基于靶场CORS的试验区北斗数据质量分析

冯江海; 于国栋; 王春阳; 张黛; 冯吉花; 安娜

doi:10.12265/j.gnss.2023082

基于靶场CORS的试验区北斗数据质量分析

doi: 10.12265/j.gnss.2023082

中国人民解放军63869部队, 吉林白城 137001

详细信息

作者简介:
冯江海：(1987—)，男，硕士，工程师，注册测绘师，主要研究方向为北斗卫星数据质量评估和大地水准面精化

于国栋：(1982—)，男，硕士，高级工程师，主要研究方向为卫星大地测量及终点坐标测试

王春阳：(1983—)，男，硕士，高级工程师，主要研究方向为卫星大地测量及终点坐标测试

通讯作者:
于国栋 E-mail： ygd63869@163.com

中图分类号: P228
计量
- 文章访问数: 175
- HTML全文浏览量: 54
- PDF下载量: 19
- 被引次数: 0
出版历程
- 收稿日期: 2023-04-10
- 录用日期: 2023-04-10
- 网络出版日期: 2023-10-23

BeiDou data quality analysis based on range CORS

63869 PLA troops, Baicheng 137001, China

摘要

摘要: 自2011年国际GNSS服务(International GNSS Service，IGS)启动多GNSS实验项目(Multi-GNSS Experiment，MGEX)以来，多GNSS兼容和互操作成为研究热点，我国率先发起国际GNSS监测评估系统(International GNSS Monitoring and Assessment System，iGMAS)旨在对GNSS的运行状况和性能指标进行监测评估. 鉴于此，本文从用户使用端出发，通过对连续运行参考站(continuously operating reference station，CORS)的数据完整率、周跳比、伪距多路径、载噪比(carrier to noise ratio，CNR)和伪距测量精度进行量化分析，探讨了基于靶场CORS系统进行试验区北斗数据质量监测与评估的方法，为高精度武器试验鉴定提供科学、可量化的卫星环境精度指标.
- 北斗卫星导航系统(BDS) /
- 数据完整率 /
- 伪距多路径 /
- 载噪比(CNR)
Abstract: Since International Global Navigation Satellite System Service (IGS) started Multi-GNSS Experiment (MGEX) in 2011, multi-GNSS compatibility and interoperability have become a research hotspot. International GNSS Monitoring and Assessment System (iGMAS) were initiated for the first time in order to monitor and evaluate the running status and performance indicators of GNSS. In view of this, starting from the users, this paper makes quantitative analysis on the data integrity rate, cycle ratio, pseudorange multipath, carrier to noise ratio (CNR), pseudorange measurement accuracy of continuously operating reference station (CORS) data, and discusses the method of monitoring and evaluation of the BeiDou data quality in the range area based on the range CORS, so as to provide a scientific and quantifiable satellite environmental accuracy index for high-precision weapon test.
- BeiDou Navigation Satellite System (BDS) /
- data integrity rate /
- pseudorange multipath /
- carrier to noise ratio (CNR)

HTML全文

图 1 各系统可接收卫星数量对比图和GDOP对比图

下载: 全尺寸图片幻灯片

图 2 各系统卫星天空图(连续时段30 min)

下载: 全尺寸图片幻灯片

图 3 各系统数据完整性对比图

下载: 全尺寸图片幻灯片

图 4 同频点各系统数据质量对比

下载: 全尺寸图片幻灯片

图 5 年积日227各系统同频点数据质量对比

下载: 全尺寸图片幻灯片

图 6 北斗各频点数据质量变化

下载: 全尺寸图片幻灯片

图 7 年积日227当天BDS各频点数据质量时序变化

下载: 全尺寸图片幻灯片

图 8 BDS不同类型卫星多路径和高度角时序分析

下载: 全尺寸图片幻灯片

图 9 BDS不同类型卫星CNR和高度角时序分析

下载: 全尺寸图片幻灯片

图 10 HUEG测站2021年SPP定位精度变化图

下载: 全尺寸图片幻灯片

图 11 HUEG测站年积日227当天SPP定位精度时序图

下载: 全尺寸图片幻灯片

表 1 HUEG站址基本信息

测站	接收机天线类型	数据采样率/s	支持卫星星座
测站	接收机天线类型	数据采样率/s	GPS	GLONASS	BDS	Galileo	QZSS
HUEG	LEIAR25.R4	30	L1C、L1 Z-tracking、L1C-(D+P)、 L2 Z-tracking、L5(I+Q)	G1、G2、G3	B1I、B2I、B3I、B1C、 B2a、B2b、B2a+B2b	E1、E5A、E5B、 E5(A+B)、E6、	L1、L5

下载: 导出CSV

表 2 各系统可视数据完整率和可视卫星轨迹曲线数(连续观测数据)

卫星星座	可视历元数			可视卫星轨迹数
卫星星座	可视历元数	可视历元总数	可视数据率/%	连续时段 1 min	连续时段 5 min	连续时段 10 min	连续时段 15 min	连续时段 30 min
GPS	29971	86 400	34.69	151	71	58	52	50
BDS	44057	118 080	37.31	101	65	62	60	59
GLONASS	25866	69 120	37.42	162	69	55	51	50
Galileo	23956	63 360	37.81	92	51	40	40	35
注：卫星可视历元指既有方位角数据又有高度角数据的历元；卫星可视历元总数指可视卫星轨迹曲线的卫星数2 880.

下载: 导出CSV

表 3 GPS、Galileo和BDS同频点信息情况表

共有频率/MHz	各星座信道
1 575.42	GPS(L1: C1C/C/W/C1X)
	BDS(B1C: C1X)
	Galileo(E1: C1X)
1176.45	GPS(L5: C5X)
	BDS(B2a: C5X)
	Galileo(E5A: C5X)
1 207.14	BDS(B2b: C7Z)
	Galileo(E5B: C7X)
	-

下载: 导出CSV

表 4 年积日227当天 GPS、Galileo和BDS同频点多径和CNR均值

频点/MHz	各星座信道MP/cm		各星座信道 CNR/(dB·Hz)
1 575.42	GPS M1C	30.96	GPS S1C	45.78
	Galileo M1X	25.51	Galileo S1X	47.43
	BDS M1X	30.37	BDS S1X	46.00
1 176.45	GPS M5X	19.05	GPS S5X	50.44
	Galileo M5X	15.78	Galileo S5X	47.84
	BDS M5X	30.88	BDS S5X	48.47
1 207.14	Galileo M7X	15.62	Galileo S7X	48.63
1 207.14	BDS M7X	27.80	BDS S7X	49.38

下载: 导出CSV

参考文献(14)

[1]	XIE X, FANG R X , GENG T, et al. Characterization of GNSS signal tracked by the iGMAS network considering recent BDS-3 satellites[J], Remote sensing, 2018(10): 1736. DOI: 10.3390/rs10111736
[2]	YANG Y X, GUO W G, GUO S R, et al. Introduction to BeiDou-3 navigation system[J]. Navigation, 2019, 66(9): 7-18. DOI: 10.1002/NAVI.291
[3]	蔡洪亮, 孟轶男, 耿长江, 等. 北斗三号全球导航卫星系统服务性能评估: 定位导航授时、星基增强、精密单点定位、短报文通信与国际搜救[J]. 测绘学报, 2021, 50(4): 427-435.
[4]	谭理庆, 曹阳, 彭琦, 等. BDS-3数据质量及SPP定位性能分析[J]. 全球定位系统, 2021, 46(1): 68-76.
[5]	尹志豪, 王广兴, 胡志刚, 等. 北斗三号观测数据质量分析[J]. 测绘科学, 2019, 45(6): 37-45. DOI: 10.16251/j.cnki.1009-2307.2020.06.005
[6]	ZHU Y X, ZHENG K, CUI X Q, et al. Preliminary analysis of the quality and positioning performance of BDS-3 global interoperable signal B1C&B2a[J]. Advances in space research, 2021, 67(8): 2483-2490. DOI: 10.1016/J.ASR.2021.01.045
[7]	丁志鹏, 贺鹏飞, 邱立杰, 等. 基于Anubis的北斗观测数据质量分析[J]. 大地测量与地球动力学, 2022, 42(2): 143-147.
[8]	田先才, 张龙平, 徐君毅, 等. 北斗三号观测数据质量及定位服务性能分析[C]//第十一届中国卫星导航年会, 2020.
[9]	YANG Y X, XU Y Y, LI J L, et al. Progress and performance evaluation of BeiDou Global Navigation Satellite System: data analysis based on BDS-3 demonstration system[J]. Science china earth sciences, 2018, 64(5): 614-624. DOI: 10.1007/s11430-017-9186-9
[10]	国家标准化管理委员会. 全球连续监测评估系统(iGMAS)质量要求第1部分: 观测数据: GB/T 39396.1-2020[S]. 北京: 中国标准出版社, 2020.
[11]	朱静然. 多系统GNSS实时数据质量分析及软件实现[D]. 南京: 东南大学, 2015.
[12]	陈存婷. 北斗三号基本系统伪距单点定位性能分析[D]. 西安: 长安大学, 2019.
[13]	宋华松, 万磊, 谷玉宝. 北斗三号卫星导航定位性能提升的定量分析[J]. 测绘科学, 2019, 44(11): 15-21. DOI: 10.16251/j.cnki.1009-2307.2019.11.003
[14]	程军龙, 王旺, 马立烨, 等. 北斗三号观测数据质量及定位精度初步评估[J]. 测绘通报, 2019, (8): 1-7. DOI: 10.13474/j.cnki.11-2246.2019.0241