侯 睿,郭金運(yùn),周茂盛,劉 新,紀(jì) 兵,劉智敏

(1.山東科技大學(xué) 測(cè)繪科學(xué)與工程學(xué)院，山東 青島 266590；2.海軍工程大學(xué) 導(dǎo)航工程系，湖北 武漢 430033)

中國(guó)北斗二號(hào)系統(tǒng)的建成和使用極大促進(jìn)了中國(guó)導(dǎo)航定位事業(yè)的發(fā)展，北斗二號(hào)系統(tǒng)的研究和應(yīng)用前景已經(jīng)變得越來越廣闊。目前，北斗二號(hào)系統(tǒng)主要服務(wù)于亞太地區(qū)，其服務(wù)的重點(diǎn)區(qū)域?yàn)闁|經(jīng)55°～180°，南北緯55°之間[1]。

近年來，國(guó)內(nèi)外學(xué)者開展了大量關(guān)于北斗二號(hào)系統(tǒng)定位精度影響因素的研究。Liu等[2]利用北斗區(qū)域?qū)Ш较到y(tǒng)，完成了北斗高精度定位任務(wù)，并對(duì)北斗解算方案中的參考站選擇、站間距離等因素進(jìn)行了研究。李森等[3]將北斗衛(wèi)星系統(tǒng)應(yīng)用于高精度工程控制測(cè)量，將北斗系統(tǒng)定位精度與全球定位系統(tǒng)(global positioning system，GPS)系統(tǒng)進(jìn)行比較，認(rèn)為可以將北斗系統(tǒng)應(yīng)用在厘米級(jí)定位精度的測(cè)繪領(lǐng)域，并探討了北斗系統(tǒng)精密星歷對(duì)解算北斗數(shù)據(jù)的影響。吳仁攀等[4]利用天津、武漢和廣東連續(xù)運(yùn)行參考站(continuously operating reference stations，CORS站)網(wǎng)內(nèi)的實(shí)測(cè)北斗衛(wèi)星數(shù)據(jù)進(jìn)行了北斗相對(duì)定位精度影響因素的研究。目前北斗二號(hào)系統(tǒng)的研究和應(yīng)用區(qū)域主要局限于北斗二號(hào)系統(tǒng)服務(wù)的核心區(qū)域，對(duì)于非核心區(qū)域(服務(wù)區(qū)域55°E～180°E，55°S～55°N之外的區(qū)域)研究較少。因此，研究北斗二號(hào)系統(tǒng)非核心區(qū)域定位精度的影響因素，并針對(duì)這些影響因素制定最佳的數(shù)據(jù)處理策略對(duì)提高北斗二號(hào)系統(tǒng)在非核心區(qū)域的定位精度具有非常重要的意義。

為了探討北斗二號(hào)系統(tǒng)非核心區(qū)域相對(duì)定位精度的影響因素。本研究將對(duì)精密星歷和基線解算策略中4個(gè)參數(shù)(觀測(cè)量選擇、衛(wèi)星高度截止角、干濕映射函數(shù)、對(duì)流層天頂延遲估計(jì)時(shí)間間隔)進(jìn)行研究。探究這些因素對(duì)北斗二號(hào)系統(tǒng)非核心區(qū)域相對(duì)定位精度的影響，并根據(jù)這些影響因素給出最佳的北斗二號(hào)系統(tǒng)非核心區(qū)域數(shù)據(jù)解算策略。

1 數(shù)據(jù)及方法

1.1 研究區(qū)域和數(shù)據(jù)

為針對(duì)北斗二號(hào)系統(tǒng)非核心區(qū)域進(jìn)行研究，選取20°W～180°W, 70°N～60°S作為研究區(qū)，主要包含美洲和東太平洋地區(qū)。

MGEX(Multi_global navigation satellite system(GNSS)experiment,多全球?qū)Ш蕉ㄎ幌到y(tǒng)實(shí)驗(yàn)項(xiàng)目)2012 年由國(guó)際GNSS服務(wù)組織(International GNSS service,IGS)工作組提出[5-7]。研究數(shù)據(jù)取自MGEX機(jī)構(gòu)，包括北斗導(dǎo)航星歷(https://igs.bkg.bund.de/root_ftp/IGS/BRDC/)[8]，混合觀測(cè)數(shù)據(jù)(ftp://igs.ign.fr/pub/igs/data/)[9]和混合精密星歷(ftp://cddis.gsfc.nasa.gov/gnss/products/mgex/)[10]。共選取17個(gè)IGS站的觀測(cè)數(shù)據(jù)作為實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)，數(shù)據(jù)采樣間隔為30 s，站點(diǎn)主要位于美洲地區(qū)和東太平洋地區(qū)，海陸及中高低緯度皆有分布，測(cè)站站點(diǎn)分布如圖1所示。

圖1 測(cè)站站點(diǎn)分布

1.2 研究方法

GAMIT作為一款高精度全球?qū)Ш蕉ㄎ幌到y(tǒng)(GNSS)數(shù)據(jù)處理軟件，由于其優(yōu)良的解算精度，在國(guó)內(nèi)外高精度GNSS數(shù)據(jù)處理中得到了廣泛應(yīng)用[11-12]。目前GAMIT可以進(jìn)行北斗二號(hào)衛(wèi)星系統(tǒng)數(shù)據(jù)的解算，因此采用GAMIT10.7作為北斗二號(hào)系統(tǒng)數(shù)據(jù)解算軟件。

為了研究北斗二號(hào)系統(tǒng)在非核心區(qū)域的相對(duì)定位精度，將對(duì)17個(gè)IGS站數(shù)據(jù)設(shè)計(jì)5種實(shí)驗(yàn)策略。由于觀測(cè)數(shù)據(jù)同時(shí)包含GPS數(shù)據(jù)和北斗二號(hào)系統(tǒng)數(shù)據(jù)，因此將相同測(cè)站同時(shí)段的GPS單天解作為參考值，GPS解算使用IGS精密星歷，基線解算策略及參數(shù)設(shè)置如表1所示。

表1 基線解算策略

方案1，研究不同精密星歷對(duì)北斗二號(hào)系統(tǒng)在非核心區(qū)域相對(duì)定位精度的影響。分別使用歐洲定軌中心(centre for orbit determination in Europe，CODE)、德國(guó)地學(xué)中心(geo forschungs zentrum，GFZ)和武漢大學(xué)(Wuhan university，WUM)三個(gè)分析中心提供的精密星歷進(jìn)行北斗二號(hào)系統(tǒng)數(shù)據(jù)解算，每組連續(xù)解算20天(2018年年積日007至026)，基線解算策略如表1所示。

方案2，研究解算策略參數(shù)中干濕映射函數(shù)參數(shù)對(duì)北斗二號(hào)系統(tǒng)在非核心區(qū)域定位精度的影響。分別使用3種干濕映射函數(shù)NMF(niell mapping function)、VMF1(vienna mapping functions 1)、GMF(global mapping function)進(jìn)行北斗二號(hào)系統(tǒng)數(shù)據(jù)解算，共解算7天(2018年年積日020至026)，精密星歷使用CODE精密星歷，除干濕映射函數(shù)之外的其他基線解算策略采用表1中的參數(shù)。

方案3，研究解算策略中觀測(cè)量選擇參數(shù)對(duì)北斗二號(hào)系統(tǒng)在非核心區(qū)域定位精度的影響。分別采用基于偽距解算寬巷模糊度和利用電離層約束求解寬巷模糊度進(jìn)行北斗二號(hào)系統(tǒng)數(shù)據(jù)解算，共解算7天(2018年年積日020至026)，精密星歷使用CODE精密星歷，除觀測(cè)量選擇之外其他基線解算策略采用表1參數(shù)。

方案4，研究解算策略中衛(wèi)星高度截止角對(duì)北斗二號(hào)系統(tǒng)在非核心區(qū)域定位精度的影響。對(duì)北斗二號(hào)系統(tǒng)數(shù)據(jù)進(jìn)行解算，將衛(wèi)星高度截止角分別設(shè)置為0°、5°、10°、11°、12°、13°、14°、15°、20°、25°、30°、35°、40°，共解算7天(2018年年積日020至026)，使用CODE精密星歷，除衛(wèi)星高度截止角之外的其他解算策略采用表1中的參數(shù)。

方案5，研究解算策略中對(duì)流層天頂延遲估計(jì)時(shí)間間隔對(duì)北斗二號(hào)系統(tǒng)在非核心區(qū)域定位精度的影響。對(duì)北斗二號(hào)系統(tǒng)數(shù)據(jù)進(jìn)行解算，將對(duì)流層天頂延遲估計(jì)時(shí)間間隔分別設(shè)置為每1 h解算一次、每2 h解算一次、每4 h解算一次，共解算7天(2018年年積日020至026)，運(yùn)用CODE精密星歷，除對(duì)流層天頂延遲估計(jì)時(shí)間間隔之外的其他解算策略采用表1中的參數(shù)。

2 結(jié)果和分析

2.1 不同精密星歷對(duì)北斗二號(hào)系統(tǒng)在非核心區(qū)域定位精度的影響

為了分析不同精密星歷對(duì)北斗二號(hào)系統(tǒng)在非核心區(qū)域定位精度的影響，分別使用CODE、GFZ、WUM三家機(jī)構(gòu)發(fā)布的精密星歷進(jìn)行北斗數(shù)據(jù)解算，并將單天解中的北斗解算結(jié)果與GPS解算結(jié)果進(jìn)行對(duì)比，統(tǒng)計(jì)測(cè)站北斗解算與GPS解算在N、E、U三方向上差值的最大值(MAX)、最小值(MIN)、平均值(MEAN)和標(biāo)準(zhǔn)差(STD)，統(tǒng)計(jì)結(jié)果如表2所示，并根據(jù)(1)式分析測(cè)站的標(biāo)準(zhǔn)差，統(tǒng)計(jì)結(jié)果如圖2所示。

表2 不同精密星歷解算精度統(tǒng)計(jì)

(1)

其中：STD總為點(diǎn)位誤差，STDN為N方向標(biāo)準(zhǔn)差，STDE為E方向標(biāo)準(zhǔn)差，STDU為U方向標(biāo)準(zhǔn)差。

由表2知，在北斗非核心區(qū)域測(cè)站單天GPS解算值與北斗解算值的差值中，最大值達(dá)到米級(jí)，平均值達(dá)到厘米級(jí)，標(biāo)準(zhǔn)差精度達(dá)到分米級(jí)。由圖2知，最優(yōu)結(jié)果(點(diǎn)位誤差最小)中76.4%使用CODE精密星歷解算；最優(yōu)解算結(jié)果中11.8%使用WUM精密星歷解算；最優(yōu)解算結(jié)果中11.8%使用GFZ精密星歷解算。通過比較發(fā)現(xiàn)，使用CODE精密星歷進(jìn)行北斗二號(hào)系統(tǒng)數(shù)據(jù)解算的精度和穩(wěn)定性較高，WUM次之，GFZ精度稍差，因此在非核心區(qū)進(jìn)行北斗二號(hào)系統(tǒng)數(shù)據(jù)解算時(shí)建議使用CODE精密星歷。

圖2 不同精密星歷測(cè)站點(diǎn)位標(biāo)準(zhǔn)差統(tǒng)計(jì)

2.2 干濕映射函數(shù)對(duì)北斗二號(hào)系統(tǒng)在非核心區(qū)域定位精度的影響

映射函數(shù)是對(duì)流層延遲改正中的重要組成部分，是將天頂方向延遲量準(zhǔn)確轉(zhuǎn)化為信號(hào)傳播路徑方向的關(guān)鍵。選擇一個(gè)合適的映射函數(shù)對(duì)于提高數(shù)據(jù)處理精度具有十分重要的意義[13-14]。

表3為方案2中分別利用三種映射函數(shù)進(jìn)行解算的精度統(tǒng)計(jì)表，通過統(tǒng)計(jì)發(fā)現(xiàn)，三種模型的測(cè)站單天GPS解算值與北斗解算值的差值中，最大值達(dá)到米級(jí)，平均值在厘米級(jí)，標(biāo)準(zhǔn)差在分米級(jí)。對(duì)三組實(shí)驗(yàn)分別以測(cè)站為單位繪制點(diǎn)位誤差圖，由圖3知最優(yōu)結(jié)果(點(diǎn)位誤差最小)中的53%使用NMF函數(shù)；最優(yōu)解算結(jié)果中的17.6%使用VMF1函數(shù)；最優(yōu)解算結(jié)果中29.4%使用GMF函數(shù)。經(jīng)過比較發(fā)現(xiàn)，VMF1函數(shù)精度和穩(wěn)定性稍差，GMF函數(shù)次之，NMF函數(shù)精度和穩(wěn)定性較好，因此在非核心區(qū)進(jìn)行北斗二號(hào)系統(tǒng)數(shù)據(jù)處理時(shí)建議使用NMF映射函數(shù)。

表3 不同干濕映射函數(shù)解算精度統(tǒng)計(jì)

圖3 不同映射函數(shù)測(cè)站點(diǎn)位標(biāo)準(zhǔn)差統(tǒng)計(jì)

2.3 不同觀測(cè)量選擇對(duì)北斗二號(hào)系統(tǒng)在非核心區(qū)域數(shù)據(jù)處理定位精度的影響

GAMIT軟件在采用雙差載波相位觀測(cè)值解算長(zhǎng)基線時(shí)提供了兩種解算模式：一種是基于偽距解算寬巷模糊度; 另一種是利用電離層約束求解寬巷模糊度。由于基于偽距解算寬巷模糊度和利用電離層約束求解寬巷模糊度均為基于無電離層組合載波相位觀測(cè)值，區(qū)別僅在于如何分解LC整周模糊度，地球不同區(qū)域電離層分布將會(huì)影響長(zhǎng)基線解收斂速度和LC 模糊度分解精度[15]，因此觀測(cè)量選擇對(duì)于提高數(shù)據(jù)處理精度具有十分重要的意義。

表4為方案3分別使用基于偽距解算寬巷模糊度和利用電離層約束求解寬巷模糊度作為觀測(cè)量進(jìn)行解算的精度統(tǒng)計(jì)。結(jié)果表明分別使用兩種不同觀測(cè)量時(shí)，測(cè)站單天GPS解算值與北斗解算值的差值中，最大值達(dá)到米級(jí)，平均值為厘米級(jí)，標(biāo)準(zhǔn)差為分米級(jí)。對(duì)三組實(shí)驗(yàn)分別以測(cè)站為單位繪制點(diǎn)位標(biāo)準(zhǔn)差統(tǒng)計(jì)圖，由圖4知觀測(cè)量使用電離層約束求解寬巷模糊度進(jìn)行解算，測(cè)站點(diǎn)位標(biāo)準(zhǔn)差范圍為0.102 0～1.071 0 m；觀測(cè)量使用基于偽距解算寬巷模糊度進(jìn)行解算，測(cè)站點(diǎn)位標(biāo)準(zhǔn)差范圍為0.137 1～1.251 1 m。通過對(duì)比發(fā)現(xiàn)，觀測(cè)量使用電離層約束求解寬巷模糊度解算精度較好。因此在非核心區(qū)進(jìn)行北斗二號(hào)系統(tǒng)數(shù)據(jù)處理時(shí)，建議使用電離層約束求解寬巷模糊度進(jìn)行解算。

圖4 不同觀測(cè)量選擇測(cè)站點(diǎn)位標(biāo)準(zhǔn)差統(tǒng)計(jì)

表4 采用不同觀測(cè)量的解算精度統(tǒng)計(jì)

2.4 不同衛(wèi)星高度截止角對(duì)北斗二號(hào)系統(tǒng)在非核心區(qū)域數(shù)據(jù)處理精度的影響

GNSS測(cè)量過程會(huì)受到多路徑效應(yīng)的影響，合理處理多路徑效應(yīng)誤差的影響是提高定位精度的關(guān)鍵。采取合適的衛(wèi)星高度截止角能有效消減多路徑效應(yīng)的影響[16]。

表5為方案4對(duì)不同衛(wèi)星高度截止角作為解算策略進(jìn)行解算的精度統(tǒng)計(jì)，圖5為以衛(wèi)星高度截止角為單位繪制的點(diǎn)位誤差統(tǒng)計(jì)圖。由于對(duì)不同截止角連續(xù)解算7天，因此將數(shù)據(jù)解算結(jié)果以衛(wèi)星高度截止角為單位進(jìn)行標(biāo)準(zhǔn)差統(tǒng)計(jì),通過統(tǒng)計(jì)發(fā)現(xiàn)衛(wèi)星高度截止角在0°、5°、10°時(shí)精度幾乎相同，在12°達(dá)到最優(yōu)，在25°以后有些測(cè)站由于衛(wèi)星高度截止角太高，可用衛(wèi)星數(shù)太少導(dǎo)致解算失敗，在40°以后基本沒有解算結(jié)果。通過統(tǒng)計(jì)連續(xù)7天解算結(jié)果，有1天在11°達(dá)到最優(yōu)，4天在12°達(dá)到最優(yōu)，2天在13°達(dá)到最優(yōu)，因此在非核心區(qū)進(jìn)行北斗二號(hào)系統(tǒng)數(shù)據(jù)處理時(shí)建議將衛(wèi)星高度角設(shè)置為12°。

表5 不同衛(wèi)星高度截止角解算精度統(tǒng)計(jì)

圖5 不同衛(wèi)星高度截止角點(diǎn)位標(biāo)準(zhǔn)差統(tǒng)計(jì)

2.5 對(duì)流層天頂延遲估計(jì)間隔對(duì)北斗二號(hào)系統(tǒng)在非核心區(qū)域數(shù)據(jù)處理精度的影響

GPS信號(hào)經(jīng)過對(duì)流層時(shí)，傳播路徑和傳播方向均發(fā)生變化，從而改變信號(hào)到達(dá)接收機(jī)的傳播時(shí)間。對(duì)流層屬于非彌散介質(zhì)，對(duì)信號(hào)產(chǎn)生的延遲無法通過相位組合的方式消除。通過對(duì)對(duì)流層天頂延遲估計(jì)間隔時(shí)間的設(shè)置會(huì)影響不同長(zhǎng)度的基線解算[17]。

表6為對(duì)流層天頂延遲估計(jì)時(shí)間間隔分別設(shè)置為每1、2、4 h各解算一次進(jìn)行精度統(tǒng)計(jì)。結(jié)果表明，測(cè)站單天GPS解算值與北斗解算值的差值中，最大值達(dá)到米級(jí)，平均值為厘米級(jí)，標(biāo)準(zhǔn)差為分米級(jí)。對(duì)三組實(shí)驗(yàn)分別以測(cè)站為單位繪制點(diǎn)位誤差統(tǒng)計(jì)圖，由圖6知，最優(yōu)結(jié)果(點(diǎn)位誤差最小)中的47.1%對(duì)流層天頂延遲估計(jì)時(shí)間間隔為1 h；最優(yōu)解算結(jié)果中的29.4%對(duì)流層天頂延遲估計(jì)時(shí)間間隔為2 h；最優(yōu)解算結(jié)果中的23.5%對(duì)流層天頂延遲估計(jì)時(shí)間間隔為4 h。通過比較發(fā)現(xiàn)，對(duì)流層天頂延遲估計(jì)間隔設(shè)置對(duì)于北斗二號(hào)衛(wèi)星系統(tǒng)解算精度影響不明顯，對(duì)流層天頂延遲估計(jì)時(shí)間間隔設(shè)置為1 h時(shí)統(tǒng)計(jì)結(jié)果較好，但會(huì)增加解算時(shí)間，因此對(duì)精度要求不高或解算測(cè)站過多時(shí)，可以使用2 h作為解算策略。

表6 不同對(duì)流層天頂延遲間隔解算精度統(tǒng)計(jì)

圖6 不同對(duì)流層天頂延遲估計(jì)時(shí)間間隔點(diǎn)位標(biāo)準(zhǔn)差統(tǒng)計(jì)

3 討論

衛(wèi)星軌道精度是影響基線解算結(jié)果的重要因素之一，因此在進(jìn)行高精度GNSS數(shù)據(jù)處理時(shí)，需要使用事后精密星歷進(jìn)行解算。方案1分別使用CODE、WUM、GFZ三個(gè)分析中心提供的的北斗二號(hào)精密星歷進(jìn)行基線解算，發(fā)現(xiàn)三個(gè)分析中心處理得到的精密星歷不同，采用CODE分析中心提供的精密星歷進(jìn)行北斗二號(hào)系統(tǒng)數(shù)據(jù)解算的精度和可靠性較好。

基線解算策略是影響基線解算精度的又一重要因素。方案2對(duì)基線解算策略中的映射函數(shù)進(jìn)行實(shí)驗(yàn)，NMF、VMF1、GMF映射函數(shù)都以對(duì)流層延遲變化為基礎(chǔ)，利用全球探空資料、折射資料和相關(guān)的氣象物理模型等構(gòu)建，映射函數(shù)是影響由對(duì)流層模型得到的天頂延遲向傳播路徑延遲方向轉(zhuǎn)化精度的重要因素，實(shí)驗(yàn)發(fā)現(xiàn)采用NMF函數(shù)解算的相對(duì)定位精度較高；方案3對(duì)觀測(cè)量選擇進(jìn)行實(shí)驗(yàn)，由于兩種觀測(cè)量均為基于無電離層組合載波相位觀測(cè)值，不同點(diǎn)在于如何分解LC整周模糊度，通過實(shí)驗(yàn)發(fā)現(xiàn)電離層約束求解寬巷模糊度的相對(duì)定位精度高于基于偽距解算寬巷模糊度；方案4對(duì)于不同衛(wèi)星高度截止角進(jìn)行實(shí)驗(yàn)，適當(dāng)增大衛(wèi)星高度截止角能有效消減多路徑效應(yīng)的影響，但太大的衛(wèi)星高度截止角會(huì)減少可觀測(cè)到的衛(wèi)星數(shù)量，也會(huì)影響定位精度，因此通過方案4的研究發(fā)現(xiàn)衛(wèi)星高度角設(shè)置為12°能達(dá)到較好的解算精度；方案5對(duì)于對(duì)流層天頂延遲估計(jì)時(shí)間間隔進(jìn)行研究，衛(wèi)星信號(hào)經(jīng)過對(duì)流層時(shí)，傳播路徑和傳播方向會(huì)發(fā)生變化。將對(duì)流層天頂延遲估計(jì)時(shí)間間隔分別設(shè)置為1、2、4 h進(jìn)行研究，對(duì)流層天頂延遲估計(jì)時(shí)間間隔設(shè)置為1 h時(shí)精度較好，與設(shè)置為2 h時(shí)精度相差不大，但會(huì)增加數(shù)據(jù)處理時(shí)間，因此在精度要求不高或解算測(cè)站過多時(shí)，可以使用2 h作為解算策略。

通過對(duì)方案1至方案5的研究，北斗二號(hào)系統(tǒng)相對(duì)定位精度最大值達(dá)到米級(jí)，平均值為厘米級(jí)，標(biāo)準(zhǔn)差為分米級(jí)，目前在北斗二號(hào)系統(tǒng)非核心區(qū)域內(nèi)GPS系統(tǒng)定位精度較北斗二號(hào)系統(tǒng)高。北斗二號(hào)系統(tǒng)作為區(qū)域性定位系統(tǒng)，衛(wèi)星星歷星座主要分布于亞太地區(qū)，處于非核心區(qū)域星歷星座分布較少；GPS系統(tǒng)為全球性定位系統(tǒng)，衛(wèi)星星歷星座分布比較均勻。因此測(cè)站精度與測(cè)站可觀測(cè)到的衛(wèi)星數(shù)密切相關(guān)。

為探究北斗二號(hào)衛(wèi)星系統(tǒng)非核心區(qū)域定位精度與測(cè)站可觀測(cè)衛(wèi)星數(shù)的關(guān)系。通過對(duì)方案1至方案5研究發(fā)現(xiàn)，F(xiàn)TNA TONG定位精度較高；CHPG、KOKV定位精度較差。因此將方案2中使用GMF映射函數(shù)解算結(jié)果中的FTNA、TONG、CHPG和KOKV 4個(gè)測(cè)站進(jìn)行精度統(tǒng)計(jì)，結(jié)果如表7所示。同時(shí)對(duì)4個(gè)測(cè)站在觀測(cè)時(shí)段內(nèi)(2018年年積日020至026)觀測(cè)到的北斗和GPS衛(wèi)星數(shù)目進(jìn)行統(tǒng)計(jì)，統(tǒng)計(jì)結(jié)果如圖7所示。圖7中，橫向條帶為4個(gè)測(cè)站在觀測(cè)時(shí)段的衛(wèi)星數(shù)目統(tǒng)計(jì)，C為觀測(cè)到的北斗衛(wèi)星數(shù)，G為觀測(cè)到的GPS衛(wèi)星數(shù)，右側(cè)條帶為觀測(cè)到的衛(wèi)星數(shù)目標(biāo)尺，顏色越深表示觀測(cè)到的衛(wèi)星數(shù)目越多。統(tǒng)計(jì)發(fā)現(xiàn)測(cè)站可觀測(cè)到的GPS衛(wèi)星數(shù)遠(yuǎn)遠(yuǎn)大于北斗衛(wèi)星數(shù)，F(xiàn)TNA和TONG可觀測(cè)到的北斗二號(hào)衛(wèi)星數(shù)目多于CHPG和KOKV，且FTNA、TONG定位精度優(yōu)于CHPG、KOKV，因此測(cè)站觀測(cè)到的衛(wèi)星數(shù)會(huì)影響定位精度。北斗二號(hào)系統(tǒng)星歷星座主要分布于亞太地區(qū)，處于非核心區(qū)域星歷星座較少，因此在非核心區(qū)域制約北斗二號(hào)系統(tǒng)定位精度的一個(gè)重要因素是測(cè)站可觀測(cè)到的衛(wèi)星數(shù)目過少，從而降低了北斗二號(hào)系統(tǒng)在非核心區(qū)域的定位精度。

表7 TONG、KOKV、FTNA、CHPG測(cè)站信息

圖7 TONG、KOKV、FTNA、CHPG測(cè)站觀測(cè)時(shí)段內(nèi)北斗衛(wèi)星和GPS衛(wèi)星數(shù)目統(tǒng)計(jì)

4 總結(jié)

通過對(duì)北斗二號(hào)系統(tǒng)非核心區(qū)域的17個(gè)IGS站數(shù)據(jù)進(jìn)行解算，分別研究了精密星歷和基線解算策略中的觀測(cè)量選擇、衛(wèi)星高度截止角、干濕映射函數(shù)、對(duì)流層天頂延遲估計(jì)時(shí)間間隔對(duì)北斗二號(hào)非核心區(qū)域定位精度的影響，實(shí)驗(yàn)結(jié)果表明：

1)由于北斗二號(hào)系統(tǒng)布網(wǎng)形式及其服務(wù)范圍主要在亞太地區(qū)，因此制約非核心區(qū)域定位精度的主要因素是測(cè)站可觀測(cè)到的衛(wèi)星數(shù)目過少。

2)北斗二號(hào)系統(tǒng)非核心區(qū)域定位精度最大值達(dá)到米級(jí)，平均值為厘米級(jí)，標(biāo)準(zhǔn)差精度達(dá)到分米級(jí)。

3)在非核心區(qū)域?qū)Ρ倍范?hào)系統(tǒng)進(jìn)行高精度數(shù)據(jù)解算時(shí)，建議使用CODE提供的精密星歷，干濕映射函數(shù)使用NMF函數(shù)，觀測(cè)量使用電離層約束求解寬巷模糊度，衛(wèi)星高度截止角使用12°，對(duì)流層天頂延遲時(shí)間間隔設(shè)置為1 h。