iGMAS多品牌监测接收机数据质量分析

滕月昊; 贾小林; 雷盼荣; 周平; 曹创

doi:10.12265/j.gnss.2021083104

iGMAS多品牌监测接收机数据质量分析

doi: 10.12265/j.gnss.2021083104

滕月昊^1,,
贾小林^2, ,,
雷盼荣¹,
周平¹,
曹创¹

1.
长安大学, 西安 710064
2.
西安测绘研究所, 西安 710054

基金项目: 国家自然科学基金项目(41874041)

详细信息

作者简介:
滕月昊：(1998—)，男，硕士，研究方向为GNSS数据处理

贾小林：(1972—)，男，研究员，研究方向为卫星导航

雷盼荣：(1997—)，男，硕士，研究方向为GNSS数据处理

通信作者:
贾小林 E-mail: 13891907401@139.com

中图分类号: P228.4
计量
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出版历程
- 收稿日期: 2021-08-31
- 网络出版日期: 2022-02-23

iGMAS multi-brand monitoring receiver data quality analysis

1.
College of Geological Engineering and Geomatics, Chang’an University, Xi’an 710064, China
2.
Xi’an Research Institute of Surveying and Mapping, Xi’an 710054, China

摘要

摘要: 为了验证全球卫星导航系统(GNSS)接收机研制状态，全面确认全球连续监测评估系统(iGMAS)监测站接收机性能，为后续GNSS接收机数据的质量评定做出贡献. 基于iGMAS多品牌接收机比测实验，通过对多个品牌监测接收机多系统不同频点观测数据质量(完整率、多路径、周跳比、观测噪声)及零基线相对定位精度进行统计分析，综合评估了接收机工作性能及其观测数据的质量. 结果显示：iGMAS监测站接收机数据质量及其性能满足相应标准；数据完整率和多路径方面，国内品牌接收机与国外水平接收机基本相当；在周跳比、伪距和载波相位噪声及零基线相对定位精度方面，国产监测接收机明显优于国外监测接收机.
- 全球连续监测评估系统(iGMAS) /
- 数据质量 /
- 噪声 /
- 接收机性能 /
- 零基线
Abstract: In order to verify the development status of GNSS receiver, fully confirm the receiver performance of the international GNSS monitoring and assessment system (iGMAS) monitoring station, and make contributions to the subsequent Global Navigation Satellite System (GNSS) receiver data quality assessment. Based on iGMAS multi-brand receiver comparative measurement experiment, the receiver performance and the quality of observation data were evaluated comprehensively by statistical analysis of the observation data quality (integrity rate, multipath, cycle jump ratio, observation noise) and the relative positioning accuracy of zero base line at different frequency points of multi-brand monitoring receivers. The results show that the data quality and performance of iGMAS monitoring station meet the corresponding standards. In terms of data integrity rate and multipath, the domestic brand receiver is basically equivalent to the foreign horizontal receiver. In terms of cycle jump ratio, pseudo-range, carrier phase noise and relative positioning accuracy of null base line, the domestic monitoring receiver is obviously better than the foreign monitoring receiver.
- international GNSS monitoring and assessment system (iGMAS) /
- data quality /
- noise /
- receiver performance /
- zero baseline

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图 1 各品牌接收机各系统不同频点数据完整率比较

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图 2 BDS系统卫星高度角与多路径关系

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图 3 MW周跳探测情况

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图 4 MW和GF周跳探测情况

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图 5 B1I/G1频点各卫星伪距噪声值

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表 1 各品牌接收机各频点多路径结果 m

系统	频点	品牌1	品牌2	品牌3	品牌4	品牌5	品牌6	品牌7	品牌8	均值
BDS	B1I	0.24	0.29	0.27	0.21	0.28	0.22	0.34	0.27	0.25
	B3I	0.21	0.26	0.18	0.20	0.08	0.25	0.17	0.13	0.18
	B1C	0.42	0.42	0.40	0.23	0.34	0.36	0.20	-	0.34
	B2a	0.21	0.34	0.21	0.22	0.12	0.33	0.19	-	0.23
GPS	L1C/A	0.35	0.29	0.33	0.16	0.46	0.44	0.25	0.18	0.31
	L2P(Y)	0.41	0.30	0.35	0.20	0.43	0.40	0.34	0.34	0.35
	L2C	0.56	0.28	0.40	0.35	0.41	0.43	0.24	0.23	0.36
	L5C	0.26	0.30	0.22	0.22	0.13	0.35	0.18	0.17	0.23
GLONASS	G1	0.49	0.45	0.30	0.23	0.39	0.39	0.27	0.33	0.37
GLONASS	G2	0.57	0.43	0.38	0.25	0.45	0.43	0.22	0.32	0.38
Galileo	E1	0.37	0.37	0.20	0.20	0.27	0.35	0.19	0.16	0.26
	E5a	0.24	0.24	0.21	0.23	0.11	0.33	0.19	0.14	0.21
	E5b	0.21	0.24	0.21	0.23	0.28	0.35	0.21	0.18	0.24
均值		0.35	0.32	0.28	0.23	0.29	0.35	0.23	0.22

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表 2 各品牌接收机各频点周跳比结果

系统	频点	品牌1	品牌2	品牌3	品牌4	品牌5	品牌6	品牌7	品牌8
BDS	B1I	26 378	26 266	25 191	23 762	26 002	24 633	4 374	14 582
	B3I	26 378	26 266	25 191	23 762	26 002	24 633	4 374	14 582
	B1C	10 274	14 066	10 895	10 026	14 721	10 953	3 264	-
	B2a	10 274	14 066	10 895	10 026	14 721	10 953	3 264	-
GPS	L1C/A	12 339	8 090	10 000	10 384	12 546	5 221	4 527	11 831
	L2P(Y)	12 339	8 090	10 000	10 384	12 546	5 221	4 527	11 831
	L2C	2 669	13 585	6 515	13 722	8 635	12 797	4 052	9 433
	L5C	11 910	12 225	5 846	13 304	13 205	10 661	3 152	9 120
GLONASS	G1	10 366	12 582	9 577	13 444	9 594	12 136	10 128	11 346
GLONASS	G2	10 366	12 582	9 577	13 444	9 594	12 136	10 128	11 346
Galileo	E1	15 246	16 023	13 400	17 085	13 099	17 182	12 055	12 358
	E5a	15 246	16 023	13 400	17 085	13 099	17 182	12 055	12 358
	E5b	15 257	15 649	13 412	17 085	13 100	17 334	13 188	11 340
均值		13 772	15 039	12 607	14 885	14 374	13 926	7 505	11 829

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表 3 各品牌接收机各频点伪距噪声

系统	码速率/Mbps	频点	指标（≤）/cm	品牌1/cm	品牌2/cm	品牌3/cm	品牌4/cm	品牌5/cm	品牌6/cm	品牌7/cm	品牌8/cm
BDS	2.0	B1I	8	0.73	0.45	0.29	1.02	2.17	23.35	16.77	1.52
BDS	1.0	B1C	12	10.81	0.66	1.01	1.05	3.44	21.52	10.37	-
BDS	10.0	B2a	6	0.40	0.96	0.22	1.21	0.46	21.32	5.44	-
BDS	10.0	B3I	6	0.22	0.31	0.38	1.04	0.79	22.53	3.71	1.54
GPS	1.0	L1C/A	12	2.83	0.64	1.48	1.07	4.82	23.69	21.33	1.46
	0.5	L2P(Y)	18	2.85	0.23	1.69	1.11	21.55	21.80	5.36	1.51
	0.5	L2C	18	2.38	0.33	2.55	1.17	6.76	28.38	14.22	1.56
	10.0	L5C	6	0.32	0.44	0.61	0.95	0.39	21.82	4.74	1.53
GLONASS	0.5	G1	18	4.17	1.51	0.44	0.94	4.39	23.42	13.11	1.54
GLONASS	0.5	G2	18	3.86	2.52	0.55	0.94	5.21	22.90	4.91	1.66
Galileo	1.0	E1	12	0.37	0.23	1.09	0.99	2.47	21.44	10.09	1.53
	10.0	E5a	6	0.44	0.19	0.24	1.03	0.32	21.24	5.22	1.66
	10.0	E5b	6	0.25	0.30	0.25	1.05	0.44	21.52	5.43	1.65
均值				2.28	0.67	0.83	1.04	4.09	22.68	9.28	1.56

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表 4 各品牌接收机各频点载波噪声 mm

系统	频点	指标(≤)	品牌1	品牌2	品牌3	品牌4	品牌5	品牌6	品牌7	品牌8
BDS	B1I	1.92	0.94	0.92	0.85	8.73	0.79	214.62	8.49	14.52
	B1C	1.90	1.11	1.07	1.18	8.77	0.75	215.37	8.45	-
	B2a	2.55	0.74	1.03	0.76	9.16	0.62	213.11	8.47	-
	B3I	2.37	0.77	1.10	0.86	8.87	0.84	214.06	8.69	14.52
GPS	L1C/A	1.90	0.83	0.90	0.93	8.66	0.78	214.37	8.39	14.53
	L2P(Y)	2.44	1.59	1.52	2.06	9.23	1.21	212.70	8.89	14.50
	L2C	2.44	1.47	1.23	1.14	8.79	0.69	200.17	8.47	14.52
	L5C	2.55	0.81	0.83	0.82	8.44	0.53	213.58	8.61	14.47
GLONASS	G1	1.90	1.13	0.91	1.33	8.39	1.21	215.22	8.32	14.58
GLONASS	G2	2.41	1.22	1.36	1.37	8.88	1.27	213.84	8.66	14.52
Galileo	E1	1.90	1.17	0.87	0.83	8.85	0.61	211.23	8.49	14.48
	E5a	2.55	0.77	1.14	0.84	8.92	0.55	210.13	8.51	14.53
	E5b	2.49	0.71	0.93	0.79	8.78	0.44	209.28	8.47	14.50
均值			1. 02	1.06	1.06	8.81	0.79	212.13	8.53	14.52

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表 5 各品牌接收机各频点零基线长度 mm

系统	频点	品牌1	品牌2	品牌3	品牌4	品牌5	品牌6	品牌7	品牌8
BDS	B1I	0.03	0.02	0.50	0.04	0.02	0.36	0.06	0. 10
	B1C	0.72	0.05	0.72	0.04	0.39	0.32	0.07	-
	B2a	0.03	0.08	0.07	0.11	0.05	0.29	0.44	-
	B3I	0.04	0.04	0.06	0.21	0.05	1.13	0.27	0. 10
GPS	L1C/A	0.02	0.01	0.11	0.02	0.01	0.03	0.06	0. 23
	L2P(Y)	0.26	0.05	0.07	0.03	0.33	0.69	0.09	0. 44
	L2C	0.70	0.06	0.23	0.03	0.06	0.36	0.09	0. 28
	L5C	0.33	0.58	0.12	0.76	0.04	0.83	0.07	0. 62
GLONASS	G1	0.26	0.67	0.96	0.18	0.11	0.29	1.21	1. 41
GLONASS	G2	0.03	0.03	0.24	0.09	0.02	0.05	0.11	0. 20
Galileo	E1	0.04	0.05	0.18	0.07	0.04	0.11	0.10	0. 46
	E5a	0.03	0.04	0.14	0.05	0.04	0.10	0.11	0. 38
	E5b	0.03	0.02	0.50	0.04	0.02	0.36	0.06	0. 10
均值		0. 19	0.13	0.30	0.12	0.09	0.30	0.21	0.39

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