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  • 星站差分NavCom SF3050的稳定性和准确性检查

作者:xiaokcehui2020-6-26 14:14分类: GNSS 标签: navcom 稳定性 准确性

      最近单位送星站差分去强检,发现鉴定结果不如沿岸信标,而且超限,怀疑鉴定单位没有考虑坐标系统的差别,比如NavComSF3050的坐标系统采用ITRF2008下的WGS84坐标,这个坐标随时间是变化的,而我国的CGCS2000坐标是静态坐标系统,坐标历元是2000年,这样两个坐标存在一个历元差。于是,将我们自检的报告发给了鉴定单位,自检报告如下:

     为确保GPS定位系统处于良好的工作状态,掌握GPS的定位精度是否能达到仪器标称的定位精度,201738~9日,于青岛科考基地码头对NavCom SF3050 GPS接收机进行稳定性和准确性检查。

      1.简介

NavCom SF-3050是一款高性能GPS/GLONASS/Galileo三合一组合导航定位系统,单台设备就可在世界范围内达到实时分米级定位精度,它的主要技术参数和性能指标如下:

Ø  全视野并行66通道

Ø  SBAS WAAS/EGNOS/MSAS/GAGAN

Ø  集成StarFire接收机

Ø  L1L2L5G1&G2全波段载波相位跟踪

Ø  C/AP1P2L2CL5G1&G2码跟踪

性能参数:
速度:0.01m/s
实时StarFire差分精度(RMS):
水平< 15cm
垂直< 30cm

2.实验工具

Ø  中海达华星A10定位仪

Ø  RTK 定位精度:平面 (101×10-6D)mm,高程:(201×10-6D)mm

Ø  HYPACK定位数据采集软件

Ø  SDCORS系统网络RTK,精度优于3cm

Ø  三角架及底座各1

3.测量依据

1)坐标系统及投影参数

Ø  2000国家大地坐标系(CGCS2000

Ø  2008国际地球参考框架(ITRF2008

Ø  投影参数:

投影类型:高斯-克吕格投影

中央经线:120º    伪东值:500000m

2)规范及规程

《水运工程测量规范》JTS 131-2012

4.实验步骤

1)布设和测量基准点

在青岛科考基地码头布设基准点,在其上架设三角架,放置华星A10的天线,利用SDCORS测量出基准点的CGCS2000坐标,共观测129组数据(见附录1),点位精度为0.004m,平均值即基准点的CGCS2000坐标见表4-1所示。

 无标题1.png

4-1 基准点坐标测量

4-1 基准点坐标(CGCS2000)

点名

北坐标m

东坐标m

纬度

经度

基准点

3996202.464

547390.984

36°05′41.68819″

120°31′34. 46239″

2NavCom SF305024小时观测

NavCom SF3050的天线替换华星A10的天线,利用HYPACK软件采集NavCom输出的定位系信息(NEMA-GGA格式),采集时间为20173811点至3914点,总共采集了79543组数据,观测图见图4-2

 无标题2.png

4-2 SF3050测量

观测期间的卫星数和水平精度因子HDOP的情况见图4-34-4所示,其中,卫星数和HDOP的平均值分别为150.8

 无标题3.png

4-3 卫星数

 无标题4.png

4-4水平精度因子(HDOP

观测值的平均值见表4-2

4-2  NavCom观测坐标(ITRF2008)

点名

北坐标m

东坐标m

纬度

经度

基准点

3996202.239

547391.544

36°05′41.68079″

120°31′34.48472″

将观测值展到以平均值为中心的误差圆上,见图4-5,从图中可以看出,观测值都位于以平均值为中心半径为0.30m的圆中,通过统计和计算得出:

Ø  距圆心小于0.15m的观测值的个数为74956,占94.2%

Ø  距圆心0.15m-0.30m的观测值的个数为4587,占5.8%

Ø  观测值的点位中误差为0.076m

与设备的性能描述相符合,稳定性满足专项的要求。

 无标题5.png

4-5 点位误差圆

3)定位准确度评估

由于NavCom输出的坐标是ITRF2008下的,而CGCS2000对准的是ITRF19972000.0),因此两个坐标需要进行框架和历元的转换,因框架的差别较小,主要进行历元的转换。历元转换公式如下:

Xt=X(t0)+V(t0)(t-t0)

式中,Xt是任意历元t时的坐标xyzX(t0)为参考历元t0时的坐标xyz;V(t0)为参考历元t0时的速度。

中国大陆的速度场略图见图4-4所示,取BJFSITRF2008)的速度(-0.0312-0.0058-0.0067m/aV(t0)

无标题6.png

4-4 中国大陆速度场略图

计算NavCom的观测值(ITRF20082017.167)转换成CGCS2000的转换三参数为(0.03120.00580.0067m/a×17.167a=0.53560.09960.1150m 经过坐标转换,得到NavCom观测值的CGCS2000坐标,见表4-3

4-3 NavCom观测坐标(CGCS2000)

点名

北坐标m

东坐标m

纬度

经度

基准点

3996202.439

547391.031

36°05′41.68737″

120°31′34. 46425″

最后得出,NavCom观测值与基准点的坐标差值,见表4-4,点位中误差为0.053m。由此可见,NavCom观测的准确度符合专项要求。

4-4 NavCom观测值与基准点坐标对比

点名

北坐标m

东坐标m

纬度

经度

基准点

3996202.464

547390.984

36°05′41.68819″

120°31′34. 46239″

观测值

3996202.439

547391.031

36°05′41.68737″

120°31′34. 46425″

差值

-0.025

0.047

       5.实验结论

       NavCom稳定性和准确度符合设备性能指标,也满足规范的定位要求。

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