第39卷第11期能源与环保Vol.39No.112017年11月ChinaEnergyandEnvironmentalProtectionNov.2017收稿日期:2017-08-05;责任编辑:秦爱新DOI:10.19389/j.cnki.1003-0506.2017.11.057作者简介:郑春着(1981—),男,安徽凤台人,工程师,2005年毕业于合肥工业大学,现从事电力信息化工作。引用格式:郑春着,魏永,章兵,等.基于GAMIT基线解算的北斗地基增强站稳定性分析[J].能源与环保,2017,39(11):273-275.ZhengChunzhuo,WeiYong,ZhangBing,etal.StabilityanalysisofbeidoustrengthenfoundationbasedonGAMITbaselinesolution[J].ChinaEnergyandEnvironmentalProtection,2017,39(11):273-275.基于GAMIT基线解算的北斗地基增强站稳定性分析郑春着,魏永,章兵,尹为松(安徽继远软件有限公司,安徽合肥230088)摘要:北斗地基增强系统是由若干个地基增强站构成,北斗系统能实时提供国家2000大地坐标系,由此可知北斗地基增强站的稳定性分析尤为重要。选取安徽省内3个北斗基站6个月的观测数据,对基站的稳定性进行分析。通过GAMIT解算分析,得出此3个北斗地基增强站稳定性好,满足国防、电力、政府等关键部门应用。关键词:北斗地基增强站;GAMIT;观测数据;稳定性分析中图分类号:P228.4文献标志码:A文章编号:1003-0506(2017)11-0273-03StabilityanalysisofbeidoustrengthenfoundationbasedonGAMITbaselinesolutionZhengChunzhuo,WeiYong,ZhangBing,YinWeisong(AnhuiJiyuanSoftwareCo.,Ltd.,Hefei230088,China)Abstract:TheBeidousystemconsistsofseveralground-basedstationsandcouldprovidetheCGCS2000,itwasveryimportanttoana-lyzethestabilityofBeidoufoundationstation.Thestabilityofthebasestationwasanalyzedbasedontheobservationdataof3stationsinAnhuiduring6mouth.ThroughtheGAMITcalculationandanalysis,itisconcludedthatthestabilityofstationisgoodandcanprovideapplicationsfordefense,electricity,governmentandsoon.Keywords:Beidoufoundationstation;GAMIT;observationdata;stabilityanalysis0引言北斗卫星导航系统(BeiDou(COMPASS)Navi-gationSatelliteSystem)是中国正在实施的自主发展、独立运行的全球导航卫星系统,是城市空间数据基础设施之一,该系统能够快速获取高精度的位置信息和特征信息,是区域规划、管理、决策的基础。随着社会的发展,技术的创新,从数据稳定性、精度分析等因素考虑,原有的CORS系统已无法满足工程建设需要,越来越多的城市将原有的CORS基站系统进行升级改造,使得能支持北斗系统。升级后的CORS系统维护着区域参考框架、坐标基准,由于受到地面或者建筑物沉降、地壳板块运动影响,CORS基站本身会产生一定的移动或者偏移,所以基站稳定性分析显得格外重要,本文通过对一定数量、一定时间阶段内的北斗基站数据,利用GAMIT基线解算进行分析,得出位置移动数值,从而分析出北斗地基增强站的稳定性。1GAMIT/GLOBK软件及安装(1)软件介绍。GAMIT/GLOBK原理是在UNIX/LINUX操作系统下的采用精密星历来处理数据从而得到需要点的位置坐标数据、卫星轨道参数、电离层误差改正和对流层延迟改正数据。该软件的代码选择的是开放源代码———FORTRAN,GAMIT/GLOBK解算的数据结果具有高精度、可用性强,基线相对精度达到10-8数量级,绝对精度优于1mm。(2)功能模块。当使用GAMIT/GLOBK处理基线数据时,可以采用批处理模式或者手动处理模式,使用2个独立的GAMIT功能模块时,也可以使用处理流程串联起来。GAMIT/GLOBK软件模块功能介绍:①MAKEXP功能。利用该功能模块可以生成相对应的标准输入文件数据,生成时主要利用站点的时间设置信息,例如观测点起始时刻、数据采样间隔·372·
2017年第11期能源与环保第39卷等。②sh_check_sess功能。检查RINEX文件中相关卫星数据的一致性。③sh_makej功能。用于生成卫星钟差文件。④MAKEX功能。生成X格式文件,生成时主要利用伪距信息、相位信息、星历信息和卫星时钟信息。⑤ARC功能。生成T格式文件,生成时主要利用卫星速度和位置数据。⑥FIXDRV功能。输出批处理格式文件。⑦MODEL功能。生成C格式文件,生成时需计算站点的期望值数据。⑧AUTCLN功能。该功能是筛去粗差和周跳数据,从而提高解算精度。⑨CFMRG功能。生成M格式文件,即观测方程。⑩SOLVE功能。生成Q格式文件,生成依据是最小二乘法原理。(3)GAMIT/GLOBK安装。①需在终端机上安装虚拟机VMware和UBUNTU系统;②以root身份登录进行设置密码;③对系统进行更新和汉化,安装gcc、csh、gfortran和libx11-dev;④在终端运行install_software命令,从而完成软件安装。⑤安装完成后,打开终端,输入doy,检查软件是否已正确安装。安装正确后如图1所示。图1GAMIT/GLOBK安装成功显示界面Fig.1SuccessfullyinstalledinterfaceofGAMIT/GLOBK2北斗地基增强站稳定性分析(1)站点选择。采用安徽省区域内的4个北斗地基增强站,4个基站分别位于亳州市、马鞍山市、淮南寿县和安庆市。数据采集时间段为2016年的2月、3月、4月、5月、6月、7月。利用GAMIT,联测IGS服务武汉站、上海站和北京房山站,所选北斗地基增强站站点分布如图2所示。(2)基线解算。建立一个项目文件夹,里面新建5个文件夹分别存放各种表文件、精密星历文件、图2北斗地基增强站站点分布Fig.2PositionofBeidoufoundationstation观测数据文件、广播星历文件和各时段的链接文件。打开终端Terminal,运行批处理脚本,从而解算出基线数据。(3)基站稳定性分析。利用GAMIT解算出从2017年2月—7月连续5个月4个北斗地基增强站的坐标,从而分析6个月以来基站位置变化情况。各基站坐标分量差异见表1、表2、表3、表4。表1MAZD站点坐标分量差异Tab.1DifferenceofMAZDsitecoordinatemm月份上月差值X上月差值Y上月差值Z32.19.29.549.46.79.357.95.38.268.01.18.474.43.97.9表2YLZD站点坐标分量差异Tab.2DifferenceofYLZDsitecoordinatemm月份上月差值X上月差值Y上月差值Z34.85.95.644.33.79.455.54.25.169.17.38.572.13.58.2·472·
2017年第11期郑春着,等:基于GAMIT基线解算的北斗地基增强站稳定性分析第39卷表3BZZD站点坐标分量差异Tab.3DifferenceofBZZDsitecoordinatemm月份上月差值X上月差值Y上月差值Z37.23.37.643.59.18.454.95.36.968.85.37.274.13.77.7表4AQZD站点坐标分量差异Tab.4DifferenceofAQZDsitecoordinatemm月份上月差值X上月差值Y上月差值Z37.0-3.17.9449.55.55-4.15.6-6.265.8-5.08.372.93.28.6通过GAMIT基线解算得出2017年2月到7月4个基站的坐标位置信息,从而得出各个坐标方向的坐标值,分析对比与前一个月的位置信息,得出各坐标分量差值曲线图(图3—图5)。图3四站点X坐标变化曲线Fig.3Xcoordinatechangediagramof4stations图4四站点Y坐标变化曲线Fig.4Ycoordinatechangediagramof4stations3结语通过对安徽区域内不同地形条件的4个北斗地图5四站点Z坐标变化曲线Fig.5Zcoordinatechangediagramof4stations基增强站连续5个月的坐标进行观测,并分析5个月以来每个基站的各坐标分量差异变化,可以看出3个方向的变化均在mm级别,其中Z坐标方向相对来讲变化较大,基本在8~9mm,4个北斗地基增强站稳定性较好,能为国防、国土、电力等各部门提供可靠的信号源。参考文献(References):[1]王超,郭际明,周命端,梅连辉.高精度GPS数据处理中GAMIT批处理方法与实现[J].测绘信息与工程,2012,37(2):10-12.[2]张旭东,蔡元波,韩红超.基于Gamit数据解算的CORS站点稳定性监测研究[J].地理空间信息,2011,9(2):39-42.[3]徐杰,任超,孟黎.使用GAMIT进行高精度基线向量解算的方法与实践[J].海洋测绘,2007,27(6):29-32.[4]高旺,高成发,潘树国,等.基于快速星历的GAMIT高精度基线解算研究[J].测绘科学,2015,40(2):22-25.[5]赵建三,杨创,闻德保.利用GAMIT进行高精度GPS基线解算的方法及精度分析[J].测绘通报,2011(8):5-8.[6]王锴华,汪洋,刘鸿飞.基于单基站的航运CORS系统动态精度测试与分析[J].测绘地理信息,2015,40(1):12-15.[7]尹为松,陶庭叶.基于GA-BP模型的GPS对流程延迟内插算法[J].测绘科学,2016,41(1):180-184.[8]尹为松,魏永,章兵,等.北斗地基增强系统在电力地理信息数据采集中的应用[J].中州煤炭,2016(12):147-151.[9]吴海新.GAMIT/GLOBK坐标系到CGCS2000坐标系的转换研究[J].测绘与空间地理信息,2015,38(6):208-214.[10]杨登科,安向东,汤勰.GAMIT数据处理中基线解算模式的对比分析[J].测绘地理信息,2016,41(2):18-21.[11]赵国强,任雳.基于GAMIT/GLOBK的GPS数据处理平台搭建[J].测绘地理信息,2016,41(1):42.[12]楚亮,宋韦剑,王亚军,黄强.徐州市连续运行参考站稳定性分析[J].测绘科学,2015,20(11):54-56.[13]张双城,曹海洋,高涵,等.基于GAMIT的GPS短基线解类型分析及应用[J].测绘通报,2011(10):27-29.[14]高旺,高成发,潘树国,等.基于广播星历的GAMIT基线解算方法及精度分析[J].测绘工程,2014,23(8):54-57.·572·