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基于web的GPS数据解决方案

自2001年3月起,美国国家大地测量局(NGS)开始运作在线定位用户服务(OPUS),方便终端用户使用美国国家空间参考系统(nrs)。这个流行的基于web的应用程序以最小的用户输入提供了精确、可靠和一致的大地坐标。提交的GPS数据文件通常在几分钟内处理完毕,计算出的坐标精确到几厘米。

虽然OPUS系统原则上可以处理从世界任何地方收集的GPS数据,但大多数提交的数据来自北美。目前,OPUS每月处理15,000到18,000个数据集,年增长率约为70%。设计阶段的一个考虑因素是保持基于web的界面简单。OPUS目前可以接受来自任何双频、大地测量质量接收机的GPS数据文件,既可以采用本机接收机格式,也可以采用接收机独立交换格式(RINEX)。多个GPS数据文件也可以以zip文件的形式提交,每个GPS数据文件依次独立处理,以产生每个职业的一组坐标。

用户输入
主上传页面目前被限制为4个输入字段,但确实包含了几个按钮和指向OPUS信息的链接、如何使用该系统、管理其操作的策略以及一个常见问题(FAQ)链接。输入字段用于识别用户的电子邮件地址(结果将发送到该地址)、GPS数据文件、天线类型和高度。第三个输入字段有一个下拉菜单,提供所有支持的GPS天线列表。一旦选择了天线,此选项可确保使用正确的天线相位图。天线高度(以米为单位)可在最后一栏中输入。如果在这里输入0,返回的坐标将是天线参考点(ARP),通常在天线的底部。OPUS页面有一个选项,用于选择其他参数,如状态平面坐标(SPC)、处理和请求扩展报告期间的参考站。另一个选项是保存到电子邮件地址天线的类型和高度,SPC码,选定的基站和扩展选项的选择。如果用户使用相同的天线等进行了多次操作,并且想使用相同的信息来处理每个数据文件,那么这个功能很方便。填写完所有字段后,即可上传文件。

处理步骤
上传至OPUS后,第一步是确定占领日期和空间站的大致位置。该日期用于从国际GNSS服务(IGS)检索辅助信息,例如广播和精确星历表。该位置用于从IGS或CORS网络中选择至多三个相邻的参考站,每个参考站将与用户的站一起参与单一基线解决方案。在第二步中,在ITRF参考框架内,在用户站和每个参考站之间执行三个独立的双差解决方案。对结果进行比较和平均,但如果任何区段未能满足质量标准,则选择一个额外的参考站作为第四基线。在第三步(也是最后一步)中,在生成最终的解决方案报告之前,将ITRF坐标转换为NAD83数据和其他映射投影(如UTM和SPC)。这三个步骤通常需要三到四分钟,但可以根据占用时间的长短而有所不同。

输出到用户
通过电子邮件以ASCII文本格式发送给用户的报告由三个主要部分组成。第一个包含用户数据集的信息,如启动和停止时间、天线类型和高度、观测次数和总体精度。第二部分报告ITRF在观测历元的位置信息,以及NAD83和UTM在基准历元的位置信息。峰值到峰值的值也被陈述,并且在确定三个独立基线之间的协议水平是有用的。该站的正交高度是由NGS产生的大地水准面模型计算出来的,如果GPS数据是在邻近的美国收集的,则报告。第三部分包含解决方案中使用的三个参考站的信息,以及到每个参考站和最近的ngs公布的控制点的距离。如果选择扩展输出选项,则会给出附加的参考站信息。图1显示了2006年6月6日提交的一些经过处理的数据集的地理位置。图1显示了2006年4月1日在一个站点(步态)收集的24小时数据的典型解决方案报告。扩展的输出还与来自其他第三方供应商的许多后处理应用程序兼容。

性能
为了确定性能,提交和处理了来自北美大约200个CORS站点的两个小时的GPS数据,并将其解决方案与公布的坐标进行了比较。当地的北部、东部和北部分量的标准差分别为0.8、1.4和1.9cm(图3)。

进一步的阅读
•Mader, g.l., Weston, n.d., 2006。NGS在线定位用户服务,GeoIntelligence 1月/ 2月,第16-19页。
•Mader G.L, Weston n.d., Morrison m.l.,和Milbert D.G, 2003。在线定位用户服务(OPUS)。中国科学(d辑):地球科学。
•Soler, T., Weston, n.d., Snay, r.a., Mader, g.l., and Foote, r.h., 2006。使用在线定位用户服务的精确地理参考(OPUS),第XXIII届FIG大会论文集,慕尼黑,2006年10月8-13日,第12页。
•Soler, T., Michalak, P., Weston, N., Snay, R., Foote, R. 2006, 1- 4小时观察会议的OPUS解决方案的精度,GPS解决方案,10,pp 45-55。
•Stone, W., 2006,国家大地测量连续运行参考站网络和在线定位用户服务的演化,2006年ION-IEEE位置、定位和导航研讨会论文集,2006年4月25-27日,圣地亚哥,CA。

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