双星系统动态稳定性问题探讨.doc

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1、双星系统动态稳定性问题探讨李旷建吴文祥卞红伟（吉林省电力勘测设计院，吉林，长春，130022）摘要：随着GPS硬软件的不断发展，双频双星系统接收机现己应用到测绘生产屮，双星系统（GPS+GL0NASS系统）的问世解决了在观测条件差及卫星数量少的情况下没有固定解或长时间得不到固定解的问题。尤其为电力勘测等线路测绘生产解决了林区林木砍伐的问题，从而提高了劳动生产率和劳动效率。然而，在测绘生产屮双星系统在一些环境下，其系统动态稳定性（即解状态的真实可靠性）问题，是测绘生产和广大的测绘工作者不容忽视的问题。其系统动态解状态的不真实性，给测绘产品的质量埋下了隐患。木文针对一具体线路工稈所出

2、现的双星系统的动态稳定性问题进行探讨，寻求如何避免和发现测绘生产中双星系统固定解的不真实性（即假解）问题，从而避免测绘产品出现质量事故和质量问题，同广大测绘同仁共同关注、重视和保证测绘产品质量，使测绘生产安全高效运行。此外，这对怎样使用好GPS设备，预防和消除测绘产品质量事故和隐患具有重要意义。关键词：双星定位系统；动态稳定性；线路勘测；CORS系统1.双星系统及双星系统GPS接收机设计原理简介1.1双星系统所谓的双星系统系将全球定位系统GPS与全球导航卫星系统GLONASS结合为一体，共有48颗定位卫星，除定位精度可提高外,定位的速度也可大大提升，亦可填补单一星系卫星接收不足或

3、信号品质不良的缺陷。1.2双星系统GPS接收机的设计原理美国的GPS和俄罗斯的GLONASS卫星是各自独立的天基卫星定位系统，GPS采用CDMA（码分多址）方式，根据调制码区别卫星，所有GPS卫星的载波频率相同，均为fLl=1575.42MHz和fL2=l227.6MHzoGLONASS_卫星采用FDMA（频分多址）方式，根据载波频率来区分不同卫星，每颗卫星发播的两种频率分别为1602+0・5625K（MHz）和1246+0・4375K（MHz）,其中K为1〜24颗卫星的频率编号。由于这两种星基导航系统在系统配置、导航定位机理、工作频段、调制方式、信号和星历数据结构等方面基本相同

4、，为用一部用户终端同时接收两种卫星信号成为可能。组合导航卫星接收机不是简单地在GPS、GLONASS间切换接收卫星数据，而是开通有12个跟踪GPS卫星的并行口和12个跟踪GLONASS卫星的并行口，同时观测10颗以上导航卫星，把GPS和GLONASS卫星数据在主时间同步后，进行坐标变换，按某种优化算法实时融合，在两个导航卫星系统中选择PDOP（最小几何精度）值的一组卫星，获得最佳星座，提供最精确的定位。1.双星系统动态不稳定因素分析双星系统从系统的设计原理上虽然有较单星系统在系统定位的省时高效、可见卫星的数量和提高观测成果精度以及观测成果的可靠性高等的优点。但目前其动态系统应用的

5、稳定性在一些环境下还存在着一些问题，分析起来笔者认为主要有以下几方面的因素：2.1系统设计原理和后处理软件的可靠性系统设计原理和数据后处理软件的稳定可靠性是整个系统稳定工作的先决因素，如果系统在设计原理上以及数据后处理软件上存在可靠性的问题，那么在生产实际当屮系统出现不稳定性是不言而喻的。因此，完善的系统设计和系统软件后处理能力是保证系统正常工作的关键所在。2.2单基准站RTK作业时，流动站接收电台信号的完满程度目前，由于区域CORS网络建设滞后，严密的区域网络RTK作业模式还无法全面实行，大多生产单位还停留在单基准站RTK作业模式上，而受单基准站配置的发射电台的影响，还无法实现

6、长距离的信号传递和定位，不同品牌的GPS系统接收机，在基准站上配置的发射电台的功率以及信号传递能力也不同，因此，流动站在较长距离定位以及信号屏蔽严重的状况下就会出现接收电台信号的不连续性和数据链传递的不完整，这就给系统的稳定性带来了问题。2.3同品牌系统接收机在同区域内作业时信号相互干扰GPS现已广泛应用到各个领域，众多的测绘生产单位使用有限的几种型号的GPS接收机，在同区域作业时难免会有信号相互干扰的情况。又由于严密的区域CORS网络还没有形成，区域内不同控制点的兼容性还存在问题，因此，给相互干扰的接收用户造成了较大的系统偏差，乃至错误。就国产南方GPS来说，有限的通道数量就会

7、造成不同基准站信号的错误接收。2.4观测条件观测卫星的发播信号精准性是用户接收机能否准确定位的先决因素。若观测卫星播发的信号出现问题，将直接造成接收用户的定位错误。观测条件对于GPS定位來说始终是关键性的因素，观测条件的好坏直接决定着定位精度的高低。就双星系统而言，观测的卫星数量明显的增多，这对定位精度乃至缩短定位时间来说都是有利的。而在卫星信号遮挡较严重如林区双星系统虽然在定位吋间上明显的缩短了很多，但其系统稳定性却存在问题。尤其高程的问题是较严重的,有时虽然得到的是固定解，但