（江西省測繪成果質(zhì)量監(jiān)督檢驗測試中心 江西南昌 330046）

1 引言

GPS 數(shù)據(jù)處理主要由GPS 基線解算和GPS 網(wǎng)的平差構(gòu)成，而數(shù)據(jù)處理則要靠衛(wèi)星星歷才能完成，同時衛(wèi)星星歷又包括廣播星歷和精密星歷。利用不同的星歷對相同的基線進(jìn)行解算，得到的結(jié)果是不一樣的，所以說，用不同的星歷進(jìn)行解算最終會影響到控制網(wǎng)的平差結(jié)果及精度。

本文分別用廣播星歷和精密星歷對IGS 跟蹤站外業(yè)觀測數(shù)據(jù)進(jìn)行處理，從而得出廣播星歷和精密星歷對GPS 基線解算和網(wǎng)平差的影響，其研究成果對于工程所達(dá)到的精度要求有著重要的作用。

2 廣播星歷和精密星歷的綜合比較

表1 各種衛(wèi)星星歷信息表（ICS 網(wǎng)站）

2.1 星歷誤差對定位的影響

1.對單點定位的影響

誤差方程為∶

式中，V 為距離觀測值的改正數(shù)；VX、VY、VZ為接收機(jī)近似坐標(biāo)（X0、Y0、Z0）的改正數(shù)；VTR為觀測瞬間接收機(jī)鐘的鐘差改正數(shù)；常數(shù)項Li為∶

式中，ρci為根據(jù)衛(wèi)星星歷所給出的第i顆衛(wèi)星的坐標(biāo)（xsi、ysi、zsi）以及接收機(jī)的近似坐標(biāo)（X0、Y0、Z0）所求得的距離計算值；ρ0i為接收機(jī)所測得的至第i顆衛(wèi)星的距離觀測值；Vicoi、Vtropi為相應(yīng)的電離層延遲改正和對流層延遲改正；Vti為第i顆衛(wèi)星的衛(wèi)星鐘改正數(shù)。顯然，當(dāng)衛(wèi)星星歷有誤差時，影響ρ0i=的值，使常項產(chǎn)生誤差dLiO。dLi即衛(wèi)星星歷誤差在接收機(jī)至該衛(wèi)星方向上的投影。

2.對相對定位的影響

在不同的測站i，j 上對相同的衛(wèi)星k 進(jìn)行同步觀測后，兩個誤差方程相減后得到誤差方程如下∶

式中，（ljk、mjk、njk）為測站j 至衛(wèi)星k方向上的方向余弦，可據(jù)測站j的近似坐標(biāo)（xj0、yjk、zjk）及衛(wèi)星星歷求得；（V△x、V△Y、V△Z）為測站i、j 間三維坐標(biāo)差的改正數(shù)；V△Tij為接收機(jī)i 和接收機(jī)j的相對鐘差改正數(shù)；常數(shù)項Lijk為∶

式中，（ρkj）0、（ρki）0為接收機(jī)i 和接收機(jī)j 至衛(wèi)星k的距離觀測值。采用測距碼測距時，可直接獲得，采用載波相位測量時∶

當(dāng)衛(wèi)星星歷有誤差SS’時，對計算值的影響為∶

這個式子告訴我們，衛(wèi)星星歷誤差對定位誤差的影響方面，相對定向誤差要小于單點定向誤差。

2.2 消除和削弱星歷誤差影響的方法和措施

1.采用精密星歷

在高精度的應(yīng)用領(lǐng)域中，可使用精密星歷。IGS的成立為我們提供了方便。

2.采用相對定位模式

利用相對定位模式布設(shè)的GPS 網(wǎng)時，即使基線長度達(dá)56km時，廣播星歷誤差的影響仍可以保持在1cm 以內(nèi)。當(dāng)網(wǎng)中具有高精度的起始坐標(biāo)時，各網(wǎng)點還可獲得精確的絕對坐標(biāo)。而獲得高精度的起始坐標(biāo)并不困難，因為我國已布設(shè)了高精度的GPS網(wǎng)，具有比較密集的高精度起算點。此外，用戶通過與周圍的IGS 站聯(lián)測或者與我國的現(xiàn)代地殼運(yùn)動觀測網(wǎng)絡(luò)中的基準(zhǔn)站聯(lián)測，也很容易獲得高精度的起始點坐標(biāo)。

3 實例分析

3.1 數(shù)據(jù)處理

本文通過IGS 網(wǎng)站獲取了位于中國的BJFS、SHAO、TWTF、WUHN 這四個跟蹤站的觀測文件及廣播星歷文件，并同時獲取了相應(yīng)的精密星歷文件，采用的數(shù)據(jù)處理軟件為TBC (TRIMBLE BUSINESS CENTER)。在數(shù)據(jù)處理過程中，為了保證結(jié)果的可比性，除星歷設(shè)置不同，其他的參數(shù)都保持不變。

3.2 數(shù)據(jù)精度比較

在TBC中導(dǎo)入BJFS、SHAO、TWTF、WUHN的觀測文件，并分別導(dǎo)入廣播星歷和精密星歷，進(jìn)行基線解算、網(wǎng)平差?；€解算結(jié)果比較見表2，網(wǎng)平差后坐標(biāo)比較見表3。

表2 不同星歷基線解算精度比較

從表2中可以看出，對于GPS 網(wǎng)的基線解算，利用精密星歷解算比利用廣播星歷解算所得結(jié)果無論是水平精度還是垂直精度都要高。

表3 兩種星歷網(wǎng)平差后的坐標(biāo)與IGS 站坐標(biāo)的比較（以BJFS 為控制點）

從表3中對比數(shù)據(jù)可以看出，平差后不論是點的緯度值、經(jīng)度值、還是高度值，利用精密星歷進(jìn)行處理的結(jié)果更接近于IGS 站所提供的參考值。

4 結(jié)論

通過對廣播星歷和精密星歷對數(shù)據(jù)處理結(jié)果的比較，可以看出∶

（1）無論是從解算基線的結(jié)果或者是網(wǎng)平差結(jié)果來看，利用精密星歷都要比利用廣播星歷更優(yōu)。

（2）在相同的平差條件下，精密星歷解算基線網(wǎng)平差結(jié)果的位置精度略優(yōu)于廣播星歷的計算結(jié)果，精密星歷解算基線網(wǎng)的內(nèi)部可靠性也略優(yōu)于廣播星歷解算的基線網(wǎng)。