虛擬基準(zhǔn)站-靠思站

1、幾種現(xiàn)代幾種現(xiàn)代GPSGPS測(cè)量方法和技術(shù)測(cè)量方法和技術(shù)(2007082620:11:32)標(biāo)簽：知識(shí)探索gpsＲＴＫ分類：GPS專題隨著科技的發(fā)展，GPS測(cè)量技術(shù)和方法也在不斷的改進(jìn)和更新，目前用得最多的GPS測(cè)量技術(shù)方法有如下幾種：靜態(tài)和快速靜態(tài)定位，差分GPS，RTK，網(wǎng)絡(luò)RTK技術(shù)等等，下面將逐一介紹：1.靜態(tài)與快速靜態(tài)定位技術(shù)所謂靜態(tài)定位，就是在進(jìn)行GPS定位時(shí)，認(rèn)為接收機(jī)的天線在整個(gè)觀測(cè)進(jìn)程中的位置是保持不變的。也就是說，在

2、數(shù)據(jù)處理時(shí)，將接收機(jī)天線的位置作為一個(gè)不隨時(shí)間的改變而改變的量。在測(cè)量中，靜態(tài)定位一般用于高精度的測(cè)量定位，其具體觀測(cè)模式是多臺(tái)接收機(jī)在不同的觀測(cè)站上進(jìn)行靜止同步觀測(cè)，觀察時(shí)間有幾分鐘、幾小時(shí)到數(shù)十小時(shí)不等。由于普通的靜態(tài)定位技術(shù)需要的觀測(cè)時(shí)間較長(zhǎng)，影響了其在低等級(jí)控制測(cè)量（如三四等控制測(cè)量，I、II級(jí)導(dǎo)線等）中的競(jìng)爭(zhēng)力，從而產(chǎn)生了快速靜態(tài)定位技術(shù)?？焖凫o態(tài)利用載波相位觀測(cè)值本身的具有的毫米級(jí)或更好的精度，故只需一個(gè)或少數(shù)幾個(gè)歷元的觀測(cè)

3、值就可滿足厘米級(jí)定位的需求。目前快速靜態(tài)定位主要有下列兩種方法。⑴gostop法該法是首先通過初始化來確定基準(zhǔn)站和流動(dòng)站間的雙差整周模糊度。然后要求流動(dòng)站在遷站過程中保持對(duì)衛(wèi)星的連續(xù)跟蹤。這樣我們就利用在連續(xù)跟蹤過程中整周模糊度保持固定不變的特性將其傳遞到待定點(diǎn)去。由于在待定點(diǎn)上無需重新確定整周模糊度，故有幾個(gè)歷元的載波相位觀測(cè)值即可在短基線上獲得厘米級(jí)精度的相對(duì)定位結(jié)果。⑵FARA法該法在觀測(cè)值非常多時(shí)，可以大大減少計(jì)算工作量。采用這

4、種方法時(shí)所需的觀測(cè)時(shí)間稍長(zhǎng)，例如雙頻觀測(cè)時(shí)510分鐘，單頻觀測(cè)時(shí)1020分鐘。但遷站時(shí)無需開機(jī)，只需像普通靜態(tài)定位那樣組織觀測(cè)即可。2、差分GPS與偽距差分原理根據(jù)差分GPS基準(zhǔn)站發(fā)送的信息方式差分GPS定位可分為：位置差分、偽距差分、相位平滑偽距差分、載波相位差分。它們都是由基準(zhǔn)站發(fā)送改正數(shù)，由移動(dòng)站接收并對(duì)其測(cè)量結(jié)果進(jìn)行修正。以獲得精確的定位結(jié)果。所不同的是，發(fā)送改正數(shù)的具體內(nèi)容不一樣。其差分定位精度也不同。下面?zhèn)尉嗖罘譃槔饕越榻B

5、：偽距差分是目前最廣泛采用的一種技術(shù)。幾乎所有的商用差分GPS接收機(jī)均采用這種技術(shù)。在基準(zhǔn)站上的接收機(jī)計(jì)算得它至可見衛(wèi)星的距離，并將此計(jì)算出的距離與含有誤差的測(cè)量值加以比較。然后將所有衛(wèi)星的測(cè)距誤差傳輸給用戶，用戶利用此測(cè)距誤差來修正測(cè)量的偽距，再利用修正后的偽距求解出自身的位置，就可消去公共誤差，提高定位精度。(3)基準(zhǔn)站能提供所有衛(wèi)星的改正數(shù)，而用戶可允許接收任意4顆衛(wèi)星進(jìn)行改正，不必?fù)?dān)心兩者是否完全相同。因此，用戶可采用具有差分功

6、能的簡(jiǎn)易接收機(jī)即可。3、RTK定位技術(shù)RTK定位技術(shù)就是基于載波相位觀測(cè)值的實(shí)時(shí)動(dòng)態(tài)定位技術(shù)，它能夠?qū)崟r(shí)地提供測(cè)站點(diǎn)在指定坐標(biāo)系中的三維定位結(jié)果，并達(dá)到厘米級(jí)精度。在RTK作業(yè)模式下，基準(zhǔn)站通過數(shù)據(jù)鏈將其觀測(cè)值和測(cè)站坐標(biāo)信息一起傳送給流動(dòng)站。流動(dòng)站不僅通過數(shù)據(jù)鏈接收來自基準(zhǔn)站的數(shù)據(jù)，還要采集GPS觀測(cè)數(shù)據(jù)，并在系統(tǒng)內(nèi)組成差分觀測(cè)值進(jìn)行實(shí)時(shí)處理，同時(shí)給出厘米級(jí)定位結(jié)果，歷時(shí)不到一秒鐘。流動(dòng)站可處于靜止?fàn)顟B(tài)，也可處于運(yùn)動(dòng)狀態(tài)；可在固定點(diǎn)上先

7、進(jìn)行初始化后再進(jìn)入動(dòng)態(tài)作業(yè)，也可在動(dòng)態(tài)條件下直接開機(jī)，并在動(dòng)態(tài)環(huán)境下完成周模糊度的搜索求解。在整周末知數(shù)解固定后，即可進(jìn)行每個(gè)歷元的實(shí)時(shí)處理，只要能保持四顆以上衛(wèi)星相位觀測(cè)值的跟蹤和必要的幾何圖形，則流動(dòng)站可隨時(shí)給出厘米級(jí)定位結(jié)果。RTK技術(shù)的關(guān)鍵在于數(shù)據(jù)處理技術(shù)和數(shù)據(jù)傳輸技術(shù)，RTK定位時(shí)要求基準(zhǔn)站接收機(jī)實(shí)時(shí)地把觀測(cè)數(shù)據(jù)(偽距觀測(cè)值，相位觀測(cè)值)及已知數(shù)據(jù)傳輸給流動(dòng)站接收機(jī)，數(shù)據(jù)量比較大，一般都要求9600的波特率，但這在無線電上是不

8、難實(shí)現(xiàn)的。4.網(wǎng)絡(luò)RTK技術(shù)GPS的網(wǎng)絡(luò)RTK也稱基站RTK，它的出現(xiàn)將使一個(gè)地區(qū)的所有測(cè)繪工作成為一個(gè)有機(jī)的整體，結(jié)束了以前GPS作業(yè)單打獨(dú)斗的局面。同時(shí)它將大大擴(kuò)展RTK的作業(yè)范圍。使GPS的應(yīng)用更廣泛精度和可靠性將進(jìn)一步提高，使從前許多GPS無法完成的任務(wù)成為可能。最重要的是在具備了上述優(yōu)點(diǎn)的同時(shí)，建立GPS網(wǎng)絡(luò)成本得以極大的降低。網(wǎng)絡(luò)RTK的基本原理是在一個(gè)較大的區(qū)城內(nèi)能稀疏地、較均勻地布設(shè)多個(gè)基準(zhǔn)站，構(gòu)成一個(gè)基準(zhǔn)站網(wǎng)，然后借鑒

9、廣域差分GPS和具有多個(gè)基準(zhǔn)站的局域差分GPS中的基本原理和方法來設(shè)法消除或削弱各種系統(tǒng)誤差的影響，獲得高精度的定位結(jié)果。網(wǎng)絡(luò)RTK是由基淮站網(wǎng)、數(shù)據(jù)處理中心和數(shù)據(jù)通信線路組成的?；鶞?zhǔn)站上應(yīng)配備雙頻全波長(zhǎng)GPS接收機(jī)。該接收機(jī)最好能同時(shí)提供精確的雙頻偽距觀測(cè)值?；鶞?zhǔn)站的站坐標(biāo)應(yīng)精確已知。其坐標(biāo)可采用長(zhǎng)時(shí)間GPS靜態(tài)相對(duì)定位等方法來確定。此外，這些站還應(yīng)配備數(shù)據(jù)通信設(shè)備及氣象儀器等?；鶞?zhǔn)站應(yīng)按規(guī)定的采樣率進(jìn)行連續(xù)觀測(cè)，并通過數(shù)據(jù)通信鏈實(shí)時(shí)

10、將觀測(cè)資料傳送給數(shù)據(jù)處理中心。數(shù)據(jù)處理中心根據(jù)流動(dòng)站送來的近似坐標(biāo)(可據(jù)偽距法單點(diǎn)定位求得)判斷出該站位于由哪三個(gè)基準(zhǔn)站所組成的三角形內(nèi)。然后根據(jù)這三個(gè)基準(zhǔn)站的觀測(cè)資料求出流動(dòng)站處所受到的系統(tǒng)誤差，并播發(fā)給流動(dòng)用戶來進(jìn)行修正以獲得精確的結(jié)果。有必要時(shí)可將上述過程迭代一次?；鶞?zhǔn)站與數(shù)據(jù)處理中心間的數(shù)據(jù)通信可采用數(shù)字?jǐn)?shù)據(jù)網(wǎng)DON或無線通信等方法進(jìn)行。流動(dòng)站和數(shù)據(jù)處理中心間的雙向數(shù)據(jù)通信則可通過移動(dòng)電活GSM、GPRS等方式進(jìn)行。其中VRS是

11、網(wǎng)絡(luò)RTK中一種很好的方法。當(dāng)流動(dòng)站離基準(zhǔn)站較遠(yuǎn)時(shí)，由于兩站間的誤差相關(guān)性減小，殘余的衛(wèi)星星歷誤差、電離層延遲、對(duì)流層延遲等偏差對(duì)相對(duì)定位的影響增加，從而使常規(guī)RTK的定位精度降低。為解決這一問題就必須增設(shè)一些基準(zhǔn)站，以便用戶能利用這些基準(zhǔn)站所提供的信息采用一定的算法來消除或大幅削弱這些偏差項(xiàng)所造成的影響。VRS則是設(shè)法在流動(dòng)站附近建立一個(gè)虛擬的基準(zhǔn)站，并根據(jù)周圍各基準(zhǔn)站上的實(shí)際觀測(cè)值算出該虛擬基準(zhǔn)站上的虛擬觀測(cè)值。由于虛擬站離流動(dòng)站很