DB32 T 3868-2020 卫星导航定位基准站网数据处理规范.pdf
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1、ICS 07.040 A76 DB32 江苏省 地方标准 DB 32/T 3868-2020 卫星导航定位基准站网数据处理规范 Specifications for data processing of the reference stations using global navigation satellite system 2020- 10 - 13 发布 2020 - 11 - 13 实施 江苏省市场监督管理局 发布 DB32/T 3868 2020 I 目 次 前 言 . III 1 范围 . 1 2 规范性引用文件 . 1 3 术语和定义 . 1 4 缩略语 . 3 5 用途 .
2、3 5.1 用途分类 . 3 5.2 测绘基准维持 . 3 5.3 测绘基准服务 . 3 5.4 基准站运维 . 4 6 一般要求 . 4 7 处理流程 . 4 8 准备 . 4 8.1 软件要求 . 4 8.2 信息整理 . 5 8.3 子网划分 . 5 8.4 共用基准站选取 . 5 9 预处理 . 5 9.1 数据文件 . 5 9.2 初始坐标值确定 . 5 9.3 质量分析 . 6 9.4 起算点 . 6 10 数据 处理 . 6 10.1 模型及参数 . 6 10.2 基线解算 . 6 10.3 整体平差 . 7 11 测绘基准服务数据处理 . 7 11.1 GNSS 控制网布测 .
3、 7 11.2 后处理差分动态定位 . 8 12 成果资料 . 8 12.1 基准站网数据处理成果资料 . 8 12.2 测绘基准服务数据处理成果资料 . 8 附录 A( 规范性附录) 基线重复性 . 9 DB32/T 3868 2020 II 附录 B(资料性附录) 数据处理相关表格 . 10 附录 C(资料性附录) ITRF 框架转换参数及其速率 . 11 附录 D(资料性附录) 欧拉矢量 . 13 参考文献 . 15 DB32/T 3868 2020 III 前 言 本标准按照 GB/T 1.1 2009给出的规则起草。 本标准由江苏省自然资源厅提出并归口。 本标准起草单位:江苏省测绘工
4、程院、国家基础地理信息中心。 本标准主要起草人:王勇 、 武军郦 、 王开锋 、 陈明 、 安艳辉 、 李晓华 、 孔宪森 、 王剑 、 宋晓虎 。 DB32/T 3868 2020 1 卫星导航定位基准站网数据处理 规范 1 范围 本标准规定了卫星导航定位基准站网 数据处理的用途、要求 、 流程、成果资料 等 内容 。 本标准适用于卫星导航定位基准站网数据处理和测绘基准服务数据处理。 2 规范性引用文件 下列文件对于本文件的应用是必不可少的。凡是注日期的引用文件,仅所注日期的版本适用于本文 件。凡是不注日期的引用文件,其最新版本(包括所有的修改单)适用于本文件。 GB/T 18314 全球定
5、位系统 (GPS)测量规范 GB/T 28588 全球导航卫星系统连续运行基准站网技术规范 GB/T 35767 卫星导航定位基准站网基本产品规范 CH/T 2011 全球导航卫星系统连续运行基准站网运行维护技术规范 3 术语和定义 下列术语和定义适用于本 文件 。 3.1 测绘基准服务 reference stations using GNSS 通过卫星导航定位基准站网、测绘基准资料、软件和 技术 服务等 , 为 定位、导航 等 测绘活动 提供 国 家 或省级 测绘基准 信息 的 服务。简称 基准服务 。 3.2 国家卫星导航定位基准站网 national reference station
6、s using GNSS 由国务院测绘地理信息主管部门在全国建设 或 管理的卫星导航定位基准站网,用于维持和更新国家 测绘基 准。 简称国家基准站网。 3.3 江苏省卫星导航定位基准站网 Jiangsu province reference stations using GNSS 江苏省测绘地理信息主管部门 在 2006年建设的 JSCORS基础上 , 通过加密 和 升级形成 的 省级 卫星导航 定位基准站网 ,用于维持和更新江苏省测绘基准,提供 全省 测绘基准服务、位置服务和其他信息服务。 简称省级基准站网。 3.4 后处理差分动态定位 post processed kinematic DB
7、32/T 3868 2020 2 结合卫星导航定位基准站观测数据,对 GNSS动态观测数据进行事后差分单历元数据处理。 3.5 数据完整率 data integrity ratio 在一定时间内, 某一个或几个 卫星 导航系统 的 GNSS观测数据中 有效数据数占理论数据数的比率。 3.6 数据中断比率 data interruption ratio 在一定时间内, GNSS观测数据 文件中 缺失历元数占预期历元数比率。 3.7 多路径效应 multipath effect GNSS卫星信号在传播过程中,受一些物体的反射,而改变了信号的传播方向、振幅、极化以及相位 等,这些变化了的信号到达接收
8、机,与通过直线路径到达接收机的信号产生叠加 , 从而使观测量产生误 差 的 效应。 3.8 基线 baseline 两点采用 GNSS接收机同时跟踪相同的 GNSS卫星采集数据时,两点之间 观测量组成 的向量。 3.9 子网 sub-network 当基准站数量超过数据处理软件计算能力或其他目的需要时,从基准站网中按照一定的规则,选取 出部分基准站,组成基准站数据处理的集合。 3.10 重复性 repeatability 依据重复基线分量的方差定权,通过计算,表示该基线的各分量一致性的值,计算公式见附录 A。 3.11 数据完整性 data integrity 由 GNSS观测数据的 时长、完
9、整率、中断比率 和 中断次数 等指标 组成 , 全面 表示 观测 数据 是否完好 。 3.12 日解 daily solution 采用基准站全天观测数据计算得到的 单 一 解,参考历元一般为当天 GNSS时段的中间时刻。 3.13 周解 weekly solution DB32/T 3868 2020 3 对 GNSS周内的日解进行组合处理而得到的 单 一 解,参考历元一般为每周中间时刻。 3.14 年解 yearly solution 对年度内的基准站解进行组合处理得到的 单 一解,参考历元一般为每年中间时刻。 4 缩略语 下列缩略语适用于本文件。 BDCS:北斗坐标系 ( BeiDou
10、Coordinate System) BDS:北斗卫星导航 系统 ( BeiDou Navigation Satellite System) BDT: 北斗时 ( BeiDou Time) CGCS2000: 2000国家大地坐标系统 ( China Geodetic Coordinate System 2000) DCB:差分代码偏差 (Differential Code Biases) DOP:精度衰减因子 (Dilution Of Precision) GNSS:全球导航卫星系统 (Global Navigation Satellite System) IGS:国际 GNSS服务 (In
11、ternational GNSS Service) ITRF:国际地球参考框架 (International Terrestrial Reference Frame) ITRS:国际地面参考系统 (International Terrestrial Reference System) JSCORS: 江苏省全球导航卫星连续运行参考站综合服务系统 (JiangSu Province Continuously Operating Reference Stations) POS:定位定姿系统 (Position and Orientation System) RMS:均方根( Root Mean S
12、quare) RINEX:与接收机无关的数据交换格式 (Receiver Independent Exchange Format) UTC:协调世界时 (Universal Time Coordinated) 5 用途 5.1 用途 分类 基准站网数据处理 主要用于 测绘基准维持、 测绘基准服务 和 基准站运维 等 。 5.2 测绘基准维持 通过对基准站月解、年解进行分析,适时完成基准站坐标更新、产品发布等测绘基准维持工作。其 基准站应满足以下要 求: a) 坐标年变化率水平分量中误差不大于 2mm/a; b) 坐标年变化率垂直分量中误差不大于 3mm/a; c) 地心坐标各分量年平均中误差不
13、大于 0.5mm。 5.3 测绘基准服务 通过基准站观测数据和其他 GNSS测量数据的联合处理,为 GNSS控制网布测和后处理差分动态定位等 提供测绘基准服务。 DB32/T 3868 2020 4 5.4 基准站运维 通过对基准站观测数据质量和日解、周解等进行分析,为基准站设备更新、升级、观测环境维护等 运维工作提供依据。 6 一般要求 数据处理的一般要求如下: a) 用于数据处理的基准站,其建设和运维应满足 GB/T 28588 和 CH/T 2011 要求; b) 基准站观测数据应包含 BDS 码和载波相位观测值; c) 基准站坐标成果应采用 CGCS2000,可采用日解、周解、月解和年
14、解等结果,一般宜使用月解; d) 原则上基准站网数据处理应每月至少进行一次,获取连续的日解、周解和月解; e) 基准站网和参与处理的其他观测数据应采用 UTC 或 BDT; f) 基准站接收机应具有指明该接收机 DCB 改正类型 (如 C1P2 或 P1P2 类型 ) 的文件,天线应有相 位中心绝对改正模型 ; g) 基准站发生新增、迁移 、 外力破坏 等 情形时,应进行站点信息更新, 并根据数据异常、环境变 化等 影响调整数据处理 策略或 方案 。 7 处理流程 基准站网数据处理流程 见图 1 图 1 基准站网数据处理流程图 8 准备 8.1 软件 基准站网数据处理软件要求如下: DB32/
15、T 3868 2020 5 a) 至少应支持包含 BDS 等两种 GNSS 观测数据的处理; b) 应支持 30 天以上的基准站观测数据连续处理; c) 应支持 50 座以上基准站基线同步处理; d) 应支持 150 公里以上基线的处理; e) 应支持天线和接收机相关模型的输入; f) 应支持联合平差处理的基准站不少于 200 座。 8.2 信息整理 基准站信息整理要求 如下 : a) 收集基准站网基本信息,包括基准站网名称、运行时间、兼容导航系统 和 站点分布等 ; b) 根据基准站网运维记录,整理基准站测站信息,包括站点代码、站点名 称 、 GNSS 接收机型号、 GNSS 天线型号、天线
16、高、量高方式、基准站 GNSS 观测墩类型、天线强制对中 标志类型 等,格 式 参 见附录 B; c) 根据需要可收集基准站网覆盖范围内地震 、气象和水文等资料; d) 其他信息参照 CH/T 2011 执行。 8.3 子网划分 子网划分要求如下: a) 各子网测站数量应基本一致; b) 各子网在空间分布上应重叠; c) 各子网中的测站分布应尽量均匀。 8.4 共用基准站选取 共用基准站选取要求如下: a) 各子网均应包含不少于 5 座的共用基准站; b) 共用基准站应均匀分布, 其成果具有较好的现势性; c) 应综合基准站等级、观测数据的有效天数和数据质量等进行选取; d) 可根据基准站数据
17、质量变化或解算结果进行共用基准站调整。 9 预处理 9.1 数据文件 基准站网数据文件要求如下: a) 用于基准站网数据处理的观测数据文件格式应为 RINEX 格式 , 文件时段长度为 24 小时 , 采样 间隔 宜 为 30 秒 , 截止高度角 宜 为 10 度; b) 基准站代码为基准站 数据处理时 唯一标识,重复代码应重新命名,并对相关文件及信息更改; c) 基准站命名及代码规则应满足 GB/T 35767 的要求。 9.2 初始坐标值确定 基准站初始坐标值的确定要求如下: a) 基准站初 始坐标计算可采用伪距单点定位、伪距差分、精密单点定位等方法; b) 逐个检查数据文件中坐标,当坐标
18、较差大于 10 米时,应更新坐标。 DB32/T 3868 2020 6 9.3 质量分析 基准站网数据质量分析要求如下: a) 应统计观测数据的导航系统类型、观测值类型等信息; b) 应分别对不同 GNSS 数据分析其完整性、周跳比、多路径效应等指标; c) 使用多个软件进行数据分析时,应进行指标一致性评价; d) 当数据质量指标出现异常时, 应剔除该观测数据 : 1) 数据完整率小于 80%; 2) 多路径效应大于 2m; 3) 观测数与周跳数的比值小于 200。 9.4 起算点 9.4.1 起算点选取 数据处理时起算点选取 要求如下: a) 应选取国家 基准 站或长期稳定运行的省级 基准
19、站 ; b) 起算点成果应有明确的坐标框架和历元; c) 起算点应均匀分布,能有效覆盖基准站网所在区域 ; d) 起算点 应具有 正式 获取的 最新信息 (含坐标) ,获取时间应不大于 1 年 ; e) 省级基准站网应使用国家 基准 站起算,国家站不满足起算要求时,应 选取长期稳定运行的省级 基准 站; f) 其他基准站网、控制网等应使用省级基准站进行起算 。 9.4.2 起算点使用 数据处理时起算点使用要求如下: a) 应对选取的起算点进行兼容性分析和一致性检验,可采用 Helmert 参数估计、相似变换等方法; b) 对不同框架或历元的起算点 成果应进行归算, 参加 见附录 C; c) 对
20、涉及多个板块或长时间跨度的数据处理,应考虑板块运动, 参 见附录 D。 10 数据处理 10.1 模型及参数 基准站网数据处理模型选取及参数设置要求如下: a) 数据处理使用的模型至少应包括:对流层、相位缠绕、卫星和接收机钟差、相对论效应、卫星 和接收机天线相位中心、卫星姿态偏航、固体潮、海潮和地球自转等模型; b) 星历应采用精密星历,并采用相应历元的 ITRF 框架; c) 基准站网数据处理时不考虑卫星轨道误差,即固定卫星轨道。 10.2 基线解算 基准站网数据处理时基线解算要求如下: a) 应使用按照上述要求准备的数据、软件和文 件; b) 基线解算完成后,应检查配置文件及输出文件; c
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