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作者:xiaokcehui2020-6-26 14:35分类: GNSS 标签: 稳定性 准确性 SPS351

       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,2017312~13日,于青岛科考基地码头对SPS 351GPS接收机进行稳定性和准确性检查。

       1.简介

Trimble SPS351是一个集成了MSK信标和卫星差分功能的GPS接收机,实时提供亚米级测量精度,它可以使用免费的公共信号(如MSK信标或WAAS/EGNOS/MSAS信号)。

SPS351基本配置包括一个整合在一起的GPS/信标天线,使用免费的公用IALA信标、MSK信号和SBAS改正,信标天线可以达到亚米级的精度,信标机可以追踪非常弱的信号,主要工作指标如下:

l  Trimble EVEREST多路径技术

l  12通道L1 C/A

l  2通道 MSK信标

l  2通道SBAS

l  码差分GPS定位

水平精度±(0.25m+1ppm

竖直精度±(0.5m+1ppm

l  SBASWAAS/ENGOS/MSAS)定位

水平精度< 1m3ft

垂直精度< 5m16ft

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  WGS-84大地坐标系

Ø  1991年国际地球参考框架(ITRF1991

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″

2Trimble SPS351接收机的24小时观测

Trimble SPS351的天线替换华星A10的天线,利用HYPACK软件采集输出的定位系信息(NEMA-GGA格式),采集时间为201731211点至31310点,总共采集了87911组数据,观测图见图4-2

无标题2.png

4-2 SPS351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81.12

UTC时间

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  Rrimble SPS 351观测坐标

点名

北坐标m

东坐标m

纬度

经度

基准点

3996202.314

547390.892

36°05′41.68332″

120°31′34. 45869

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2.m0的圆中,通过统计和计算得出:

Ø  距圆心小于1.0的观测值的个数为78973,占89.8%

Ø  距圆心1.0m~2.0m的观测值的个数为7557,占8.6%

Ø  观测值的点位中误差为0.508m

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

SPS351GPS接收机输出的数据为1991年国际地球参考框架下WGS-84大地坐标,华星A10输出的坐标为2008国际地球参考框架下CGCS2000大地坐标。根据相关文献资料,CGCS2000大地坐标系和WGS-84大地坐标系参考框架和参考历元不同,框架的差异影响很小,主要是因为参考历元的差异,由于我国沿海建立使用时间为90年代末,与CGCS2000参考历元相近,因此,参考框架和参考历元的不同对测量结果影响很小。

通过对87911组数据统计分析,得该基准点坐标值得平均值见表4-2,华星A10测得的该基准点坐标平均值见表4-1,分析两个平均值的差值,坐标北向相差0.15m,坐标东向相差0.092m,点位坐标相差0.176m,坐标结果对比见表4-3

4-4SPS351 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

3996202.314

547390.892

36°05′41.68332″

120°31′34. 45869

差值

0.15

0.092

         5.实验结论

SPS351 GPS接收机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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