gpsrtk常見作業(yè)模式的探討

1、9 0西部探礦工程 2 0 1 0 年第 7 期 · 地質(zhì) 與礦業(yè)工程 ·G P SR T K 常見 作 業(yè)模 式 的探 討 韓昀， 王巖 ， 雷新( 中國地質(zhì)大學(xué)信息工程學(xué)院， 湖北 武漢 4 3 0 0 7 4 )摘 要： G P SR T K越來越 多的運用于測繪的各個領(lǐng)域 ， R T K的作業(yè)模式越來越靈活多樣 。列舉出目前能夠成熟運用的 R T K作業(yè)模 式， 并對其進行 了測試 比較和探 討。得 出各種

2、模 式均能滿足測繪 精度需求， 并且有各 自的優(yōu)缺點。、關(guān)鍵詞： G P SR T K； G S M； G P R S ； C D MA； 單基站 ； C O R S中圖分類號 ： P 2 2 8 ． 4 文獻標識碼： B 文章編號 ： 1 O 0 4 —5 7 l 6 ( 2 0 1 O ) O 7 ～0 O 9 O —O 4G P SR T K技術(shù)是一種采用載波相位觀測值進行 實時定位的 G P S 相對定位技術(shù)。其測量定位的基本原

3、 理是 ， 在已知坐標的基準站上架設(shè) G P S 接收機接收衛(wèi) 星信號， 通過數(shù)據(jù)鏈將基準站觀測值、 坐標等信息播發(fā) 出去， 流動站在跟蹤采集 G P S衛(wèi)星信號的同時， 通過接 收來 自 基準站的數(shù)據(jù)， 在系統(tǒng)內(nèi)按差分技術(shù)進行實時處 理， 獲得厘米級定位結(jié)果 。衛(wèi)星定位 、 無線通信 、 計算機 網(wǎng)絡(luò)等高新技術(shù)的交叉發(fā)展和融合， 使衛(wèi)星定位技術(shù)向 著實時、 高精度 、 高可靠性 的方向不斷發(fā)展[ 1 ≈ ] ， 同時也 使 R T K

4、的作業(yè)模式越來靈活。1G P SR T K的作業(yè)模式 l - 1 電臺模 式 電臺模式采用無線 電超高頻 UH F 、 甚 高頻 V HF播發(fā)差分信號 。一 般采用 U HF電臺 ， 其 頻率大約 為 4 5 0 ~4 7 0 MH z 。根據(jù) 電磁 波理論 ， 它的傳輸屬于一種 視距傳輸( 準光學(xué)通視) ， 其最大的傳輸距離是由接收天 線的高度、 地 球 曲率半 徑 以及 大氣折 射等 因素決 定 的嘲 。電臺模式 R T K操作方便

5、 ， 初始化時間短。但是 電臺在山區(qū)、 丘陵和無線 電干擾較大的地方輻射范 圍小，使基準站控制范 圍大大減小。另外 ， 電臺架設(shè)不方便 ( 需在地勢較高地方架設(shè) 以提高作業(yè)半徑) ， 不 同的測區(qū) 需要不同的參數(shù) ， 增加 了基準站 的架設(shè)次數(shù)， 因此越來 越多用戶采用中國移動通信( 包括聯(lián)通) 的網(wǎng)絡(luò)信號代 替 UH F和 V HF 。1 ． 2 網(wǎng)絡(luò)模式 常規(guī)網(wǎng)絡(luò)模式 IK是指利用 中國移動 ( 聯(lián)通 ) 的 G S M、 G P

6、R S 、 C D MA等代替 電臺傳輸基準站差分信號 的作業(yè)方法。由于作業(yè)原理和計費模式不同， 筆者將上 述三種模式分成兩類。( 1 ) G S M 模 式： G S M ( G l o b a lS y s t e mf o rMo b i l eC o m mu n i c a t i o n s ) 全球移 動通訊系統(tǒng) 。作業(yè)原理是將 基準站接收機和 G S M 模塊( 或手機) 相連 ， 流動站通過 一 個 G S M 模塊(

7、 或手機) 撥打基準站 ， 基準站應(yīng)答后通 過移動網(wǎng)絡(luò)發(fā)送差分信號 。G S M 相對于電臺模式 ， 作業(yè)距離大大增加 ， 基準站 架設(shè)也相對靈活， 另外由于不再需要電臺， 購置設(shè)備的 成本也相應(yīng)降低 。G S M模式缺點是作業(yè)中會產(chǎn)生一定的費用 ， G S M 模式是按照流動站和基準站之間的連接時間計費的， 因此在作業(yè) ( 特別是放樣) 過程中會產(chǎn)生大量的費用， 跨地 區(qū)作業(yè)時還會加收漫游費； 另外 由于作業(yè)原理是流動站 撥打基準站

8、， 所以作業(yè)只能采用 1 +1 配置， 降低 了儀器 利用率和作業(yè)效率 。( 2 ) G P R S 、 C I ) ~模 式 ： G P R S ( G e n e r a lP a c k e tR a d i oS e r v i c e ) 通用無線分組業(yè)務(wù) ， 是一種基于 G S M 系統(tǒng)的無線分組交換技術(shù)， 提供端到端 的、 廣域的無線 I P連接 。C D MA( C o d eD i v i s i o nMu l t

9、i p l eA c c e s s ) 是碼分 多址的英文縮寫， 它是在數(shù)字技術(shù)的分支——擴頻通信 技術(shù)上發(fā)展起來的一種嶄新而成熟的無線通信技術(shù)[ 4 ] 。其作業(yè)原理為 ： G P S移動站 的 G P R s ／ C D MA數(shù)據(jù) 終端通過網(wǎng)絡(luò)登錄到具有靜態(tài) I P地址 的網(wǎng)關(guān)服務(wù)器 ，G P S 基準站主機與網(wǎng)關(guān) 服務(wù)器相連 ， 基準站實時不斷 地 向基準站服務(wù)器輸出標準格式的差分校正數(shù)據(jù)， 通過 I n t e r n e t

10、 和 G P R S網(wǎng)絡(luò)把數(shù)據(jù)發(fā)送 到已登錄到基站服 務(wù)器的移動站數(shù)據(jù)終端 ， 數(shù)據(jù)終端把接收到的差分校正 * 收稿 日 期 ： 2 0 0 9 - 0 5 - 0 7第一作者簡介 ： 韓昀( 1 9 8 3 一 ) ， 男 ， 湖北鐘祥人 ， 中國地質(zhì)大學(xué)( 武漢) 2 0 0 8 級信息工程學(xué)院碩士研究生 ， 研究方 向為機載激光雷達 。9 2西部探礦工程 2 0 1 0 年第 7 期 基準站采 用 T r i mb l e5 7

11、 0 0 ， 流動 站采 用 T r i m b l eR 8G N S S 。分別用 電臺 G S M、 G P R S 、 C D MA和單基站 模式在不同的點上架設(shè)腳架觀測， 每個點觀測兩次 ， 每 改 正數(shù) 據(jù) GP S B a s e 軟 件 次觀測時間為 5 s ， 并將兩次觀測 的平均值與 已知控制 點進行比較 。測試 區(qū)域 V R S還沒投入使用， 故此次測 試不包括 V R S作業(yè)模式。通 過I P 訪 問If獲 得

12、厘級 的 躉 位 精 度2IC D M A 建 接 互 聯(lián)手 薄 斷連r 、 、 通 訊＼圖 2 單基站差分 系統(tǒng)工作方式 2 ． 2 測試 結(jié)果及 分析 在 R T K測試過程 中， 用 4 個 已知控制點做校 正 點， 檢查其他 6 個已知點和 3 3 個未知點 ， 選取有代表性 的檢測結(jié)果列于表 1 。表 1 測試 結(jié)果 比較( 部分)喜 ： 登 矍 窆作 業(yè) 模 式初 始時 間基 準 站 距 離” 一一( s )內(nèi) 符 合 精

13、度 ( r a m )與 控 制 點 較 差 ( r a m )△ XA YA XA Y備注GP S B YS8 KM GP SJ HQ 1 4 ． 2 KM GP S F》 ( I3 6 ． 8 KM 電臺 GS M GPRSCDM A單基站 電臺GS M GP RSCDMA 單基站 電臺GS M GP RSaD ] ⅥA 單基站 3 12 63 52 71 92 O2 72 2— —4 95 24 53 9信號不穩(wěn) 一無信 號

14、 3 O2 93 73 6檢核點中， 最遠點為 G P SF X L 。因為此點在坐標 校正范 圍之外 ， 因此內(nèi)符合精 度最 大為 △ X一3 5 m m，△ y 一2 7 m m； 與控制點較差最 大為 △ X一5 2 m m， A Y=3 7 r a m。其他未知點 內(nèi)符合精度均小于 3 0 mm， 在坐標 校正范圍內(nèi)的控制點較差均小于 3 0 m m， 總體來說精度 能夠滿足要求。另外 ， 在有電臺信號情況下 ， 電臺模式初始化