北斗實(shí)時(shí)精密定位關(guān)鍵技術(shù)與應用項目研發(fā)側記
前不久,廣西南寧市測繪地理信息局組織研發(fā)的“南寧市北斗位置綜合服務(wù)系統”獲2017年度南寧市科技進(jìn)步一等獎?;谶@一系統,可實(shí)現基站監測管理、北斗精密定位等多種功能,讓新技術(shù)廣泛應用于不動(dòng)產(chǎn)測繪、工程測量、滑坡監測等領(lǐng)域。
項目成果意義重大
過(guò)去,受技術(shù)條件限制,老一輩測量員多采用皮尺、平板儀、經(jīng)緯儀等傳統儀器進(jìn)行測量,得出的成果多為手繪地圖,且精度較低、應用范圍較窄。
在廣西測繪地理信息局的指導幫助下,2017年,南寧市測繪地理信息局依托本局技術(shù)力量,突破兼容北斗衛星觀(guān)測數據的區域高精度實(shí)時(shí)電離層和對流層延遲建模及基準站坐標實(shí)時(shí)監測的關(guān)鍵技術(shù),研發(fā)成功具有國際先進(jìn)水平的“南寧市北斗位置綜合服務(wù)系統”。
現在,通過(guò)北斗位置綜合服務(wù)系統(CORS),利用RTK等電子設備開(kāi)展數字化測繪,讓快速、精確采集地物點(diǎn)坐標及高程成為現實(shí),也讓其生產(chǎn)的數字化測繪成果應用范圍變得更為廣泛。
關(guān)鍵技術(shù)實(shí)現突破
電離層和對流層是高精度衛星定位的主要誤差源,同時(shí)利用對流層可以反演水汽用于天氣預報,但目前CORS商業(yè)軟件無(wú)法提供區域高精度電離層和對流層及其水汽,不僅對北斗導航定位精度造成很大影響,也無(wú)法為天氣預報服務(wù)。
為解決這一困難,南寧市測繪地理信息局啟動(dòng)了攻克北斗實(shí)時(shí)精密定位關(guān)鍵技術(shù)與應用的攻堅戰。
經(jīng)過(guò)兩年多的研究開(kāi)發(fā),技術(shù)人員先后建立了區域高精度多模實(shí)時(shí)電離層延遲改正模型,并發(fā)展了一套完善的地基GNSS水汽三維層析的理論與方法,建立了區域對流層高精度約束及水汽轉換模型,解決了傳統技術(shù)收斂時(shí)間慢、缺少實(shí)時(shí)精密星歷的難題,研發(fā)了國內外首個(gè)精度小于2毫米的區域實(shí)時(shí)可降水量監測系統。
南寧市國土測繪地理信息中心總工程師、南寧市北斗位置綜合服務(wù)系統研發(fā)團隊的負責人方丹娜介紹說(shuō):“例如電離層、對流層會(huì )對北斗精密定位的準確性造成影響,為此,我們建立了電離層層析成像三維分布圖、可降水量空間分布圖等多個(gè)模型,并實(shí)時(shí)采集數據進(jìn)行監測,這樣可以有效減少誤差,讓RTK獲得實(shí)時(shí)厘米級精度的定位?!?/span>
值得一提的是,該研發(fā)團隊還研發(fā)了國內外首個(gè)精度優(yōu)于3毫米、更新率小于24小時(shí)的基準站坐標動(dòng)態(tài)監測與自動(dòng)維持系統,解決了基準站的穩定性監測難題,有效提高了RTK定位服務(wù)的精度、可靠性及基準站遇到地震、滑坡等自然災害時(shí)的快速恢復能力。
項目成果迅速推廣
北斗實(shí)時(shí)精密定位關(guān)鍵技術(shù)與應用不僅顯著(zhù)提升了南寧市的信息化水平,還進(jìn)一步完善了基于北斗導航定位衛星系統的南寧市測繪基準體系,為南寧市北斗衛星導航產(chǎn)業(yè)發(fā)展奠定了基礎。
目前,項目成果已為全市150多家測繪資質(zhì)單位提供服務(wù),極大地提高了測繪生產(chǎn)效率,降低了測繪生產(chǎn)成本。按南寧市測繪生產(chǎn)服務(wù)總值每年1億元估算,項目成果能提高10%生產(chǎn)效率,每年能節省資金1000萬(wàn)元。項目成果還可以拓展至氣象、地震等應用領(lǐng)域。目前,水汽監測產(chǎn)品已被南寧市氣象部門(mén)用來(lái)開(kāi)展短時(shí)降水預報研究。
下一步,該項目將基于北斗位置綜合服務(wù)系統,開(kāi)展地災隱患點(diǎn)的安全監測和預警;與氣象部門(mén)合作開(kāi)展北斗水汽監測與氣象常規水汽監測數據的融合研究,研發(fā)基于北斗水汽監測產(chǎn)品的氣象預報模型;進(jìn)一步研究北斗和慣導的組合導航技術(shù),開(kāi)展北斗在公共交通領(lǐng)域的室內外高精度一體化導航定位應用,讓這一高新技術(shù)更好應用于實(shí)際、造福于民。
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