心偏差的影響，采用±1°級指北針確定儀器確認北方向，如本次儀器顯示屏面向北方向，且儀器定北方向偏差不能超過5°。觀測時段為23h，考慮每臺接收機的開始觀測時間不統(tǒng)一，所以適當延長觀測時間23.5h進行同步觀測。

4 數(shù)據(jù)處理

4.1 監(jiān)測基準網(wǎng)數(shù)據(jù)預處理

因思拓力S3II型接收機的靜態(tài)數(shù)據(jù)為.dat格式，應將通用靜態(tài)數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)換為rinxe3.02格式，在HGO與LGO8.4天線輸入方式不同、且未設置思拓力S3II天線，應參考相關軟件操作說明即可，簡易查找相關型號天線的方法，找到對應儀器生產(chǎn)廠家的相應的靜態(tài)數(shù)據(jù)處理軟件，在天線管理中查看即可。

4.2 監(jiān)測基準網(wǎng)數(shù)據(jù)預處理

首先，基線解算使用GAMIT／GLOBK軟件基準網(wǎng)分三個階段組織實施。

1）第一階段，使用中國及周邊的IGS跟蹤站BJFS、DAEJ、HYDE和POL2，對4個cors站點進行計算，得出四個站點的ITRF2014框架2020.884歷元的坐標，參考橢球為WGS84橢球。采用長基線解算策略計算。本期的postfitnrms為0.211。本層次平差采用globk軟件進行，使用igs發(fā)布的itrf14的站坐標數(shù)據(jù)和信息以及itrf14的地震文件和地球相關參數(shù)獲cors站的itrf2014框架的坐標。

2）第二階段，使用cors站點，對3個基準點GPS1、GPS2和GPS3進行計算，采用長基線策略計算。本期postfitnrms為0.198。本階段次平差軟件采用COSAGPS軟件進行。

3）第三階段，基于3個基準點計算獲取JJ01、JJ04、JJ05的坐標。采用短基線策略計算，本期postfit nrms為0.278。采用cosagps軟件平差。

然后，使用科傻COSAGPS進行進行平差解算。

其他各方案的起算數(shù)據(jù)都是采用第二階段的解算結(jié)果。

為了類比個方案的性能、效率、精度等特點擬定如下：方案一：基于HGO靜態(tài)檢測數(shù)據(jù) （廣播星歷）；方案二：基于LGO8.4與科傻COSAGPS靜態(tài)檢測數(shù)據(jù)（廣播星歷）；方案三：基于HGO靜態(tài)檢測數(shù)據(jù)（快速精密星歷）；方案四：HGO與科傻COSAGPS靜態(tài)檢測數(shù)據(jù)（快速精密星歷），根據(jù)以上四種解決，來分析各種方案間的差異。其中表2中等待時間即為獲取快速星歷的等待時間。

表2 各方案基線解算、平差效率對比表

表3 gamit／globk與各方案平差坐標對比表

從表1處理數(shù)據(jù)結(jié)果來看方案一解算精度最優(yōu)，方案二與方案三精度相當，方案四精度最差；從作業(yè)方式與便捷方式、時間考慮，從表2可以看出方案一效率最高，因方案三、四，都要等待精密星歷的發(fā)布，方案一用時最短效率最高。；此外，在表3中不難方案從平差結(jié)果分析方案三、四最高，方案一較差、方案二最差。

5 結(jié)語

綜上所述，從整個項目分析每個方案都有它的優(yōu)缺點，也就是說在滿足項目精度的前提下提高精度和把握項目成本皆為重要。單從效率角度考慮方案一最優(yōu)，方案二、三、四依次排序，HGO解算時采用默認基線解算模式，一次通過所有限差要求，計算使用時最短、效率最高；HGO使用廣播星歷或HGO使用精密星歷中解算結(jié)果都為毫米級，綜合分析HGO使用廣播星歷，最快、最穩(wěn)、最省時。

本文通過以上四種方案分析HGO、LGO8.4兩款軟件的優(yōu)劣，希望今后能為廣大測繪同仁選用解算軟件提供一定的幫助，從而提高工作效率和成果精度。