h-star技术介绍(详)

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1、1介绍在GIS应用领域中，有一种趋势就是用户对GPS数据精度要求越来越高，在资产调查和辅助决策应用中，更高的精度意味着调查结果和决策的依据更加高效和可靠。高精度定位的好处在流体模拟、地下资产定位等领域显得尤为重要。在许多国家的工程应用中需要30cm的定位精度，而在一些发展中国家的土地利用评估应用中，需要20cm的定位精度。Trimble的H-Star技术为要求30cm精度的GIS用户提供了很好的解决方案。这种H-Star是将先进的GPS接收机技术、外业采集软件技术和复杂的数据记录技术、内业处理软件技术相结合的一种新

2、技术。应用该技术可以更短的时间和更低的花费、更简便的工作流程实现更高精度的GPS数据采集。采用H-Star技术后，TrimbleProXH接收机可以达到30cm定位精度，而如果同时采用外置的Zephyr天线，可以达到20cm的精度。图1所示的数据是50个2分钟的数据块，这些数据是在超过9个小时的时间内采集的。其对应的3台基准站分布在从90km到180km的范围内。HRMS值显示出无论是采用内置天线还是外置的Zephyr天线，其数据精度都是非常高的。2H-Star技术如何工作H-Star技术依靠先进的GPS接收机技术

3、、改进的外业采集软件和内业处理软件技术来实现亚英尺级的定位精度。在外业采集过程中，H-Star利用Trimble专为高精度数据采集而设计的软件技术进行数据记录。该软件的PPA（预估后处理精度）显示出一旦H-Star采集成功，经后处理可以达到的大致精度。利用H-Star技术，用不超过2分钟的连续数据便可达到亚英尺级的精度。如果能够保证连续不失锁，则后续的定位需要更少的观测时间。回到内业后，无论采用TrimblePathfinderOffice或ESRIArcGIS软件的TrimbleAnalyst插件来处理，只需要在

4、进行差分处理时选择H-Star选项即可。H-Star技术支持多基站数据，采用多个基准站的数据可以减小单基站观测中不可避免的的大气偏移和测距误差。关于H-Star技术的本质，可以归结为以下三个方面：lGPS数据质量的改善lPPA（预估后处理精度）所带来的工作流程的改进lH-Star差分后处理以下章节中将对上述三个方面作详细论述。1.1GPS数据质量的改善H-Star技术是一套高精度数据采集系统，依靠采用H-Star技术的接收机可以得到高质量的外业数据，无论采用内置天线或外置天线。1.2GPS天线在外业数据采集中，GP

5、S天线担当着非常重要的角色。GPS天线负责从19000公里高处获取GPS卫星轨道信息，必须能判断出卫星信号进入天线时的相位，在某种程度上，GPS天线的工作类似于一个照相机的镜头。如图2所示，一张高分辨率的照片能够比较低分辨率的照片反映出更多的细节，与此类似，一个设计良好的GPS天线能够以更高的分辨率捕捉到GPS信号，从这些高分辨率的信号可以计算出更加精确的位置数据。在进入天线之前，GPS信号会受到多路径效应的影响。GPS信号采用右旋极化，而反射回来的信号将反转为左旋极化。TrimbleProXH或GeoXH接收机天

6、线带有内置抑径板，采用EVEREST技术滤除左旋极化的反射波。需要说明的是，多路径效应对于采用H-Star技术的测量方式要比单纯码测量的影响更弱。尽管如此，在高精度测量中，多路径效应的仍然是影响测量精度的重要因素。Zephyr天线按照同样的原则进行设计，以保证高质量的测量，但Zephyr天线能够测量L2信号，在H-Star定位中需要利用L2信号得到尽可能高的精度。L1和L2载波上调制了不同的信息。在传统的测图和GIS应用中，只利用了L1的信号，增加L2信号以后可以更好地改正电离层延迟，而这种延迟是导致误差的显著因素

7、之一。电离层中包含的带电粒子能够影响电磁波的传播，电离层的变化受太阳黑子活动、地理位置、季节变化等的因素的影响。常规的DGPS系统中应用电离层模型来模拟电离层误差，然而它仅仅是模拟而没有实测误差。利用双频GPS天线，能够计算出基准站和流动站的真实的电离层延迟误差，并对该误差进行改正。应用H-Star技术进行观测时，为了取得更好的效果，最好将天线安装在测杆顶部或背包上。安装在测杆上有利于准确定位到固定点上，而背包便于进行动态数据采集。在进行观测时，应设法保证天线上方有开阔的天空。1.1GPS接收机GPS信号所经受的电

8、磁干扰通常被当作噪音来处理。在这些噪音中，有些是由GPS接收机内部的元器件产生的，有些是其他来源的，例如头顶的架空电力传输线等。当GPS信号进入接收机电路时，它被噪音所淹没。GPS接收机的主要功能之一就是从这些噪音中将GPS信号还原。TrimbleProXH或GeoXH接收机的独特设计使其能够更好的从噪音中将GPS信号还原出来。1.2PPA所带来的工作流程的