|
摘要：介绍了目前国内乃至全世界GPS领域最先进的网络RTK技术的工作原理，并对其中比较有代表性的VRS 虚拟基准站技术和FKP区域改正参数法技术进行了详细的说明。 关键词：网络RTK；技术；原理 1 RTK定位技术简介 GPS实时动态定位(Real Time Kinematic，简称RTK)技术是一种将GPS与数传技术相结合，实时解算进行数据处理。在1—2 S的时间里得到高精度位置信息的技术。20世纪90年代初，这项技术一经问世，就极大地拓展了GPS的使用空间，使GPS从只能做控制测量的局面中摆脱出来，开始广泛用工程测量领域。使用RTK技术可以方便、快捷、高效、快速地实现高精度的测量作业，但是RTK技术仍存在着一定的局限性，使其在现实应用中受到了限制．主要表现为：①用户需要架设本地的基准站：②误差随距离的增长而增大；③ 误差的增大使流动站和基准站之间的距离受到限制(<15 km)；④数据的可靠性和可行性随距离的增加而降低。为了解决常规RTK技术存在的缺陷，实现区域范围内厘米级、精度均匀的实时动态定位，网络RTK技术应运而生。其中比较有代表性的有VRS(Virtual Reference Station)虚拟基准站技术和FKP(Flchenkorrekturparameter)区域改正参数法技术。这两种技术就是将全网架设的所有基准站的数据发送到一个数据处理中心．经过解算．然后统一发送改正数据．这样可以让基准站间的距离增大，而且避免了一台基准站不能工作、该基准站所在区域就不能测量的问题。 2 VRS技术的工作原理 VRS是Trimble公司提出的基于多基准站网络环境下的GPS实时动态定位技术．通常把VRS技术归为网络RTK技术的一种。虚拟基准站技术就是利用地面布设的多个基准站组成GPS连续运行基准站网络(CORS)，综合利用各个基准站的观测信息，通过建立精确的误差模型(如电离层、对流层、卫星轨道等误差模型)，在移动站附近产生一个物理上并不存在的虚拟基准站(VRS)。由于VRS位置通过流动站接收机的单点定位解来确定，故VRS与移洞站成的基线通常只有几米到十几米．移动站与虚拟基准站进行载波相位差分改正．实现实时RTK。 VRS技术是集Internet技术、无线通讯技术、计算机网络管理技术和GPS定位技术于一体的定位系统．由若干个连续运行的基准站、数据控制中心、移动站(用户——GPS接收机)组成，其工作原理和流程如下： (1)各个基准站通过Internet连续不断地向数据控制中心传输观测数据； (2)控制中心实时在线解算各基准站网内的载波相位整周模糊度值和建立误差模型： (3)基准站将单点定位／DGPS确定的位置坐标(NMEA格式)，通过无线移动数据链路(如GSM／ GPRS、CDMA)传送给数据控制中心，控制中心在移动站附近位置创建一个虚拟基准站(VRS)．同过内插得到VRS上各误差源影响的改正值．并按RTCM格式通过NTRIP协议发给流动站用户： (4)流动站与VRS构成短基线，流动站接收控制 中心发送的虚拟基准站差分改正信息或者虚拟观测值，进行差分解算得到用户的精确位置．得到厘米级的定位成果。 3 FKP技术的工作原理 FKP是由I~ica公司提出的基于全网整体解算模型的主副站技术。它要求所有基准站将每一个观测瞬间所采集的未经差分处理的同步观测值，实时地传输给中心控制站，通过中心控制站的实时处理，产生一个称为区域改正参数(FKP)发送给移动用户。为了降低基准站网网络中的数据播发量，使用主辅站技术来播发区域改正参数。主辅站概念为每一个单一基准站发送相对于主基准站的全部改正数及坐标信息。对于网络(子网络)中所有其他基准站，即所谓的辅基准站，播发的是差分改正数及坐标差。主辅站概念完全支持单向数据通讯。流动站用户接收到改正数后，可以对网络改正数进行简单的、有效的内插。也可进行严格的计算。获得网络固定解。 FKP技术是集Intemet技术、无线通讯技术、计算机网络管理技术和GPS定位技术于一体的定位系统．由若干个连续运行的参考站、数据控制中心、基准站(用户——GPS接收机)组成，其工作原理和流程如下： (1)各个基准站通过Intemet连续不断地向数据控制中心输送观测数据： (2)控制中心实时处理包括整周未知数的解算，以致归算各站至公共整周未知数水平： (3)控制中心接收到来自移动站的NMEA CGA点位信息，主站被尽可能地选在最靠近移动站点位 的所在地： (4)控制中心计算伪这个流动站计算网络改正数，并将它应用于来自主站的观测值： (5)用来自参考站网的信息计算高精度的移动站。 4 结语 网络RTK技术是目前国内乃至全世界GPS领域的最新技术，欧美及日本已经建立起完整的系统。 以日本为例，1999年在东京地区建成了GPS网络RTK系统。该系统包括了6个参考站fAshtech Z18接收机)、Asahi电视台的广播系统和相应的Intemet网络。测试中每个站的距离约为50—100 km，电视台的广播距离为70 km。在极为恶劣的电离层测试条件下，网络的定位精度达到了3 cm。现在该网络正在逐步扩大． 将成为覆盖全日本的国家级GPSRTK网络。就国内而言．继深圳率先建立自己的GPS网络RTK系统以来，北京、上海、成都、青岛、武汉、天津、昆明等也都先后建立了市级的GPS网络RTK系统。在不久的将来，只需一个移动台实现全国范围的无缝测绘的梦想将要变成现实。 |
|
|
