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北斗实时精密定位关键技术与应用项目研发侧记

2018-08-07 热度:1579 ℃

  前不久,广西南宁市测绘地理信息局组织研发的“南宁市北斗位置综合服务系统”获2017年度南宁市科技进步一等奖。基于这一系统,可实现基站监测管理、北斗精密定位等多种功能,让新技术广泛应用于不动产测绘、工程测量、滑坡监测等领域。

北斗实时精密定位关键技术与应用项目研发

  项目成果意义重大

  过去,受技术条件限制,老一辈测量员多采用皮尺、平板仪、经纬仪等传统仪器进行测量,得出的成果多为手绘地图,且精度较低、应用范围较窄。

  在广西测绘地理信息局的引导帮助下,2017年,南宁市测绘地理信息局依托本局技术力量,突破兼容北斗卫星观测数据的区域高精度实时电离层和对流层延迟建模及基准站坐标实时监测的关键技术,研发成功具有国际先进水平的“南宁市北斗位置综合服务系统”。

  现在,通过北斗位置综合服务系统(CORS),利用RTK等电子设备开展数字化测绘,让快速、精确采集地物点坐标及高程成为现实,也让其生产的数字化测绘成果应用范围变得更为广泛。

  关键技术实现突破

  电离层和对流层是高精度卫星定位的主要误差源,同时利用对流层可以反演水汽用于天气预报,但目前CORS商业App无法提供区域高精度电离层和对流层及其水汽,不仅对北斗导航定位精度造成很大影响,也无法为天气预报服务。

  为解决这一困难,南宁市测绘地理信息局启动了攻克北斗实时精密定位关键技术与应用的攻坚战。

  经过两年多的研究开发,技术人员先后建立了区域高精度多模实时电离层延迟改正模型,并发展了一套完善的地基GNSS水汽三维层析的理论与方法,建立了区域对流层高精度约束及水汽转换模型,解决了传统技术收敛时间慢、缺少实时精密星历的难题,研发了国内外首个精度小于2毫米的区域实时可降水量监测系统。

  南宁市国土测绘地理信息中心总工程师、南宁市北斗位置综合服务系统研发团队的负责人方丹娜先容说:“例如电离层、对流层会对北斗精密定位的准确性造成影响,为此,大家建立了电离层层析成像三维分布图、可降水量空间分布图等多个模型,并实时采集数据进行监测,这样可以有效减少误差,让RTK获得实时厘米级精度的定位。”

  值得一提的是,该研发团队还研发了国内外首个精度优于3毫米、更新率小于24小时的基准站坐标动态监测与自动维持系统,解决了基准站的稳定性监测难题,有效提高了RTK定位服务的精度、可靠性及基准站遇到地震、滑坡等自然灾害时的快速恢复能力。

  项目成果迅速推广

  北斗实时精密定位关键技术与应用不仅显著提升了南宁市的信息化水平,还进一步完善了基于北斗导航定位卫星系统的南宁市测绘基准体系,为南宁市北斗卫星导航产业发展奠定了基础。

  目前,项目成果已为全市150多家测绘资质单位提供服务,极大地提高了测绘生产效率,降低了测绘生产成本。按南宁市测绘生产服务总值每年1亿元估算,项目成果能提高10%生产效率,每年能节省资金1000万元。项目成果还可以拓展至气象、地震等应用领域。目前,水汽监测产品已被南宁市气象部门用来开展短时降水预报研究。

  下一步,该项目将基于北斗位置综合服务系统,开展地灾隐患点的安全监测和预警;与气象部门合作开展北斗水汽监测与气象常规水汽监测数据的融合研究,研发基于北斗水汽监测产品的气象预报模型;进一步研究北斗和惯导的组合导航技术,开展北斗在公共交通领域的室内外高精度一体化导航定位应用,让这一高新技术更好应用于实际、造福于民。


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