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摘要：天津市三系统多频多模北斗地基增强系统从流动站兼容性测试、网络RTK定位精度测试、网络RTK长时间连续观测精度测试、恶劣环境下网络RTK定位精度测试等多个方面对系统的服务能力进行了测试。测试结果表明，天津市三系统多频多模北斗地基增强系统可以稳定可靠地为用户提供平面2-3厘米，高程优于5厘米的高精度位置服务，天津市三系统多频多模北斗地基增强系统的顺利建成，为我国北斗导航定位系统的推广应用提供了宝贵的工程经验。
关键词：天津市，北斗地基增强系统，三系统，多频多模
中图分类号：P228 文献标识码：B
文章编号：1001-9138-（2016）09-0044-51 收稿日期：2016-07-11
1 引言
GNSS连续运行参考站系统（Continuously Operating Reference System，CORS），是在较大区域内根据客观需求及条件，基于差分GNSS技术建立的连续运行参考站网络，可以在较大区域内向大量用户全自动实时提供高精度、高可靠性的位置信息服务和时间信息服务，是获取空间数据和地理特征的现代信息基础设施之一。
当前，我国绝大部分省市都已建成并运行着CORS系统，北斗地基增强系统的建设，一般在已有CORS系统的基础上，更换升级三系统设备以及数据处理管理软件，利用已有基础设施开展北斗地基增强系统的建设，节约大量资金。
2 天津市北斗地基增强系统概况
天津市北斗地基增强系统是由天津市国土资源测绘和房屋测量中心牵头组织，在原有的天津国土资源GPS专用网络系统的基础上，通过将天津市部分区域基准站硬件设备以及CORS中心系统软件进行三系统升级改造，形成了覆盖天津市静海、津南、北辰以及滨海新区等地的兼容BDS/GPS/GLONASS的三系统多频多模北斗地基增强系统。
2.1 天津国土资源GPS专用网络系统
天津国土资源GPS专用网络系统于2008年7月开建，2009年10月正式投入运行，是天津市国土资源和房屋管理的重要空间基础设施，是支撑基础测绘、“一张图”建设与更新维护、土地利用监管、土地资源调查、权属调查、登记发证等业务顺利开展的重要技术手段，建设成果通过国家测绘地理信息局鉴定，获得行业权威认可。
2.2 天津市北斗地基增强系统
2012年8月至今，为大力推动北斗导航定位系统在国土资源和房屋管理等行业领域的应用。针对CORS系统使用需求较大的地区，采取优先升级的策略，有重点、分批次地将天津市津南、静海等地的8个单GPS基准站升级为兼容BDS/GPS/GLONASS的三系统基准站设备，CORS中心软件升级为东南大学自主研发的支持BDS/GPS/GLONASS的三系统融合解算软件（EarthnetV2.0），升级后的天津CORS网型图如图1所示。
3 系统核心算法
天津市三系统多频多模北斗地基增强系统软件EarthNetV2.0是东南大学3S技术研发中心自主研发的高精度、多星座CORS系统软件，其全面支持Ntrip协议以及RTCM标准差分协议，可为网络RTK用户提供实时厘米级精度的定位服务。软件主要由数据播发、数据处理、用户管理、基站管理和数据存储等5个功能模块组成，能实时获取基准站卫星观测信息、导航信息及移动终端用户的坐标信息，通过基站间模糊度解算及区域大气误差建模等相关算法，最终提供移动终端用户精确的定位信息。该软件的主要算法包括：
（1）网络RTK用户定位服务：EarthNetV2.0利用Ntrip协议，支持用户采用网络RTK、网络RTD、RTK、RTD等接入方式，以及RTCM2.3、RTCM3.1等差分数据协议类型，兼容不同流动站设备，并为不同流动站提供平面3厘米、高程5厘米的实时定位精度以及1厘米的事后解算精度，同时也提供分米级、亚米及1-3米多种精度差分服务。EarthNet2.0的厘米级网络RTK是基于VRS的网络差分系统，差分改正主要分为两步：首先计算出虚拟参考站的伪距、载波相位观测值；然后依据RTCM协议生成标准格式的载波相位差分改正数据，并通过系统数据通讯链路发给移动站实现高精度定位。
网络RTK的VRS网络差分基准站采用多频多模GNSS接收机，至少由3个组成。因为基准站的精确坐标已知，故站星距可以精确求得，虚拟载波相位观测值最关键的内容是精确估计GNSS信号与虚拟参考站之间的大气延迟值，通过结合参考站数据的大气延迟和位置信息建立区域误差模型，然后进行内插得到虚拟参考站的相位观测值：
式（1）中，为虚拟站载波相位观测值；为载波波长；为地面参考站和虚拟站到卫星之间的距离单差；为内插所得误差项；为电离层的传播延迟单差值；为对流层的传播延迟单差值；为载波相位观测值模糊度单差值；
根据式（1）就能求出虚拟参考站的载波相位观测值，其中，电离层采用VETC多项式模型估计，对流层采样天顶对流层延迟模型估计。数据处理中心将虚拟参考站的载波相位观测值单差后，将其和虚拟站的坐标进行RTCM编码，通过网络发送至流动站。因为虚拟参考站与流动站之间距离很短，所以利用虚拟观测值与流动站观测值进行常规RTK方法定位时，可以达到厘米级定位结果。
（2）兼容北斗的多星座基站数据融合方法：兼容北斗的GNSS多星座卫星导航定位中，根据测距原理与方法的不同，根据所需的精度，采用不同的定位方式。EarthNetV2.0中采用的载波双差法，双差观测方程为：
（2）
式（2）中，，TEC为信号传播路径上的总电子含量，f表示频率，为双差对流层延迟，H为接收机仪器高，h为接收机天线相位改正，E为卫星高度角，为双差卫星轨道误差，为双差伪距硬件延迟，为双差卫星多路径效应影响，为其他与频率无关的误差双差值，包括地球自转，相对论效应，潮汐改正等，为观测噪声双差，为各卫星的载波波长值，i为参考星，j为观测卫星，为参考星的站间单差模糊度，为需要求解的站间星间双差模糊度项。将观测方程线性化后，各个系统分别选取参考卫星后，线性化后，得到误差方程： （3）
式（3）中，为不同星座的参考卫星，ZTD为站点天顶对流层延迟，为站点的单差ZTD投影函数，常用的有Neill模型和GMF模型；
（4）
误差方程写成矩阵形式为：
（5）
引入天顶对流层参数进行估计，当考虑天顶对流层模型时，方程无法用单历元解算。所以需要多历元解算，解算方法可以使用序贯最小二乘或者使用Kalman滤波模型。
EarthNetV2.0中，采用多星座融合实现定位，有效地增多了卫星数，改善了点位几何精度因子，在长时间观测中一直处于1-2之间，解决了部分时段GPS、GLONASS卫星少以及北斗分布不均匀等缺点。针对不同系统选择适当的权值，弥补了北斗和GLONASS伪距精度的不足，提高了定位精度。
（3）CORS完备性监测：EarthNetV2.0具有一套完整的CORS系统完备性监测参数体系，从数据播发中心、数据处理中心、用户管理中心、基站管理中心和数据存储中心5个方面出发，根据各方面监测内容，结合CORS系统自身特点，对CORS系统完备性参数进行监测及发布，提出一套完备性监测指标体系、监测技术、参数播发机制。构建一套完整的CORS系统完备性监测参数体系及各项参数量化指标，实现了电离层的绝对变化、相对变化监测。提出了基线解算中一种基于观测常量的粗差探测方法。实现了基于抗差估计的RAIM算法。构建大规模GNSS定位地面增强系统可靠性参数量化指标体系；突破参考站坐标框架监测技术，参考站坐标平面精度≤2厘米，高程精度≤3厘米；攻克了实时反映电离层变化情况的电离层模型，精度≤1TEC。
EarthNet2.0中，采用I95指数监测电离层活动情况，I95指数反映了电离层活动的强度（式6）。I95值根据每小时所有网络参考站跟踪的所有卫星的电离层改正数来计算，而最差的5%的数据会被拒绝，最高的值将会保存下来。
（6）
4 系统应用及精度评估
天津市三系统多频多模北斗地基增强系统建成之后，需要对其系统服务能力（流动站用户终端子系统）进行测试，测试主要包括4方面内容：流动站兼容性测试、网络RTK定位精度测试、网络RTK长时间连续观测精度测试、恶劣环境下网络RTK定位精度测试等，通过对定位结果进行分析，综合评价天津市三系统多频多模北斗地基增强系统的对外服务能力。
4.1 流动站兼容性测试
流动站兼容性测试主要为了检测中心软件EarthNetV2.0对不同厂家的RTK设备的兼容情况。采用的终端设备包括了国内外主流产品：天宝Trimble R8、中海达H32、iRTK、南方S82、华测i60等。
在天津市国土资源和房屋测量中心楼顶，通过用不同品牌流动站同步接入CORS系统20次，记录达到固定解的时间，评价CORS系统中心软件对流动站终端的兼容性。
由表1可以看出，各种品牌类型的流动站均可以快速、稳定的实现初始化，CORS系统中心软件都可以很好地兼容国内外主流品牌的流动站设备。
4.2 网络RTK定位精度测试
在三系统网元覆盖区域均匀的选取测试点位，对网络RTK定位的初始化时间、定位精度进行全面测试。其中临时测试点13个，静态测试点7个，最远的点为河北沧州青县，距离网外18千米。
选择目前市场上大多数主流品牌的国内外设备接入系统，依次选取单GPS、GPS+GLONASS以及BDS+GPS+GLONASS挂载点接入CORS中心软件EarthNetV2.0，对不同设备测试的结果（初始化时间、固定成功率、内外符合精度、外符合精度）进行统计分析，统计结果见表2。
由表2可以看出：三种不同挂载点流动站终端初始化时间基本保持在30秒以内，其中，GPS+GLONASS初始化速度最快，为18.9秒，三系统定位初始化时间长于GPS+GLONASS双系统初始化时间，为20.7秒，可能是由于北斗GEO卫星运动缓慢，造成流动站终端解算变慢造成的。单GPS由于观测卫星数太少，流动站初始化速度最慢。三系统定位初始化成功率最高，为100%，单GPS初始化成功率最低，为85%，GPS+GLONASS初始化成功率在90%。单GPS解算模式下平面内符合精度为7.9毫米，高程方向内符合精度为12.6毫米；GPS+GLONASS解算模式下平面内符合精度为7.6毫米，高程方向内符合精度为13.2毫米；三系统解算模式下平面内符合精度为7.2毫米，高程方向内符合精度为10.8毫米。无论是平面还是高程方向，三系统定位内符合精度都要优于单GPS以及GPS+GLONASS内符合精度。单GPS解算模式下平面外符合精度为14.9毫米，高程方向外符合精度为35.4毫米，GPS+GLONASS解算模式下平面外符合精度为15.4毫米，高程方向外符合精度为37.3毫米，三系统解算模式下内符合精度为11.7毫米，高程方向内符合精度为42.1毫米，达到了平面2-3厘米，高程方向优于5厘米的CORS系统使用要求。
4.3 网络RTK长时间连续观测精度测试
网络RTK长时间连续观测精度测试。网络RTK长时间连续观测可以有效地检验观测时段内网络RTK差分改正数据的稳定性。
在天津市国土资源测绘和房屋测量中心楼顶点位进行长时间连续观测并记录点位坐标，在1秒采样率的情况下，采用三系统解算模式，通过连续观测1个小时，记录3600个历元的点位坐标，分析网络RTK定位的稳定性以及精度。
图2为天津市国土资源测绘和房屋测量中心楼顶点位，连续观测1小时定位结果转换到西安80坐标系后点位分布。
由图2可以看出，在三系统解算模式下，网路RTK连续观测3600历元，点位分布非常集中，平面精度在3厘米以内，证明了CORS系统定位的连续性与稳定性。 4.4 恶劣环境下网络RTK定位精度测试
恶劣环境下网络RTK定位精度测试。在建筑物密集、树荫遮挡等地区，由于建筑物以及树荫的遮挡，导致了基准站与流动站见共视卫星过少，造成了流动站无法固定、流动站伪固定等现象。
为了测试北斗地基增强系统在建筑物密集区的服务能力，评价北斗地基增强系统的空间可用性，选取天津市区建筑密集区（天空可见度小于60%）进行点位精度测试。分别采用单GPS、GPS+GLONASS以及三系统定位解算模式，在采样率为1秒的情况下，连续观测120个历元，记录点位坐标。图3为将点位坐标转换成西安80坐标系后点位分布情况。
由图3可以看出，三系统解算模式下点位最集中，点位精度最高，在3厘米以内。单GPS定位大部分情况下点位比较集中，但是也有部分点位定位精度过3厘米，而GPS+GLONASS定位结果比较分散，有的点位精度超过10厘米，原因是GLONASS比较容易受到环境影响。
通过本次建筑密集区的点位测试分析可以看出，即使在观测条件比较恶劣的条件下，三系统定位解算仍然能够保持比较高的定位精度。
5 结论
通过从流动站兼容性、网络RTK定位精度、网络RTK长时间连续观测精度、恶劣环境下网络RTK定位精度等4个方面对天津市北斗地基增强系统进行了全面测试。测试结论如下：
（1）在流动站兼容性方面，天津市三系统多频多模北斗地基增强系统可以很好地兼容国内外主流品牌的流动站，流动站平均初始化时间在35秒以内。
（2）在网络RTK定位精度方面，在平面上，无论是点位坐标的内符合精度还是外符合精度，三系统解算模式都优于单GPS与GPS+GLONASS定位解算模式。在高程方向，三系统解算模式的内符合精度最优，而外符合精度低于GPS和GPS+GLONASS解算模式。在初始化成功率方面，单GPS、GPS+GLONASS以及三系统解算模式的初始化成功率分别为85%，90%以及100%，三系统解算模式，流动站初始化成功率高于其他两种解算模式。
（3）在网络RTK长时间连续观测精度测试方面，三系统解算模式下，点位分布非常集中，平面内符合定位精度在2厘米以内。
（4）恶劣环境下网络RTK定位精度测试方面，三系统解算模式下，点位分布非常集中，平面定位精度在3厘米以内，单GPS解算模式下部分点位坐标精度超出了3厘米，GPS+GLONASS解算模式下部分点位精度超过10厘米。
天津市三系统多频多模北斗地基增强系统的投入使用，提高了我国拥有自主知识产权的北斗卫星定位系统在天津市国土资源和房屋管理领域的应用水平，解决了在城区内建筑物密集、林木茂盛对单GPS、GPS+GLONASS产生的影响，流动站定位速度和精度均有明显的提升。在天津市国土资源和房屋管理领域应用后，取得了良好的社会效益和经济效益，得到系统内广大用户的普遍好评。
参考文献：
1.刘经南 刘晖 邹蓉.建立全国CORS更新国家地心动态参考框架的几点思考.武汉大学学报.2009.34（11）
2.刘喜.大庆CORS系统精度（RTK）测试与分析.测绘与空间地理信息.2011.34（4）
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4.潘树国 王庆 毛薇.基于VRS的GPS网络RTK差分改正方法.中国惯性技术学报.2008.03
5.葛茂荣 刘经南.GPS定位中对流层折射估计研究.测绘学报.1996.04
6.黄丁发 熊永良 袁林果.全球定位系统（GPS）——理论与实践.西安交通大学出版社.2006
7.沈雪峰 高成发 潘树国.一种序贯平差中长基线模糊度的解算方法.测绘科学.2012.37（2）
8.Niell，A.E.Global Mapping Functions for the Atmosphere Delay at Radio Wavelengths，J.Geophys.Res.，1996.101
9.Boehm J，Niell A，Tregoning P，etal Globalmapping Function（GMF）：A Newempirical Mapping Function Based on Numerical Weather Model Data.Geophys Res Lett 2006.33
10.杨元喜.自适应动态导航定位.测绘出版社.2006
11.闫志跃 喻国荣 潘树国等.稳健估计方法用于接收机自主完备性监测的比较.中国卫星导航系统管理办公室.第四届中国卫星导航学术年会论文集——S5卫星导航增强与完好性监测.中国卫星导航系统管理办公室.2013.04
12.秘金钟 李毓麟.RAIM算法研究.测绘通报.2001.03
13.Wanninger L.Ionospheric Disturbance Indices for RTK and Network RTK Positioning[C].Proceedings of the National Technical Meeting of the Satellite Division of the Institute of Navigation，ION GPS 2004（September 2004，Long Beach，USA）.2004.2849-2854
14.杨徉 潘树国 汪登辉.北斗地基增强系统软件（EarthNet2.0）及其应用.测绘通报.2014.10
15.张周平 刘忠.城市CORS的测试内容与方法研究.测绘技术装备.2010.12（3）
作者简介：
于国良，天津市国土资源测绘和房屋测量中心主任。
关键词：天津市，北斗地基增强系统，三系统，多频多模
中图分类号：P228 文献标识码：B
文章编号：1001-9138-（2016）09-0044-51 收稿日期：2016-07-11
1 引言
GNSS连续运行参考站系统（Continuously Operating Reference System，CORS），是在较大区域内根据客观需求及条件，基于差分GNSS技术建立的连续运行参考站网络，可以在较大区域内向大量用户全自动实时提供高精度、高可靠性的位置信息服务和时间信息服务，是获取空间数据和地理特征的现代信息基础设施之一。
当前，我国绝大部分省市都已建成并运行着CORS系统，北斗地基增强系统的建设，一般在已有CORS系统的基础上，更换升级三系统设备以及数据处理管理软件，利用已有基础设施开展北斗地基增强系统的建设，节约大量资金。
2 天津市北斗地基增强系统概况
天津市北斗地基增强系统是由天津市国土资源测绘和房屋测量中心牵头组织，在原有的天津国土资源GPS专用网络系统的基础上，通过将天津市部分区域基准站硬件设备以及CORS中心系统软件进行三系统升级改造，形成了覆盖天津市静海、津南、北辰以及滨海新区等地的兼容BDS/GPS/GLONASS的三系统多频多模北斗地基增强系统。
2.1 天津国土资源GPS专用网络系统
天津国土资源GPS专用网络系统于2008年7月开建，2009年10月正式投入运行，是天津市国土资源和房屋管理的重要空间基础设施，是支撑基础测绘、“一张图”建设与更新维护、土地利用监管、土地资源调查、权属调查、登记发证等业务顺利开展的重要技术手段，建设成果通过国家测绘地理信息局鉴定，获得行业权威认可。
2.2 天津市北斗地基增强系统
2012年8月至今，为大力推动北斗导航定位系统在国土资源和房屋管理等行业领域的应用。针对CORS系统使用需求较大的地区，采取优先升级的策略，有重点、分批次地将天津市津南、静海等地的8个单GPS基准站升级为兼容BDS/GPS/GLONASS的三系统基准站设备，CORS中心软件升级为东南大学自主研发的支持BDS/GPS/GLONASS的三系统融合解算软件（EarthnetV2.0），升级后的天津CORS网型图如图1所示。
3 系统核心算法
天津市三系统多频多模北斗地基增强系统软件EarthNetV2.0是东南大学3S技术研发中心自主研发的高精度、多星座CORS系统软件，其全面支持Ntrip协议以及RTCM标准差分协议，可为网络RTK用户提供实时厘米级精度的定位服务。软件主要由数据播发、数据处理、用户管理、基站管理和数据存储等5个功能模块组成，能实时获取基准站卫星观测信息、导航信息及移动终端用户的坐标信息，通过基站间模糊度解算及区域大气误差建模等相关算法，最终提供移动终端用户精确的定位信息。该软件的主要算法包括：
（1）网络RTK用户定位服务：EarthNetV2.0利用Ntrip协议，支持用户采用网络RTK、网络RTD、RTK、RTD等接入方式，以及RTCM2.3、RTCM3.1等差分数据协议类型，兼容不同流动站设备，并为不同流动站提供平面3厘米、高程5厘米的实时定位精度以及1厘米的事后解算精度，同时也提供分米级、亚米及1-3米多种精度差分服务。EarthNet2.0的厘米级网络RTK是基于VRS的网络差分系统，差分改正主要分为两步：首先计算出虚拟参考站的伪距、载波相位观测值；然后依据RTCM协议生成标准格式的载波相位差分改正数据，并通过系统数据通讯链路发给移动站实现高精度定位。
网络RTK的VRS网络差分基准站采用多频多模GNSS接收机，至少由3个组成。因为基准站的精确坐标已知，故站星距可以精确求得，虚拟载波相位观测值最关键的内容是精确估计GNSS信号与虚拟参考站之间的大气延迟值，通过结合参考站数据的大气延迟和位置信息建立区域误差模型，然后进行内插得到虚拟参考站的相位观测值：
式（1）中，为虚拟站载波相位观测值；为载波波长；为地面参考站和虚拟站到卫星之间的距离单差；为内插所得误差项；为电离层的传播延迟单差值；为对流层的传播延迟单差值；为载波相位观测值模糊度单差值；
根据式（1）就能求出虚拟参考站的载波相位观测值，其中，电离层采用VETC多项式模型估计，对流层采样天顶对流层延迟模型估计。数据处理中心将虚拟参考站的载波相位观测值单差后，将其和虚拟站的坐标进行RTCM编码，通过网络发送至流动站。因为虚拟参考站与流动站之间距离很短，所以利用虚拟观测值与流动站观测值进行常规RTK方法定位时，可以达到厘米级定位结果。
（2）兼容北斗的多星座基站数据融合方法：兼容北斗的GNSS多星座卫星导航定位中，根据测距原理与方法的不同，根据所需的精度，采用不同的定位方式。EarthNetV2.0中采用的载波双差法，双差观测方程为：
（2）
式（2）中，，TEC为信号传播路径上的总电子含量，f表示频率，为双差对流层延迟，H为接收机仪器高，h为接收机天线相位改正，E为卫星高度角，为双差卫星轨道误差，为双差伪距硬件延迟，为双差卫星多路径效应影响，为其他与频率无关的误差双差值，包括地球自转，相对论效应，潮汐改正等，为观测噪声双差，为各卫星的载波波长值，i为参考星，j为观测卫星，为参考星的站间单差模糊度，为需要求解的站间星间双差模糊度项。将观测方程线性化后，各个系统分别选取参考卫星后，线性化后，得到误差方程： （3）
式（3）中，为不同星座的参考卫星，ZTD为站点天顶对流层延迟，为站点的单差ZTD投影函数，常用的有Neill模型和GMF模型；
（4）
误差方程写成矩阵形式为：
（5）
引入天顶对流层参数进行估计，当考虑天顶对流层模型时，方程无法用单历元解算。所以需要多历元解算，解算方法可以使用序贯最小二乘或者使用Kalman滤波模型。
EarthNetV2.0中，采用多星座融合实现定位，有效地增多了卫星数，改善了点位几何精度因子，在长时间观测中一直处于1-2之间，解决了部分时段GPS、GLONASS卫星少以及北斗分布不均匀等缺点。针对不同系统选择适当的权值，弥补了北斗和GLONASS伪距精度的不足，提高了定位精度。
（3）CORS完备性监测：EarthNetV2.0具有一套完整的CORS系统完备性监测参数体系，从数据播发中心、数据处理中心、用户管理中心、基站管理中心和数据存储中心5个方面出发，根据各方面监测内容，结合CORS系统自身特点，对CORS系统完备性参数进行监测及发布，提出一套完备性监测指标体系、监测技术、参数播发机制。构建一套完整的CORS系统完备性监测参数体系及各项参数量化指标，实现了电离层的绝对变化、相对变化监测。提出了基线解算中一种基于观测常量的粗差探测方法。实现了基于抗差估计的RAIM算法。构建大规模GNSS定位地面增强系统可靠性参数量化指标体系；突破参考站坐标框架监测技术，参考站坐标平面精度≤2厘米，高程精度≤3厘米；攻克了实时反映电离层变化情况的电离层模型，精度≤1TEC。
EarthNet2.0中，采用I95指数监测电离层活动情况，I95指数反映了电离层活动的强度（式6）。I95值根据每小时所有网络参考站跟踪的所有卫星的电离层改正数来计算，而最差的5%的数据会被拒绝，最高的值将会保存下来。
（6）
4 系统应用及精度评估
天津市三系统多频多模北斗地基增强系统建成之后，需要对其系统服务能力（流动站用户终端子系统）进行测试，测试主要包括4方面内容：流动站兼容性测试、网络RTK定位精度测试、网络RTK长时间连续观测精度测试、恶劣环境下网络RTK定位精度测试等，通过对定位结果进行分析，综合评价天津市三系统多频多模北斗地基增强系统的对外服务能力。
4.1 流动站兼容性测试
流动站兼容性测试主要为了检测中心软件EarthNetV2.0对不同厂家的RTK设备的兼容情况。采用的终端设备包括了国内外主流产品：天宝Trimble R8、中海达H32、iRTK、南方S82、华测i60等。
在天津市国土资源和房屋测量中心楼顶，通过用不同品牌流动站同步接入CORS系统20次，记录达到固定解的时间，评价CORS系统中心软件对流动站终端的兼容性。
由表1可以看出，各种品牌类型的流动站均可以快速、稳定的实现初始化，CORS系统中心软件都可以很好地兼容国内外主流品牌的流动站设备。
4.2 网络RTK定位精度测试
在三系统网元覆盖区域均匀的选取测试点位，对网络RTK定位的初始化时间、定位精度进行全面测试。其中临时测试点13个，静态测试点7个，最远的点为河北沧州青县，距离网外18千米。
选择目前市场上大多数主流品牌的国内外设备接入系统，依次选取单GPS、GPS+GLONASS以及BDS+GPS+GLONASS挂载点接入CORS中心软件EarthNetV2.0，对不同设备测试的结果（初始化时间、固定成功率、内外符合精度、外符合精度）进行统计分析，统计结果见表2。
由表2可以看出：三种不同挂载点流动站终端初始化时间基本保持在30秒以内，其中，GPS+GLONASS初始化速度最快，为18.9秒，三系统定位初始化时间长于GPS+GLONASS双系统初始化时间，为20.7秒，可能是由于北斗GEO卫星运动缓慢，造成流动站终端解算变慢造成的。单GPS由于观测卫星数太少，流动站初始化速度最慢。三系统定位初始化成功率最高，为100%，单GPS初始化成功率最低，为85%，GPS+GLONASS初始化成功率在90%。单GPS解算模式下平面内符合精度为7.9毫米，高程方向内符合精度为12.6毫米；GPS+GLONASS解算模式下平面内符合精度为7.6毫米，高程方向内符合精度为13.2毫米；三系统解算模式下平面内符合精度为7.2毫米，高程方向内符合精度为10.8毫米。无论是平面还是高程方向，三系统定位内符合精度都要优于单GPS以及GPS+GLONASS内符合精度。单GPS解算模式下平面外符合精度为14.9毫米，高程方向外符合精度为35.4毫米，GPS+GLONASS解算模式下平面外符合精度为15.4毫米，高程方向外符合精度为37.3毫米，三系统解算模式下内符合精度为11.7毫米，高程方向内符合精度为42.1毫米，达到了平面2-3厘米，高程方向优于5厘米的CORS系统使用要求。
4.3 网络RTK长时间连续观测精度测试
网络RTK长时间连续观测精度测试。网络RTK长时间连续观测可以有效地检验观测时段内网络RTK差分改正数据的稳定性。
在天津市国土资源测绘和房屋测量中心楼顶点位进行长时间连续观测并记录点位坐标，在1秒采样率的情况下，采用三系统解算模式，通过连续观测1个小时，记录3600个历元的点位坐标，分析网络RTK定位的稳定性以及精度。
图2为天津市国土资源测绘和房屋测量中心楼顶点位，连续观测1小时定位结果转换到西安80坐标系后点位分布。
由图2可以看出，在三系统解算模式下，网路RTK连续观测3600历元，点位分布非常集中，平面精度在3厘米以内，证明了CORS系统定位的连续性与稳定性。 4.4 恶劣环境下网络RTK定位精度测试
恶劣环境下网络RTK定位精度测试。在建筑物密集、树荫遮挡等地区，由于建筑物以及树荫的遮挡，导致了基准站与流动站见共视卫星过少，造成了流动站无法固定、流动站伪固定等现象。
为了测试北斗地基增强系统在建筑物密集区的服务能力，评价北斗地基增强系统的空间可用性，选取天津市区建筑密集区（天空可见度小于60%）进行点位精度测试。分别采用单GPS、GPS+GLONASS以及三系统定位解算模式，在采样率为1秒的情况下，连续观测120个历元，记录点位坐标。图3为将点位坐标转换成西安80坐标系后点位分布情况。
由图3可以看出，三系统解算模式下点位最集中，点位精度最高，在3厘米以内。单GPS定位大部分情况下点位比较集中，但是也有部分点位定位精度过3厘米，而GPS+GLONASS定位结果比较分散，有的点位精度超过10厘米，原因是GLONASS比较容易受到环境影响。
通过本次建筑密集区的点位测试分析可以看出，即使在观测条件比较恶劣的条件下，三系统定位解算仍然能够保持比较高的定位精度。
5 结论
通过从流动站兼容性、网络RTK定位精度、网络RTK长时间连续观测精度、恶劣环境下网络RTK定位精度等4个方面对天津市北斗地基增强系统进行了全面测试。测试结论如下：
（1）在流动站兼容性方面，天津市三系统多频多模北斗地基增强系统可以很好地兼容国内外主流品牌的流动站，流动站平均初始化时间在35秒以内。
（2）在网络RTK定位精度方面，在平面上，无论是点位坐标的内符合精度还是外符合精度，三系统解算模式都优于单GPS与GPS+GLONASS定位解算模式。在高程方向，三系统解算模式的内符合精度最优，而外符合精度低于GPS和GPS+GLONASS解算模式。在初始化成功率方面，单GPS、GPS+GLONASS以及三系统解算模式的初始化成功率分别为85%，90%以及100%，三系统解算模式，流动站初始化成功率高于其他两种解算模式。
（3）在网络RTK长时间连续观测精度测试方面，三系统解算模式下，点位分布非常集中，平面内符合定位精度在2厘米以内。
（4）恶劣环境下网络RTK定位精度测试方面，三系统解算模式下，点位分布非常集中，平面定位精度在3厘米以内，单GPS解算模式下部分点位坐标精度超出了3厘米，GPS+GLONASS解算模式下部分点位精度超过10厘米。
天津市三系统多频多模北斗地基增强系统的投入使用，提高了我国拥有自主知识产权的北斗卫星定位系统在天津市国土资源和房屋管理领域的应用水平，解决了在城区内建筑物密集、林木茂盛对单GPS、GPS+GLONASS产生的影响，流动站定位速度和精度均有明显的提升。在天津市国土资源和房屋管理领域应用后，取得了良好的社会效益和经济效益，得到系统内广大用户的普遍好评。
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作者简介：
于国良，天津市国土资源测绘和房屋测量中心主任。