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TBC5.0软件在GPS控制网基线解算中的性能评估.docx
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摘要
针对天宝公司新研发的 TBC5.0 软件在大型 GPS 控制网基线解算中的可行性问题,以某航道工程
GPS 控制网作为研究对象,对 TBC(Trimble Business Center)5.0 软件在长基线解算中的性能进
行评估,并对比分析新版本 TBC5.0 软件较旧版本 TBC3.5 软件在模糊度固定方面的不同。结果表
明,新版 本 TBC5.0 软件在长基线解算方面的能力得到 了较 大提 高,在 1 200 km 范围内 搭载 精
密星历以及 1 000 km 范围内搭载广播星历时,解算 GPS 控制网可以得到固定解。基线水平与垂
直精度、基线矢量中误差、基线重复率共 3 个方面的计算结果均表明 800 km 范围内 TBC5.0 软
件搭载精密星历解算的基线具有较高的稳定性和准确性,且不受精密星历种类的限制。
Abstract
Aiming at the feasibility of the newly developed TBC5.0 software of Tianbao in the
baseline calculation of large GPS control network, the GPS control network of a
waterway engineering is taken as the research object to evaluate the performance
of TBC5.0 software in long baseline calculation. And this paper compares and
analyzes the difference between the new version of the TBC(Trimble Business
Center)5.0 software and the older version of the TBC3.5 software in terms of fixed
ambiguity. The results show that the new version of the TBC5.0 software has a
significant improvement in long-term baseline resolution, with precision ephemeris
(IGS, IGR, IGU) in the range of 1 200 km and broadcast ephemeris (BRDC) in the
range of 1 000 km. The solution to the GPS control network can get a fixed solution.
The calculation results of baseline level and vertical accuracy, error in baseline
vector and baseline repetition rate all indicate that the baseline of TBC5.0 software
with precise ephemeris solution in 800 km range has high stability and accuracy,
and Limited by the type of precise ephemeris.
译
关键词
TBC5.0 软件; 基线解算; GPS 控制网; 性能评估
Keywords
TBC5.0 software; baseline solution; GPS control network; performance evaluation
译
近 10 年来,国内各类大型工程项目施工所建立布设的首级控制网基本都采用国际知名的科研软件
GAMIT
[1]
和 Bernese
[2]
进行基线解算,采用武汉大学研发的 CosaGPS 软件进行网平差后处理计算。
然而,由于科研软件学习难度大、操作流程十分复杂,在工程实践中的推广应用十分困难。国内外
很多 GNSS(global navigation satellite system)接收机厂商都推出了各自商业 GNSS 数据处理
软件
[3-7]
,均是针对短基线、双差解算模式,虽然界面友好、操作简单,但难以满足大型工程建设
GNSS 首级控制网的精度要求。另一方面,由于各类工程项目均有严格的规范要求,结果必须对基
线重复率、同步环、异步环等进行分析统计,目前很多商 业 GNSS 软件还不支持这些功能,因此
用户需要在处理基线解算和网平差以后再对结果进行二次处理。
TBC(Trimble Business Center)5.0 是美国天宝公司于 2019 年研发的新一代 GNSS 数据处理软
件,内 置了天宝公司最新研发的 GNSS 静态 数据基线处理引擎,支持全星座、多频段观测数据联
合解算,甚至专为中国用户增加了规范要求的统计量监测报表。为了研究该软件在中国精密工程测
量工程中的实际应用效果,本文以某大型航道整治工程的施工控制网为研究对象,对 TBC5.0 软件
在 GNSS 基线解算中的性能进行评估与分析,研究结果可为工程勘测设计人员提供参考。
1 TBC5.0 软件在 GPS 网解算中的流程
TBC5.0 软件内置了 Trimble 公司最新研发的 GNSS 静态数据基线处理引擎,能够显著提高长基
线解算相对精度,在算法优化方面,相比以前的版本,TBC5.0 能够快速、高效地固定模糊度,将
解算结果的中误差控制在很小范围内。TBC5.0 能够对当前所有 GNSS 系统进行单独解算和联合解
算,并且对多频段数据也提供算法支持,支持最新的 RINEX3.04 版本的数据格式读入,并提供批
量下载精密星历、地球自转参数、GNSS 卫星偏差码等算法改正表文件。TBC5.0 网平差结果可以
按 照 我 国 《 全 球 定 位 系 统 (GNSS) 测 量 规 范 》
[8]
对 基 线 重 复 率 、 同 步 环 、 异 步 环 等 进 行 检 核 。
TBC5.0 软件处理流程
[9]
如图 1 所示。
图 1 GPS 控制网基线解算与网平差流程
Fig 1 Baseline Solution and Adjustment Process of GNSS Control Network
下载: 原图 | 高精图 | 低精图
2 测区概况与试验方案
1) 测区概况。航道整治工程全长 1 466.45 km,控制网是数个河段、数十座城市航道整治工程建
筑物的施工作业依据,沿线最大高程为 1 967 m,最小高程为 1 304 m,落差高达 663 m,是典
型的长距离大型带状工程。首级施工控制网沿线路走向按每 50 km 布设一个二等 GPS 控制点,共
布设 32 个 GPS 控制点,观测设备为 12 台 Leica 1200 测地型双频 GNSS 接收机,作业模式为网
连接方式。试验所用数据为该线路布设的具有同步观测的 12 个 GPS 控制点在年积日第 145、146
和 147 天的观测数据,与选取的 5 个 IGS(International GNSS Service)参考站共组成 136 条
基线,最短的基线为 46.4 km,最长的基线达到 1 183 km。
2) 坐标基准。根据文献[10],只需选取北半球 4~5 个 IGS 测站,就可以很好地约束中国境内控
制网解算结果。为了测试 TBC5.0 的解算效果,在航道整治工程中选择了位于北半球的 5 个 IGS
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