连续运行基准站系统CORS综述(2)

2020-02-21 18:02

全网整体解算模型是由GEO++公司Gerhard Wuebenna博士提出的一种动态模型。它要求所有参考站将每一个观测瞬间所采集的未经差分处理的同步观测值,实时地传输给中心控制站,通过中心参考站的实时处理,产生一个称为FKP的空间误差改正参数,然后将这种FKP参数通过扩展的RTCM信息,发送给所有服务区内的流动站。系统传输的FKP参数能够比较理想地支持流动站的应用软件,但是流动站系统必须知道有关的数学模型,才能利用FKP参数生成相应的改正数。还有一种就是徕卡公司目前推荐采用的单参考站模式,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。

该方法基于状态空间模型(SSM-State Space Model),其主要过程是数据处理中心首先计算出网内电离层和几何信号的误差影响,再把误差影响描述成南北方向和东西方向的区域参数,然后以广播的方式播发出去,最后流动站根据这些参数和自身位置计算误差改正数。

FKP方法的优点在于当基准站受到诸如多路径反射或高楼的信号遮挡等影响的时候,自动重新组成FKP的平面,单向数据通讯降低用户的作业成本和保持用户使用的隐秘性。FKP方法在德国、荷兰和其它欧洲国家有广泛的应用。

FKP以RTCM59格式向RTK流动站提供与距离相关的误差分量。FKP方法中,数据处理程序计算每颗卫星覆盖的区域,并按一定的时间间隔(10秒以内)播发电离层、对流层、轨道等的影响。FKP中用一个线性区域多项式表示与位置相关的误差,它的参考面平行于WGS-84椭球面,高度为基准站的高程高度。

VRS和FKP的区别在于,FKP是一种广播模式。Herbert Landau认为FKP的参数是通过基准站间的残差计算出来的,为了计算这些残差必须使用轨道信息和一个对流层模型,否则难以确定网络RTK模糊度。因为基准站经常没有气象设备,因此必须使

用标准大气对流层模型误差,将会影响改正数的精度。

3.3.3 主辅站技术

主辅站技术由瑞士徕卡测量公司提出。它是基于最新多基站、多系统、多频(L1、L2、L5)和多信号非差处理算法,其基本概念是将所有相关的代表整周未知数水平的观测数据,如弥散性的和非弥散性的差分改正数,作为网络的改正数播发给流动站,它本质上是区域改正数(FKP)的一种优化,选择距离流动站最近的一些有效参考站作为单元进行网解,发送主站差分改正数和辅站与主站改正数的差值给流动站,

对流动站进行加权改正,最后得到精确坐标。其数据传输过程如图2所示。

图2中,5个基准站(A,B,C,D,X)组成一个网络单元,其中主站为A,其它为辅站,一个数据处理中心和一个流动站。MA技术的整个处理过程为数据处理中心首先进行基准网的数据处理如模糊度解算,辅站相对于主站改正数差的计算,然后把主站改正数和辅主与主站改正数差发送给流动站。主辅站技术可以使用单向数据通讯和双向数据通讯两种方式。单向数据通讯方式下的主辅站技术LEICA称为MAX技术,双向数据通讯方式下的主辅站技术称为i-MAX技术。MAX技术中同一个网络单元中发播同一组数据,用户接收机目前只有LEICA公司生产的新型接收机才能使用。i-MAX技术与VRS技术一样,流动站必须播发自己的概略位置给数据处理中心,数据处理中心根据

其位置计算出流动站的改正数,再以标准差分协议格式发播给流动站,流动站可以是各种支持标准差分协议格式的接收机。

3.3.4 综合误差内插法(CBI)

综合误差内插法由武汉大学GPS工程中心提出,其基本思想是在基准站计算改正信息时,综合误差内插法不对电离层延迟、对流层延迟等误差进行区分,也不将各基准站所得到的改正信息都发给用户,而是由监控中心统一集中所有基准站观测数据,选择、计算和播发给用户的综合改正信息。

3.4 CORS支持下的定位模式

单基站系统:就是只有一个连续运行站。类似于一加一的RTK,只不过基准站由一个连续运行的基准站代替,基准站上有一个控制软件实时监控卫星的状态,存储和发送相关数据。

多基站系统:分布在一定区域内的多台连续观测站,每一个观测站都是一个单基站,同时每一个单基站还有一个中央控制计算机控制。

3.4.1 DGPS

差分GPS(Differential GPS,DGPS)要求至少有两台接收机,一台固定,一台用于流动定位。固定的接收机是关键,流动站以它作为参考站来进行GPS卫星测量。

根据差分GPS参考站发送的信息方式可将差分GPS定位分为三类,即:位置差分、伪距差分、相位差分。这三类差分方式的工作原理是相同的,即都是由参考站发送改正数,由用户流动站接收并对其测量结果进行改正,以获得精确的定位结果。所不同的是,发送改正数的具体内容不一样,其差分定位精度也不同。

3.4.2 RTK

RTK技术(Real Time Kinematic,RTK) 又称为载波相位差分技术,是建立在实时处理两个测站的载波相位基础上的,它能实时提供观测点的三维坐标,并达到厘米级的高精度。与伪距差分原理相同,由参考站通过数据链实时将其载波观测量及参考站坐标信息一同传送给用户站。用户站一方面通过接收机接收GPS卫星的载波相位,同时通过无线电接收设备接收参考站传送的信息,根据相对定位原理组成相位差分观测值进行处理,实时地以厘米级的精度给出用户站三维坐标。

载波相位差分GPS有两种定位方法:改正法和求差法。前者与伪距差分相同,参考站将载波相位的改正量发送给用户站,对用户站的载波相位进行改正,然后求解坐标。后者是将参考站的载波相位发送给用户站,并由用户站将观测值求差进行坐标解算。

3.4.3 网络RTK

网络RTK也称多基准站RTK,是近年来在常规RTK、计算机技术、通讯网络技术的基础上发展起来的一种实时动态定位新技术。网络RTK系统是网络RTK技术的应用实例,它由基准站网、数据处理中心、数据通讯链路和用户部分组成。一个基准站网可包含若干个基准站,每个基准上配备有双频全波长GNSS接收机、数据通讯设备和气象仪器等。基准站的精确坐标一般可采用长时间GNSS静态相对定位等方法确定。基准站

GNSS接收机按一定采样率进行连续观测,通过数据通讯链路实时将观测数据传送给数据处理中心,数据处理中心首先对各个站的数据进行预处理和质量分析,然后对整个基准站网数据进行统一解算,实时估计出网内的各种系统误差的改正项(电离层、对流层和轨道误差),建立误差模型。网络RTK系统根据通讯方式不同,分为单向数据通讯和双向数据通讯。单向数据通讯中,数据处理中心直接通过数据发播设备把误差参数广播出去,用户收到这些误差改正参数后,根据自己的位置和相应的误差改正模型计算出误差改正数,然后进行高精度定位。双向数据通讯中,数据处理中心实时侦听流动站的服务请求和接收流动站发过来的近似坐标,根据流动站的近似坐标和误差模型,求出流动站处的误差后,直接播发改正数或者虚拟观测值给用户。基准站与数据处理中心间的数据通讯可采用数据网DDN或无线通讯等方法进行。流动站和数据处理中心间的双向数据通信则可通过GPRS、CDMA等方式进行。

单基准站系统虽说比常规RTK有所改进,但还是不能解决向长距离定位等问题,多基准站系统在作业过程中,用户站从一个参考站的有效精度范围进入另一个参考站的精度范围,严格意义上讲还是属于常规RTK,如果要使基线精度优于3厘米,需要在一个区域内密集的布设参考站,站间距离应小于30km。精度随着基线的增长而衰减,且分布不均匀,如果要求按一定精度覆盖整个区域,需要架设较多的参考站。需要的投资也是巨大的。我们完全可以在一个较大的范围内均匀稀松的布设参考站,利用参考站网络的实时观测数据对覆盖区域进行系统误差建模,然后对区域内流动用户站观测数据的系统误差进行估计,尽可能消除系统误差影响,获得厘米级实时定位结果,网络RTK技术的精度覆盖范围大大增大,且精度分布均匀。网络RTK系统基准站数据可以为各种用户提供GPS原始数据服务;网络RTK分米级实进定位可以满足城市和市政测图、资源管理、精细农业、环境监测、水利测量、车辆自动定位导航系统、GIS、资产和市政管理等;网络RTK厘米级高精度定位可以满足地籍测量、建筑放样和施工控制、港口和受限制水道的精密导航、线路道路测量、高精度资产管理、地形测量和工程测量、油气勘探等。

3.4.4 VRS


连续运行基准站系统CORS综述(2).doc 将本文的Word文档下载到电脑 下载失败或者文档不完整,请联系客服人员解决!

下一篇:祭扫烈士陵领导讲话稿

相关阅读
本类排行
× 注册会员免费下载(下载后可以自由复制和排版)

马上注册会员

注:下载文档有可能“只有目录或者内容不全”等情况,请下载之前注意辨别,如果您已付费且无法下载或内容有问题,请联系我们协助你处理。
微信: QQ: