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基于GNSS实时数据流的载波相位差分测速方法及精度评估

胡冰燕 吕黄晖 郑佳伟 方荣新

胡冰燕, 吕黄晖, 郑佳伟, 方荣新. 基于GNSS实时数据流的载波相位差分测速方法及精度评估[J]. 全球定位系统, 2023, 48(2): 65-70. doi: 10.12265/j.gnss.2023009
引用本文: 胡冰燕, 吕黄晖, 郑佳伟, 方荣新. 基于GNSS实时数据流的载波相位差分测速方法及精度评估[J]. 全球定位系统, 2023, 48(2): 65-70. doi: 10.12265/j.gnss.2023009
HU Bingyan, LYU Huanghui, ZHENG Jiawei, FANG Rongxin. Time-differenced Carrier Phase velocity measurement method and accuracy evaluation based on GNSS real-time data stream[J]. GNSS World of China, 2023, 48(2): 65-70. doi: 10.12265/j.gnss.2023009
Citation: HU Bingyan, LYU Huanghui, ZHENG Jiawei, FANG Rongxin. Time-differenced Carrier Phase velocity measurement method and accuracy evaluation based on GNSS real-time data stream[J]. GNSS World of China, 2023, 48(2): 65-70. doi: 10.12265/j.gnss.2023009

基于GNSS实时数据流的载波相位差分测速方法及精度评估

doi: 10.12265/j.gnss.2023009
基金项目: 国家自然科学基金(42274025)
详细信息
    作者简介:

    胡冰燕:(2002—),女,研究方向为高精度GNSS数据处理

    吕黄晖:(1997—),男,硕士,研究方向为GNSS精密定位及应用研究

    郑佳伟:(1996—),男,博士,研究方向为GNSS精密定位及应用研究

    方荣新:(1982—),男,博士,教授,研究方向为高精度 GNSS 定位理论、方法及应用研究

    通讯作者:

    方荣新 E-mail:rfang@whu.edu.cn

  • 中图分类号: P228.4

Time-differenced Carrier Phase velocity measurement method and accuracy evaluation based on GNSS real-time data stream

  • 摘要: 为了满足地质灾害实时高精度监测应用需求,对常规全球卫星导航系统(GNSS)载波相位差分测速事后处理软件进行改进,增加了实时数据流接收和实时解码国际海运事业无线电技术委员会(RTCM)的功能,实现了真正的GNSS载波相位差分测速. 利用静态站和振动台模拟正弦波振动实验的GNSS数据,评估改进后GNSS实时测速程序的精度. 静态模拟动态的测速精度误差均方根(RMS)优于5 mm/s;振动台动态实验解算结果与振动台输出真值的互差RMS为10.4 mm/s. 说明本实验的实时GNSS测速程序在静态实时测速条件下的测速精度可达到mm/s级,在实时动态条件下测速精度仍能达到cm/s级.

     

  • 图  1  GNSS实时测速程序流程图

    图  2  测站分布图

    图  3  ALGO测站2 h内的测速结果

    图  4  振动实验平台

    图  5  GNSS实时测速结果与振动台真值比较

    图  6  GNSS实时测速结果、振动台真值、PPP位移结果比较

    表  1  RTCM3.2版本电文框架结构

    名称长度/bit介绍
    引导字811010011
    保留字段6未定义(设为000000)
    消息长度10以比特为单位的消息
    可变长度消息长度可变0~1 023 byte
    CRC校验24CRC-24Q检校结果
    下载: 导出CSV

    表  2  RTCM 3.2版本MSM消息用途及长度计算

    消息类型数据字段用途
    MSM1伪距常规和改进的高精度差分GNSS(DGNSS)
    MSM2载波常规RTK模式
    MSM3伪距+载波
    MSM4伪距+载波+信噪比
    MSM5伪距+载波+
    多普勒+信噪比
    以标准与接收机无关的交换格式(RINEX)保存观测值
    MSM6伪距+载波+
    信噪比(高精度)
    扩展的高精度RTK模式,实时网络数据流
    MSM7伪距+载波+多普勒+
    信噪比(高精度)
    扩展高精度模式,传输完整RINEX格式观测值
    下载: 导出CSV

    表  3  MSM电文结构

    电文结构内容
    电文头本条电文中所传输的所有卫星和信号信息
    卫星数据包括所有卫星的基本信息
    信号数据包括所有信号的具体信息
    下载: 导出CSV

    表  4  测站位置信息

    测站纬度/(°)经度/(°)高程/m
    ALGO45.959−78.071202
    MAC1−54.499158.936−7
    CEDU−31.867133.810145
    NRC145.454−75.62483
    FRDN38.921−77.06659
    下载: 导出CSV

    表  5  所有测站测速结果的RMS

    测站VE/mm·s−1VN/mm·s−1VU/mm·s−1
    ALGO1.6032.1351.378
    MAC13.2324.5882.382
    CEDU4.4212.4372.793
    NRC12.4512.8251.774
    FRDN1.8962.1801.204
    下载: 导出CSV
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出版历程
  • 收稿日期:  2023-02-01
  • 网络出版日期:  2023-05-06

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