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几种网络RTK作业方法比较【摘要】 对几种网络RTK作业方法进行论述,对各种方法的优缺点进行比较。 【关键词】 GPS网络RTK 单参考站网 VRS FKP CBI 主辅站技术 Abstract : The paper discusses several network RTK surveying methods, and com-pares the advantages and disadvantages of various methods. 前言 随着人类空间技术的不断提高,GPS应用领域的不断扩展和应用技术的更加成熟。人们对GPS的应用要求也日渐提高,常规RTK定位技术始于20世纪90年代初,它极大的拓展了GPS的使用空间。但它也有着自己的局限性,由于常规RTK定位技术是建立在流动站与基准站误差相关这一假设的基础上的,它假设在短距离内流动站与基准站的电离层延迟,对流层延迟和轨道误差等多种误差的影响是一样的,因此只有在流动站与基准站的距离较近时,才能得到厘米级精度的定位结果。而这些误差会随着基线长度的增加而急剧增加,当基线达到一定的长度后,将导致难以正确确定整周模糊度以至无法获得固定解,定位精度也就难以满足用户的精度要求了。为了解决常规RTK作业范围与定位精度之间的矛盾,随之出现了网络RTK定位技术。 网络RTK是由参考站网.数据处理中心和数据通信线路组成的。参考站上应配备双频全波长GPS接收机,该接收机最好能同时提供精确的双频伪距观测值,且参考站坐标应精确已知,其坐标可采用长时间GPS静态相对定位等方法来确定。此外,这些站还应配备数据通信设备及气象仪器。参考站应按规定的采样率进行连续观测,并通过数据通信链实时将观测资料传送给数据处理中心。网络RTK技术依靠网络将基准站连接到计算中心,联合若干参考站数据解算或消除电离层.对流层等影响,以提高RTK定位可靠性和精度。通过对GPS天线.处理器等内部结构的改造以及对通讯手段的完善,打破了电台传输有效范围小的限制。目前网络RTK根据技术类型主要采用以下几种作业方法: 1.单参考站网模式 此模式原理上与普通GPS作业时的参考站没有太大的区别,每一个参考站服务于一定作用半径内所有的GPS用户。对于长时间静态跟踪数据后处理的用户,借助于接收调频到载波宽带快速网络通信,以及其他数据通信手段提供的DGPS伪距差分改正数信息,对于从事准实时定位或实时精密导航的用户来说服务半径可以达到几十千米.几百千米甚至更长一些。至于需要实时给出厘米级定位精度的用户来说,单参考站的服务半径目前可以达到30KM以上。 该方法优势:前期投入较少,随时可以升级和扩展,系统灵活.安全.可靠.稳定,不需要任何额外的装置,不需要报告流动站点位的双向数据通信设备,施工周期短。 2.基于虚拟参考站系统的VRS技术方法 VRS技术是通过与流动站相邻的几个参考站(典型的是三个)之间的基线计算各项误差,采用一定的算法来消除或大幅消弱这些偏差项所造成的影响。数据处理中心根据流动站送来的近似坐标(可根据伪距法单点定位技术求得)判断出该站位于哪三个基准站所组成的三角形内。然后根据三角形插值方法建立一个对应于流动站点位的虚拟参考站(VRS),将这个虚拟参考站的改正数消息传输给流动站,流动站结合自身的观测值实时解算出流动站的精确点位,有必要时可将上述过程迭代一次。服务区每一个流动站对应着一个不同的虚拟参考站,由于虚拟参考站发送的是正常格式的RTCM信息,因而流动站并不需要知道参考站所用的参考模型。参考站需要根据流动站点位建立相应的局部改正数模型,所以流动站必须通过NMEA格式把它的点位信息发送给中央控制站,即流动站需要配备类似GSM移动电话的双向数据通讯设备。 VRS技术的优势:系统在DGPS准实时点位及事后差分处理的服务半径上与单参考站网模式没有任何差别,但是在RTK作业半径方面应该可以得到较大距离的延伸。只要无线电通信或其他数据传输手段能够保证,那么RTK的作业半径也有可能达到30KM以上,未来的潜力甚至可以更大。虚拟参考站技术的另一个优势就是它的成果可靠性.信号可利用性和精度水平在系统的有效覆盖范围内大致均匀,同离开最近参考站的距离没有明显的相关性。其缺点是电离层.对流层的影响只能借助改正模型来修正,改正效果受外界影响较大,不能消除或只能借助其他方法消除轨道误差的影响。 3.基于全网整体解算模型的FKP技术方法 该技术方法采用整体的网络解,对数据用卡尔曼滤波进行非差处理,并将所有参考站多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数据处理中心并实时处理,产生一个称为FKP的网络地区修正参数,然后将这种FKP参数通过扩展的RTCM信息发送给所有服