南极四种在线GPS定位服务系统的精度比较与分析

健康养生网编2023-05-15 08:462010

针对使用在线GPS定位服务系统处理南极地区GPS数据精度的问题，分别使用4种在线GPS服务系统对南极地区长期连续（7 d）观测数据进行处理，发现四种在线GPS服务系统在南极地区解算精度的精度都能达到dm量级。另外使用4种在线GPS服务系统处理短期（1 d以内）观测数据，等.南极四种在线GPS定位服务系统的精度比较与分析[J]．测绘科学。

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摘要

针对使用在线GPS定位服务系统处理南极地区GPS数据精度的问题，介绍4种常用在线GPS定位服务系统APPS、CSRS-PPP、gaps以及,分别使用4种在线GPS服务系统对南极地区长期连续（7 d）观测数据进行处理，分析其精度与稳定性。将处理结果与相同框架下真值进行比较与分析，发现四种在线GPS服务系统在南极地区解算精度的精度都能达到dm量级，其中APPS与CSRS-PPP两种服务系统在南极地区解算结果的精度与稳定性优于gaps与，可达cm量级。另外使用4种在线GPS服务系统处理短期（1 d以内）观测数据，对得到的解算结果进行分析可以发现3 h以上观测时长的数据可以保证稳定的解算精度。

引用格式

左耀文，张胜凯，鄂栋臣，等.南极四种在线GPS定位服务系统的精度比较与分析[J]．测绘科学，2017，42（1）:7-14.

正文

精密单点定位（ point ，PPP）与差分定位是GPS高精度定位的两种主要模式。精密单点定位一般采用单台双频GPS 接收机, 利用IGS 提供的精密星历和卫星钟差,基于载波相位观测值进行高精度定位。GPS技术的发展也带动各种高精度GPS数据处理软件的研究发展，比如美国麻省理工学院和美国加利福利亚大学海洋研究所（SIO）共同开发研制的GAMIT/GLOBK软件、瑞士伯尔尼大学天文研究所开发的软件、美国喷气推进实验室（JPL）开发的GIPSY/OASIS软件、武汉大学自主开发的PANDA软件等。这些高精度GPS数据处理专业软件使用起来较为复杂，借助互联网的不断普及，各种实时在线精密单点定位服务系统相继问世，这些系统大部分都是面对全球用户，并可免费无限制使用。普通用户只需按照协议，上传符合要求的RINEX观测文件到服务系统，系统即可将数据处理结果通过邮件发送至用户指定的邮箱或者提供实时解算结果。

目前国际上比较常用的几个在线精密单点定位服务系统包括：美国喷气动力实验室（JPL）研制开发的APPS，加拿大自然资源部研制开发的CSRS-PPP，新伯伦瑞克大学研制开发的gaps，及西班牙GMV公司研制开发的。在内陆，APPS-PPP、CSRS-PPP和GAPS-PPP三种软件在处理精度上具有一致性，在单个坐标方向上最大互查不超过1.6 cm，三种软件单天解精度在三个坐标方向上均由于3.5 cm。采集数据的质量也会影响到解算精度。不同系统使用各自的解算策略和软件，解算精度静态达到mm~cm量级，动态达到cm~dm量级的水平。但是，在南北极特殊的地理位置和环境下，这些系统的解算精度如何是我们需要研究的问题。

四种在线GPS服务系统

1）美国喷气动力实验室（JPL）研制开发的APPS，该系统不需要注册，采用JPL提供的一些国际最先进的GPS定位技术，所使用解算软件为GISPY，用户可以通过邮件一次上传多个文件（不超过五个，格式支持.0和.1）进行解算，也可在网站直接上传文件进行实时在线解算（一次解算一个文件）解算有完整的解算结果输出，处理速度快，结果可以直接从服务网站上下载 .

2）加拿大自然资源部研制开发的CSRS-PPP，该系统需要注册，所使用解算软件为NACan-PPP，解算支持实时在线解算（一次解算一个文件），用户可以选择解算方式（或者），框架（NAD83和ITRF）以及高程基准，系统将解算结果发送至用户指定邮箱，内容包括详细坐标、精度、接收机钟差估计、对流程延迟等信息。

3）新伯伦瑞克大学研制开发的gaps，该系统不需要注册，所使用解算软件为gaps，支持实时在线解算（一次解算一个文件），用户可以根据需要设置部分解算参数，系统将结果发送至用户指定邮箱，内容包括大地坐标，整周模糊度、卫星钟差以及伪距残差等信息。

4）西班牙GMV公司研制开发的，该系统不需要注册，用户需要按照要求将需要解算的GPS、或者实时数据发送值指定邮箱，需要注明解算方式是还是，一封邮件只能包含两个文件（支持多种文件格式），文件过多只解算前两个，系统将解算结果发送至用户指定邮箱。

在线GPS服务系统的发展给普通用户提供便捷的数据处理途径，本文通过使用APPS、CSRS-PPP、gaps及四种在线GPS单点定位服务系统对南极地区的GPS数据进行处理分析，结果显示：

1）对于长期连续观测数据，在X、Y及Z三个方向上，APPS与CSRS-PPP系统的解算精度都要优于gaps与，达到cm量级，解算结果较为稳定。

2）对于短期（1 d以内）连续观测数据，在3 h以后，APPS、CSRS-PPP和gaps三种系统的解算结果相对较为稳定，达到cm量级，的解算结果波动较大，达到dm量级，精度较差。

整体来说，使用在线GPS服务系统对于南极地区的数据处理结果相比于中低纬区域来说，精度与稳定性偏低，中低纬区域已经可以达到mm级精度，而南极地区只能保证cm级精度，说明这四种在线服务系统在南极地区数据处理能力不如中低纬地区。综合考虑4种在线GPS定位服务系统对南极地区长期连续观测数据和短期观测数据的解算精度，在南极地区，推荐使用APPS和CSRS-PPP两种在线GPS定位系统。

2017年（第42卷）第1期目次

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