珠海市北斗连续运行基准站（Zhuhai BeiDou continuously operating reference station，ZHBDCORS）系统于2014年12月建设完成并投入运行，面向社会无偿提供厘米级实时卫星定位公益服务，是珠海市高精度、动态、三维、陆海统一的现代测绘基准的核心设施^[1]。2018年底，依托于珠海市2000国家大地坐标系建设项目^[2-4]，在珠海市南部偏远海岛增设多座基准站，进一步完善了ZHBDCORS站网。

本文利用G-Nut/Anubis软件^[5-7]，结合MGEX（multi-global navigation satellite system experiment）发布的多系统混合广播星历及武汉大学数据中心发布的混合精密星历，分析ZHBDCORS 2014-10—2020-08全球导航卫星系统（global navigation satellite system，GNSS）观测数据的质量，包括GPS、GLONASS及北斗导航卫星系统（BeiDou navigation satellite system，BDS），并评估软硬件设备性能及周围环境的影响，为ZHBDCORS下一步升级改造提供有力依据。

1 Multi-GNSS数据质量分析

ZHBDCORS历经2014年、2018年两批次建设升级。部分基准站为广东省CORS（Guangdong CORS，GDCORS）及地震部门共享站。为全面认知ZHBDCORS各站目前的服务状态，本文求取了2019年8月G-Nut/Anubis分析结果的日均值，并按建设/升级批次进行综合对比。2019年8月后BOSH站停止运行，故选择2019年8月的观测数据进行分析。

图 1展示了不同CORS站的日均观测值数和日均可见卫星数。其中，BTHU、BOSH、WALD、GUIS、QIAO为2014年首次建设时的设备，记为ST₂₀₁₄；ZHGT、JWGT、DMGT为GDCORS共享站，于2018年10月进行接收机更新，记为ST_2018A；DANG、MIOW、HENQ、FUSN为2018年4月—10月的新建站，记为ST_2018B。

中国卫星导航系统管理办公室测试评估研究中心公布的BDS星座状态信息^[8]表明，2019年8月，BDS可见卫星数应为35颗，而图 1中所有站点的BDS跟踪卫星数均小于30颗，可见其未完全跟踪BDS卫星。BOSH、ZHGT和DANG的GNSS日均观测值数低于同批次其他基准站；MIOW站观测值数标准差与其他站相比明显偏大。

1.1 接收机BDS跟踪性能

BDS-2全星座（卫星编号C01~C16）播发3个频点信号B1、B2和B3；BDS-3从2018年12月27日起开始提供全球服务。为实现BDS-2到BDS-3的平稳过渡，BDS-3卫星同时播发BDS-3信号和BDS-2的B1I、B3I/Q信号^{[9, 10]}。因此支持BDS-2的接收机，在通道数量允许的情况下，可跟踪BDS-3卫星播发的BDS-2信号。本文用BTHU、JWGT和FUSN分别代表ST₂₀₁₄、ST_2018A和ST_2018B，分析各批次接收机的BDS跟踪性能，并以支持BDS-3信号的IGS站WUH2作为参考^[11]。

BTHU、JWGT、FUSN和WUH2站在2020年年积日（day-of-year，DOY）230观测数据的BDS码和相位频段统计结果见图 2，BTHU跟踪14颗BDS-2卫星；JWGT、FUSN均跟踪27颗卫星，包括15颗BDS-2卫星和12颗BDS-3卫星；WUH2可跟踪47颗卫星，包括15颗BDS-2卫星和32颗BDS-3卫星。同时，各批次接收机的跟踪频段也不一致，详见表 1。

与WUH2站对比：①ZHBDCORS各批次接收机均不可跟踪BDS-3信号；②ZHBDCORS接收机未完全跟踪BDS-3卫星发射的BDS-2信号，JWGT/FUSN站的BDS-2信号跟踪卫星数27颗，低于WUH2的47颗；③FUSN站仅跟踪BDS-2信号的B1-2和B2b频段，不支持B3频段。综上，BDS跟踪性能排序为WUH2 > ST_2018A > ST_2018B > ST₂₀₁₄。

1.2 Multi-GNSS观测值数

BDS空间段采用3种轨道卫星组成的混合导航星座^[12]，与其他卫星导航系统相比高轨卫星更多，ZHBDCORS处于低纬度地区，对高轨卫星具有更长的跟踪时间。图 3展示了BTHU站在2020年DOY230的卫星时序。BDS卫星C01~C05为地球静止轨道卫星，可24 h持续观测；BDS卫星C06~C10为倾斜地球同步轨道卫星（高轨卫星），相对于其他导航系统的中轨道地球卫星，跟踪时间更长。因此在仅跟踪BDS-2卫星的情况下，BDS可见卫星数已达最多。GPS和GLONASS星座分布相似，但GLONASS可见卫星数低于GPS，故各系统观测值数有BDS > GPS > GLONASS。

2 观测环境与解算软件 2.1 观测环境

取2019年DOY210的G-Nut/Anubis分析结果，用MATLAB脚本^[13]绘制GPS L1频段多路径误差天空图，见图 4。BOSH、ZHGT和DANG站的天空图均出现较大缺口，多路径误差较大，说明观测环境受到明显遮挡。

BOSH、ZHGT站2014年开始观测，时间跨度长，周边环境已发生较大变化，图 5为基站建成至今的数据质量指标序列图，图中蓝竖线表示接收机软件或硬件升级。

按时间顺序分析可得如下结论：

1）BOSH、ZHGT站的多路径误差在2016—2017年剧烈增长，GPS/GLONASS日均观测值数明显下降，利用Google Earth查看历史影像并进行实地调查，发现在该时间段，临近基准站处出现高层建筑，方位与图 4中天空图残缺一致；BDS日均观测值数未出现明显下降，可见BDS受环境的影响程度低于GPS/GLONASS，这是由于BDS空间段为3种轨道卫星组成的混合星座，与其他卫星导航系统相比高轨卫星更多，BDS呈现更强的抗遮挡能力。

2）2017-12—2018-02期间，ZHGT站多路径误差下降，调查发现是周边高层建筑群外墙装饰所致。

3）周边环境影响严重，BOSH站已于2018年10月被HENQ站替代；ZHGT站于2018年10月升级新设备，得益于新设备更强的多路径误差抑制技术，图 5显示其多路径误差明显降低，但卫星遮挡严重，GPS、GLONASS的观测值数仍低于建设之初时的正常水平，数据完整性差，ZHGT站应考虑迁站升级。DANG站受限于海岛供电、通信和交通等因素，位于海岛山体底部，东侧受山体遮挡，与图 4中DANG站天空图缺口一致，因此DANG站的日均观测值数低于同批次接收机。MIOW站观测值数标准差异常，调查原始数据发现该基准站经常性不定时停止观测，经排查，庙湾岛基准站太阳能供电不足，导致观测异常中断，应考虑升级供电方案。

2.2 解算软件

2020年1月—3月，ZHGT站数据由ZHBDCORS系统管理和定位服务软件（简称解算软件）接收存储，2020年3月—8月，为接收机内置存储。解算软件存储数据的BDS跟踪卫星数仅15颗，内置存储27颗，2020年8月某时刻，解算软件ZHGT站的卫星视图如图 6所示，未见编号C16之后的BDS卫星，证明解算软件对BDS支持欠佳，无法充分利用接收机性能，影响网络RTK服务质量。

3 结束语

本文利用G-Nut/Anubis对ZHBDCORS积累的multi-GNSS数据质量进行评估，从日均观测值数和可见卫星数切入，快速发现性能较差的站点，结合各导航星座特性、观测环境变化、CORS系统软硬件等方面分析数据质量下降原因及系统的BDS支持度。结果如下：①ZHBDCORS所有接收机均不可跟踪BDS-3信号，且未完全跟踪BDS-3卫星播发的BDS-2信号；解算软件仅支持BDS-2卫星，制约接收机性能发挥。②部分基准站受观测环境影响，数据完整性差，多路径误差明显，ZHGT站应迫切考虑迁站升级，且尽量避开高速建设区域；海岛站应加大太阳能供电规模，并增加基准站运行监控设备，以实时获得运行状态。③同等观测条件下，各系统观测值数有BDS > GPS > GLONASS，同时BDS呈现更强的抗遮挡能力，系统应加大对BDS的支持度。