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摘要：介紹了目前國(guó)內(nèi)乃至全世界GPS領(lǐng)域最先進(jìn)的網(wǎng)絡(luò)RTK技術(shù)的工作原理,，并對(duì)其中比較有代表性的VRS 虛擬基準(zhǔn)站技術(shù)和FKP區(qū)域改正參數(shù)法技術(shù)進(jìn)行了詳細(xì)的說(shuō)明,。 關(guān)鍵詞：網(wǎng)絡(luò)RTK；技術(shù),；原理 1 RTK定位技術(shù)簡(jiǎn)介 GPS實(shí)時(shí)動(dòng)態(tài)定位(Real Time Kinematic,，簡(jiǎn)稱RTK)技術(shù)是一種將GPS與數(shù)傳技術(shù)相結(jié)合，實(shí)時(shí)解算進(jìn)行數(shù)據(jù)處理,。在1—2 S的時(shí)間里得到高精度位置信息的技術(shù),。20世紀(jì)90年代初，這項(xiàng)技術(shù)一經(jīng)問世,，就極大地拓展了GPS的使用空間,，使GPS從只能做控制測(cè)量的局面中擺脫出來(lái)，開始廣泛用工程測(cè)量領(lǐng)域,。使用RTK技術(shù)可以方便,、快捷、高效,、快速地實(shí)現(xiàn)高精度的測(cè)量作業(yè),，但是RTK技術(shù)仍存在著一定的局限性,，使其在現(xiàn)實(shí)應(yīng)用中受到了限制．主要表現(xiàn)為：①用戶需要架設(shè)本地的基準(zhǔn)站：②誤差隨距離的增長(zhǎng)而增大；③ 誤差的增大使流動(dòng)站和基準(zhǔn)站之間的距離受到限制(<15 km),；④數(shù)據(jù)的可靠性和可行性隨距離的增加而降低,。為了解決常規(guī)RTK技術(shù)存在的缺陷，實(shí)現(xiàn)區(qū)域范圍內(nèi)厘米級(jí),、精度均勻的實(shí)時(shí)動(dòng)態(tài)定位,，網(wǎng)絡(luò)RTK技術(shù)應(yīng)運(yùn)而生。其中比較有代表性的有VRS(Virtual Reference Station)虛擬基準(zhǔn)站技術(shù)和FKP(Flchenkorrekturparameter)區(qū)域改正參數(shù)法技術(shù),。這兩種技術(shù)就是將全網(wǎng)架設(shè)的所有基準(zhǔn)站的數(shù)據(jù)發(fā)送到一個(gè)數(shù)據(jù)處理中心．經(jīng)過(guò)解算．然后統(tǒng)一發(fā)送改正數(shù)據(jù)．這樣可以讓基準(zhǔn)站間的距離增大,，而且避免了一臺(tái)基準(zhǔn)站不能工作、該基準(zhǔn)站所在區(qū)域就不能測(cè)量的問題,。 2 VRS技術(shù)的工作原理 VRS是Trimble公司提出的基于多基準(zhǔn)站網(wǎng)絡(luò)環(huán)境下的GPS實(shí)時(shí)動(dòng)態(tài)定位技術(shù)．通常把VRS技術(shù)歸為網(wǎng)絡(luò)RTK技術(shù)的一種,。虛擬基準(zhǔn)站技術(shù)就是利用地面布設(shè)的多個(gè)基準(zhǔn)站組成GPS連續(xù)運(yùn)行基準(zhǔn)站網(wǎng)絡(luò)(CORS)，綜合利用各個(gè)基準(zhǔn)站的觀測(cè)信息,，通過(guò)建立精確的誤差模型(如電離層,、對(duì)流層、衛(wèi)星軌道等誤差模型),，在移動(dòng)站附近產(chǎn)生一個(gè)物理上并不存在的虛擬基準(zhǔn)站(VRS),。由于VRS位置通過(guò)流動(dòng)站接收機(jī)的單點(diǎn)定位解來(lái)確定，故VRS與移洞站成的基線通常只有幾米到十幾米．移動(dòng)站與虛擬基準(zhǔn)站進(jìn)行載波相位差分改正．實(shí)現(xiàn)實(shí)時(shí)RTK,。 VRS技術(shù)是集Internet技術(shù),、無(wú)線通訊技術(shù)、計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)管理技術(shù)和GPS定位技術(shù)于一體的定位系統(tǒng)．由若干個(gè)連續(xù)運(yùn)行的基準(zhǔn)站,、數(shù)據(jù)控制中心,、移動(dòng)站(用戶——GPS接收機(jī))組成，其工作原理和流程如下： (1)各個(gè)基準(zhǔn)站通過(guò)Internet連續(xù)不斷地向數(shù)據(jù)控制中心傳輸觀測(cè)數(shù)據(jù),； (2)控制中心實(shí)時(shí)在線解算各基準(zhǔn)站網(wǎng)內(nèi)的載波相位整周模糊度值和建立誤差模型： (3)基準(zhǔn)站將單點(diǎn)定位／DGPS確定的位置坐標(biāo)(NMEA格式),，通過(guò)無(wú)線移動(dòng)數(shù)據(jù)鏈路(如GSM／ GPRS、CDMA)傳送給數(shù)據(jù)控制中心,，控制中心在移動(dòng)站附近位置創(chuàng)建一個(gè)虛擬基準(zhǔn)站(VRS)．同過(guò)內(nèi)插得到VRS上各誤差源影響的改正值．并按RTCM格式通過(guò)NTRIP協(xié)議發(fā)給流動(dòng)站用戶： (4)流動(dòng)站與VRS構(gòu)成短基線,，流動(dòng)站接收控制 中心發(fā)送的虛擬基準(zhǔn)站差分改正信息或者虛擬觀測(cè)值，進(jìn)行差分解算得到用戶的精確位置．得到厘米級(jí)的定位成果,。 3 FKP技術(shù)的工作原理 FKP是由I~ica公司提出的基于全網(wǎng)整體解算模型的主副站技術(shù),。它要求所有基準(zhǔn)站將每一個(gè)觀測(cè)瞬間所采集的未經(jīng)差分處理的同步觀測(cè)值，實(shí)時(shí)地傳輸給中心控制站,，通過(guò)中心控制站的實(shí)時(shí)處理,，產(chǎn)生一個(gè)稱為區(qū)域改正參數(shù)(FKP)發(fā)送給移動(dòng)用戶。為了降低基準(zhǔn)站網(wǎng)網(wǎng)絡(luò)中的數(shù)據(jù)播發(fā)量，使用主輔站技術(shù)來(lái)播發(fā)區(qū)域改正參數(shù),。主輔站概念為每一個(gè)單一基準(zhǔn)站發(fā)送相對(duì)于主基準(zhǔn)站的全部改正數(shù)及坐標(biāo)信息,。對(duì)于網(wǎng)絡(luò)(子網(wǎng)絡(luò))中所有其他基準(zhǔn)站，即所謂的輔基準(zhǔn)站,，播發(fā)的是差分改正數(shù)及坐標(biāo)差,。主輔站概念完全支持單向數(shù)據(jù)通訊。流動(dòng)站用戶接收到改正數(shù)后,，可以對(duì)網(wǎng)絡(luò)改正數(shù)進(jìn)行簡(jiǎn)單的,、有效的內(nèi)插。也可進(jìn)行嚴(yán)格的計(jì)算,。獲得網(wǎng)絡(luò)固定解,。 FKP技術(shù)是集Intemet技術(shù)、無(wú)線通訊技術(shù),、計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)管理技術(shù)和GPS定位技術(shù)于一體的定位系統(tǒng)．由若干個(gè)連續(xù)運(yùn)行的參考站,、數(shù)據(jù)控制中心、基準(zhǔn)站(用戶——GPS接收機(jī))組成,，其工作原理和流程如下： (1)各個(gè)基準(zhǔn)站通過(guò)Intemet連續(xù)不斷地向數(shù)據(jù)控制中心輸送觀測(cè)數(shù)據(jù)： (2)控制中心實(shí)時(shí)處理包括整周未知數(shù)的解算,，以致歸算各站至公共整周未知數(shù)水平： (3)控制中心接收到來(lái)自移動(dòng)站的NMEA CGA點(diǎn)位信息,，主站被盡可能地選在最靠近移動(dòng)站點(diǎn)位 的所在地： (4)控制中心計(jì)算偽這個(gè)流動(dòng)站計(jì)算網(wǎng)絡(luò)改正數(shù),，并將它應(yīng)用于來(lái)自主站的觀測(cè)值： (5)用來(lái)自參考站網(wǎng)的信息計(jì)算高精度的移動(dòng)站。 4 結(jié)語(yǔ) 網(wǎng)絡(luò)RTK技術(shù)是目前國(guó)內(nèi)乃至全世界GPS領(lǐng)域的最新技術(shù),，歐美及日本已經(jīng)建立起完整的系統(tǒng),。 以日本為例，1999年在東京地區(qū)建成了GPS網(wǎng)絡(luò)RTK系統(tǒng),。該系統(tǒng)包括了6個(gè)參考站fAshtech Z18接收機(jī)),、Asahi電視臺(tái)的廣播系統(tǒng)和相應(yīng)的Intemet網(wǎng)絡(luò)。測(cè)試中每個(gè)站的距離約為50—100 km,，電視臺(tái)的廣播距離為70 km,。在極為惡劣的電離層測(cè)試條件下，網(wǎng)絡(luò)的定位精度達(dá)到了3 cm?，F(xiàn)在該網(wǎng)絡(luò)正在逐步擴(kuò)大． 將成為覆蓋全日本的國(guó)家級(jí)GPSRTK網(wǎng)絡(luò),。就國(guó)內(nèi)而言．繼深圳率先建立自己的GPS網(wǎng)絡(luò)RTK系統(tǒng)以來(lái)，北京,、上海,、成都、青島,、武漢,、天津、昆明等也都先后建立了市級(jí)的GPS網(wǎng)絡(luò)RTK系統(tǒng)。在不久的將來(lái),，只需一個(gè)移動(dòng)臺(tái)實(shí)現(xiàn)全國(guó)范圍的無(wú)縫測(cè)繪的夢(mèng)想將要變成現(xiàn)實(shí),。 |
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