[发明专利]智能化卫星连续运行参考站姿态监测方法

说明书

技术领域

本发明涉及一种连续运行参考站网系统，特别是一种智能化卫星连续运行参考站姿态监测方法。

背景技术

随着空间定位技术的发展，特别是全球导航定位系统(GNSS)技术的迅猛发展，使建立和维持一个基于空间定位技术的长期稳定和具有较精高度的、动态的全球性或区域性坐标参考框架成为一种可能。GNSS连续运行参考站网系统（Continuous Operationing Reference Stations，简称CORS）正是获取空间基准信息的一种重要、快速而有效的现代化技术体系。它立足于向政府部门和社会用户提供专业、精确、有效的空间基准数据，解决工程建设、地震监测、国土调查、行业管理等各种空间定位及位置服务问题。是当代GNSS发展的热点之一。GNSS连续运行参考站网系统作为国家空间信息基础设施，在信息社会发挥巨大的作用。

目前，CORS作为“数字地球”重要基础的国家空间数据基础设施，得到了蓬勃发展。我国已建成国家GPS A、B、C级网、区城CORS网和中国地壳运动观测网络等，总点数已达到3000 多个。用户对GNSS相关的服务要求越来越广泛的同时、准确度要求越来越高，如GPS差分信息、精密星历、数据处理、时间同步信息等等从事后的、准实时的，到实时的等不同层面的服务。这就需要在建立空间坐标参考框架服务体系的同时，建立相应的数据精度和可靠性质量保障体系。

GNSS连续运行参考站主要为钢筋混凝土圆柱形结构体，长期野外工作环境。一般GNSS天线强制固定于圆柱体顶端作为站点中心。由于温度和风压等环境因素引起地基和结构体应力的变化，从而导致圆柱体发生非线性形变。直接影响空间基准框架的精确性。

发明内容

本发明要解决的技术问题是针对现有技术的不足，提出了一种智能化卫星连续运行参考站姿态监测方法。以解决参考站三维形变量精密测量和参考站基准数据实时修正，保障GNSS连续运行参考站网的基准数据服务必要精度。

本发明要解决的技术问题是通过以下技术方案来实现的，一种智能化卫星连续运行参考站姿态监测方法，其特点是：

CORS台站姿态修正模型，采用连续时间序列台站姿态观测统计回归分析法建立：观测试验场地，选择在基础稳定的建筑物顶层，四周完全没有遮挡物，构建标准的钢筋混凝土圆柱形测试台站。台站中心点姿态观测采用GNSS连续相对动态三维坐标测量技术，将双频GPS接收机安置在CORS台站强制对中器上连续观测，获取以强制对中器中心为代表的测试台站中心点每1秒的三维坐标；以周日平均最低温度为对应时间基准，通过建立动态站心空间直角坐标系，计算理化因子和环境参数引起的测试台站姿态变化，即三维坐标变化量；

台站整体姿态观测采用0.5″密全站仪(测量机器人实时监测)法，分别在测试台站圆柱体上东、南、西、北四个方向，从上到下间隔10—15cm设置观测点，并在观测点位上安装反射片；设立固定强制归心观测墩台，采用精密全站仪24小时自动观测，采样间隔根据环境参数变化频率确定，一般＜１０分钟；通过数据处理，分析台站的挠度，同步确定台站中心线（水平面）倾斜角；建立不同高度CORS台站姿态变化的预测模型；检测GNSS测量的可靠性；

依据CORS台站形变机理和规律，在CORS台站结构体内部敷设温度、应力、湿度和位移传感器网，实时采集引起台站结构体姿态变化的理化因子信息；同时采集CORS台站外部太阳辐射、风速风向等环境信息；数据采集器集成于32位可编PC，实现数模转换，通过无线通信模块，将采集的监测数据发送至远程数据处理中心；

数据中心依据通过理化因子和环境参数建立的CORS台站姿态修正模型，实时估算各台站修正值。

本发明要解决的技术问题还可以通过以下技术方案来进一步实现，CORS台站姿态修正坐标转换：应用GPS测量获得的站心动态三维坐标是WGS-84大地测量坐标系统下的空间直角坐标，通过七参数坐标转换的迭代算法将GPS给出WGS-84坐标转换至三维站固坐标系统，便于建立台站理化参数形变估算模型，三维站固坐标系统通过高程差转换模型转换为工程坐标系统。