[00817169]高精度多模多频GNSS基准站网关键技术及应用

GNSS连续运行基准站网(简称“GNSS基准站网”)，是国家现代测绘基准和精准导航定位的重大基础设施。立项之初，中国GNSS基准站网建设依靠国外产品，地理空间信息安全隐患严重。随着中国BDS系统的建设运行，GNSS进入多模多频新时代，为自主技术发展提供了机会，但也面临巨大技术挑战，主要包括：(1)多星座冗余数据利用与异构观测处理理论支撑不足；(2)似大地水准面与网络RTK模型相互独立，难以实时获得正常高；(3)大地控制网、水准网、似大地水准面模型等未在统一框架下集成，且缺少动态维护手段；(4)高精度服务缺乏完备性监测方法。 在国家重点项目支持下，历时近十年攻关，实现了混合频率紧组合理论发展、高精度增强定位和空间位置基准技术突破、服务完备性与标准化创新，形成了自主的GNSS基准站网技术体系，主要科技创新如下： (1)提出了混合频率多星座GNSS紧组合数据处理方法，解决了BDS/GPS/GLONASS/Galileo异构观测数据归一化处理问题，统一的函数模型增加了冗余观测、增强了参数解算鲁棒性，进一步发展了GNSS基准站网多模多频数据处理理论； (2)攻克了多模多频GNSS三维网络差分增强定位技术，解决了GNSS基准站网无实时水准高程服务的技术瓶颈，研制出自主的GNSS网络差分增强定位核心软件和设备，实现了省级行政区实时、三维、高精度定位，平面精度1-2cm、高程3-4cm； (3)突破了江苏省域GNSS基准站网与GPS大地控制网、精密水准、重力场等基准信息融合技术，将传统测绘基准发展为具有高精度、全地域、动态、三维地心的空间位置基准体系，建立了江苏省毫米级大地坐标基准框架和中国分辨率及精度最高的省级似大地水准面模型(2†×2†和±0.025m)，并在国内率先确定了省级基准站网的速度场； (4)建立了GNSS基准站网完备性监测技术体系，改变了以往“精度高”但“完备性监测”缺失的技术现状，通过确立3大类11种完备性指标参数、定量监测关键性指标和建立完备性参数发布机制，形成了基准站网服务的国家标准。 获得国家发明专利20件、软件著作权6项，发表SCI/EI论文31篇，出版专著1部，制定GNSS基准站网相关的国家标准4项。培养长江学者特聘教授和国土资源部杰出青年科技人才各1名，2名研究生获江苏省优秀硕士学位论文。经院士等专家鉴定，高精度动态三维测绘基准达到国际先进水平，多星座定位增强和系统完备性监测达到国际领先水平。 成果成功应用于江苏省测绘、地质、地震、水利、交通、电力等行业，辐射到天津、湖南等省市，为国民经济行业和重大工程建设提供了安全、精准的空间基准与位置服务；通过产学研合作，近两年创造直接经济效益3.5亿元人民币，助力项目完成单位上海华测导航技术股份有限公司成功上市。成果改变了中国GNSS基准站网建设依赖国外技术的不利局面，促进了中国测绘地理信息和卫星导航行业的科技进步。