網路RTK

網路RTK也稱基準站RTK,是在常規RTK和差分GPS的基礎上建立起來的一種新技術。

定義原理

網路RTK也稱基準站RTK,是近年來在常規RTK和差分GPS的基礎上建立起來的一種新技術,目前尚處於試驗、發展階段。我們通常把在一個區域內建立多個(一般為三個或三個以上)的GPS參考站,對該區域構成網狀覆蓋,並以這些基準站中的一個或多個為基準計算和發播GPS改正信息,從而對該地區內的GPS用戶進行實時改正的定位方式稱為GPS網路RTK,又稱為多基準站RTK。

它的基本原理是在一個較大的區域內稀疏地、較均勻地布設多個基準站, 構成一個基準站網, 那么我們就能借鑑廣域差分GPS和具有多個基準站的局域差分GPS 中的基本原理和方法來設法消除或削弱各種系統誤差的影響, 獲得高精度的定位結果。

網路RTK是由基準站網,數據處理中心和數據通信線路組成的。基準站上應配備雙頻全波長GPS接收機,該接收機最好能同時提供精確的雙頻偽距觀測值。基準站的站坐標應精確已知,其坐標可採用長時間GPS靜態相對定位等方法來確定。此外,這些站還應配備數據通信設備及氣象儀器等。基準站應按規定的採樣率進行連續觀測,並通過數據通信鏈實時將觀測資料傳送給數據處理中心。數據處理中心根據流動站送來的近似坐標(可據偽距法單點定位求得)判斷出該站位於由哪三個基準站所組成的三角形內。然後根據這三個基準站的觀測資料求出流動站處所受到的系統誤差, 並播發給流動用戶來進行修正以獲得精確的結果。有必要時可將上述過程疊代一次。基準站與數據處理中心間的數據通信可採用數字數據網DON或無線通信等方法進行。流動站和數據處理中心間的雙向數據通信則可通過移動電活GSM等方式進行。

模型特點

常規RTK技術是一種對動態用戶進行實時相對定位的技術, 該技術也可用於快速靜態定位。進行常規RTK工作時, 基準站需將自己所獲得的載波相位觀測值(最好加上測碼偽距觀測值) 及站坐標, 通過數據通信鏈實時播發給在其周圍工作的動態用戶。於是這些動態用戶就能依據自己獲得的相同曆元的載波相位觀測值(最好加上測碼偽距觀測值) 和廣播星曆進行實時相對定位, 並進而根據基準站的站坐標求得自己的瞬時位置。為消除衛星鐘和接收機鐘的鐘差, 削弱衛星星曆誤差、電離層延遲誤差和對流層延遲誤差的影響, 在RTK 中通常都採用雙差觀測值。

其觀測方程可寫為:

其中為雙差運算元(在衛星和接收機間求雙差);為載波相位觀測值;為衛星至接收機間的距離,為衛星星曆誤差在接收機至衛星方向上的投影;為載波的波長; N 為載波相位測量中的整周模糊度; d ion為電離層延遲; d trop 為對流層延遲;為載波相位測量中的多路徑誤差;為雙差載波相位觀測值的測量噪聲。

可見常規RTK是建立在流動站與基準站誤差強相關這一假設的基礎上的。當流動站離基準站較近(例如不超過10~15km)時,上述假設一般均能較好地成立, 此時利用一個或數個曆元的觀測資料即可獲得厘米級精度的定位結果。然而隨著流動站和基準站間間距的增加, 這種誤差相關性將變得越來越差。上面公式中的軌道偏差項 , 電離層延遲的殘餘誤差項 和對流層延遲的殘餘誤差項 都將迅速增加, 從而導致難以正確確定整周模糊度, 無法獲得固定解;定位精度迅速下降, 當流動站和基準站間的距離大於50 km時, 常規RTK 的單曆元解一般只能達到分米級的精度。在這種情況下為了獲得高精度的定位結果就必須採取一些特殊的方法和措施, 於是網路RTK技術便應運而生了。目前網路RTK大體採用線性組合法、內插法及虛擬站等方法進行。

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