网络RTK技术

2012_ NO.35科技创新导报Scemnco n Toctmoley movoto Herado1T技术网络RTK技术王华云’赵成斌”(1.上海铁新地理信息有限公司，上海510034 2.. 上海市电力公司浦东供电公司,上海200125)摘要:基于连续多基站观测的网络RTK技术是当前研究的热点。该文介鲳了网络RTK系統的组成和虚拟参考站技术(VRS)的基本概念,论述了网络RTK较于常规RTK技术的优势，对网络RTK的研究现状作了详细的介绍和分析,指出了我国网络RTK系统的不足,展望了网络RTK的应用关键词:网络RTK虚拟参考站 coRS中图分类号: P228.4文献标识码: A文章编号: 1674-098X (2012) 12 (b) -0056-02自20世纪90年代初，RTK技术(GPS 1.2 虚拟参考站技术2国内外网络RTK研究现状实时动态定位)问世，改变了GPS只能用网络RTK技术其中具有代表性的就是随着网络RTK技术的发展，为提供服于控制测量的局面，使得GPS测量广泛的虚拟参考站技术(VRS)。各个参考站将每务的多样性，以及运行的长期性。国内外应用于工程测量。但是传统的RTK技术天 观测的数据传输给数据处理中心，数据都开 始建立自己的CORS系统。CORS系统存在很多缺陷:比如用户需要在测站区域处理中心进行数据解算, 建立误差模型,计(连续运行参考系统) 是-种以提供卫星导要设参考站;测量的误差受距离的影响较算出参考站的载波相位整周模糊度,流动航定位服务为主的多功能服务系统，是建立大，基线长度越长，误差越大，单频接收站通过无线电， 将流动站大致坐标发送给数 字地球时必不可少的基础设施。也是连续机允许的基线长度不超过15 km, 双频接数据处理中心，数据处理中心经过处理，在运 行的综合服务系统。"CORS系统可以为收机允许的基线长度不超过30km,初始流动站附近内插得到一个虛拟的参考站，飞机、汽车、船舶提供导航服务;可以为数化时间较长等。因此网络RTK技术应运用户则接收虚拟参 考站的改正信息，通过字城 市等提供高精度的网络RTK服务:可以而生。差分解算,达到高精度的实时定位。确定GPS信号的TEC,建立电离层延迟改正网络RTK技术是指在一定的区域内建1.3网络RTK技术的优势模型，从而向用户提供电离层改正等。立多个均匀分布的连续观测的参考站,融在前言中已经介绍，传统的RTK技术2.1国外CORS系 统的发展现状合各参考站的观测数据，建立误差改正模存在着很多缺陷; 与之相比，网络RTK技目前，许多发达国家已经建立了较为完型，并将改正模型发送给移动站，从而实现术的优势主要表现为以下备的CORS系统。具有代表性的有:美国的高精度的实时定位。1)虚拟参考站技术的诞生，打破了传CORS系统、 德国的CORS系统(SPAOS).目前，许多发达国家已经建立了完善的统的RTK测量中基准站与流动站之间的日本的CORS系统(COSMOS)和澳大利亚GPS连续观测系统，在城市数字化的建设距离的限制。传统的RTK基准站与流动的CORS系统等。中发挥着重要的作用:发展中国家也已经认站之 间的距离一般不大于15 km,而网络最早的是美国的CORS系统，建于20清当前形势，开始逐步建立自己的GPS连RTK技术基准站与流动站之间的距离可达世纪90年代初期。由美国大地测量局NGS续观测系统。.50~70 km,且具有很高的精度。牵头组建。当初计划的是建立250个基准2)网络RTK成本低。传统的RTK由站，基准站间的距离为100-200 km, 覆于基线长度的限制，为保证精度，不得不多盖全国。1.1 网络RTK系统的组成次架设参考站;而网络RTK技术不需要架值得一提的是德国的SPAOS系统，网络RTK是由基准站网、数据处理中设参考站, 同样大小的测区，网络RTK成该系统是德 国测量管理部门联合运输、建心及数据播发中心、数据通信链路和用户本远 远小于传统的RTK测量。筑、房产管理、国防等部门共同组建的连部分组成。3)网络RTK技术作业精度高。传统续运行卫星导航定位服务系统。该系统由基准站网通常不少于3个基准站,应架的RTK由于多次架设参 考站,参考站误差250多个永久性的参考站组成，平均站间间设在环境良好的地方，基准站上应配有全累 积。而网络RTK不需要架设参考站,虚距为40 km. "该系统的特点是可以提供四波长的双频GPS接收机、数据传输设备及拟参 考站总是在流动站几米或者几十米的个不同级 别、不同精度的定位服务:实时定气象仪等。附近，避免了误差的累积，整个测区误差位服务、 高精度实时定位服务、精密大地定数据处理中心是负责接收各基准站发均匀。位服务和高精度大地定位服务。来的观测数据，并进行融合、处理，实时的4)网络RTK系统可靠性高。网络RTK日本国家地理院从90年代初开始，就计算出基准站网内的各项误差，建立误差系统的可靠性是由整 个网络来维护，当某着手 布设地壳应变监测网，并逐步发展成日改正模型，然后由数据播发中心发送给用户个 参考站出现问题时，系统很容易检测出。本GPS连续应变监测系统(COSMOS)。2)流动站。而传统的RTK的可靠性是靠单个参考站来日本的CORS站数目最多,最为密集，基准数据通信链路分为两种:一种是基准维护的， 当这个参考站出现问题，则无法检站间的距离只有10~15 km, 该系统是日本站和数据处理、数据播发中心之间的通信测出，这样使得所测的结果即存在严重的重要的基础性设施。链路，通常是通过光纤、光缆、数据通信等误差。2.2国内CORS系统的发展现状方式连接;另一种是数据播发中心与用户5)网络RTK应用更为广泛。现在已广认识到国际CORS系统的发展现状,.接收机间的通信链路，通常是采用GSM、泛应用 于控制测量.线路中线测量、工程监我 国国家测绘局从1993年开始，建设自己GPRS. CDMA等方式来实现。由于现在手控、 用地测量、水下地形测量、车辆导航等的永久性连续观测站，用于轨道定位、高精机使用便利，且手机都具有上网功能,所以各 个领域。中国煤化工则。先后在北京、现在一般的工程测量都采用GPRS方式来6)网络RTK应用更为便捷。用户MHCNMH G.哈尔滨、乌鲁木实现播发中心与用户接收机间的连接。用需要架设参考站，只需要配备数据通信谟，城市建立了CORS户部分，用户只需要配备数据通信设备及其备及其相应的软件即可进行高精度的实时站,并逐步推向全国，建立-个覆盖全国的相应的软件即可工作。定位。CORS系统。万所数据科技创新导报Science and Technology Innovation HeraldScienco and Technoloy Inovaton Herara科技创新导报|T技术深圳正在建立最终由10个GPS永久跟方 面做了一定程度的研究。如武汉大学为已认识到网络RTK的发 展趋势，已经开始踪站组成的连续运行站网络服务系统，香深圳市连续运行卫星定位 服务系统开发在北京、 上海、深圳、武汉等数十个城市建港于近期完成了第一-期6个永久跟踪站组了 管理软件，西南交通大学为四川GPS立CORS站, 并且大量科研人员投人到网络成的连续运行基准站网的建设，第二期7个观 测网络开发了精度评估软件，东南大RTK技 术的研究。现阶段，我国CORS系永久基准站点将于2002年建成。北京将学 采用GPRS(General Packet Radio 统的建 设还存在-些问题，比如系统的自建立30个基准站，为满足北京基础建设的Service, 通用分组无线业务)与Internet动化水平不商、 应用不够广泛等等。继续深快速发展，在此基础上北京市测绘设计研的无缝链 接技术并集成GPS模块，开发了人研究网络RTK理论，多向欧美发达国家究院还将建立100个临时基准站。 4上海V RS网用户终端,实现了GPS/PDA与北京学习, 加强交流，使我国CORS系统的建设市建立了由14个GPS参考站组成的全球定VRS网的接入。 16与国际接轨，真正的实现只需一台移动台位系统。四川地震局以GPS技术为主，结合网络RTK技术需要克服的一个关键的就可完成全国范围的无缝测绘。精密重力和精密水准测量建立了地壳运动技术难题就是如何建立误差改正模型，解观测网络。算网络RTK基线的模糊度。我国许多学者参考文献目前，我国的CORS系统建设还存在在这 方面也做出了不懈的努力。武汉大学高[1] 李征航，黄劲松.GPS测量与数据处理-些问题:星伟于2002年提出了综合误差改正模型，[M].武汉:武汉大学出版社，2010.1)我国CORS系统的自动化水平不此模 型对网络RTK误差模型的建立具有重[2} 章琼.GPS网络RTK技术及其应用现高，主要是在数据的采集、处理、存储以及要的实际意义。 西南交大黄丁发长期研究状分 析[].吉林水利，2009(4):36-39.分发等功能上的自动化水平与欧美发达国虛 拟参考站系统。东南大学喻国荣对网络[3] 吴北平.GPS网络RTK定位原理与数学家的自动化水平相比差距比较大。RTK参考站周跳探测与修复、对流层和电.模型研究[D].中国地质大学, 2003.2) 我国CORS系统应用还不够广泛，离层改正模型的建立做了深入的研究。(0l[4]朱照荣.城市GPS应用及发展趋势探讨目前只有本分VRS网投人使用。需要进-[J].北京测绘，2002(3):27-35.步挖掘CORS系统的潜力，使其应用面更3 结语[5]李凤霞.网络RTK的质量控制[D].昆明加广泛。网络RTK采用24 h连续不断的多基理工大学, 2007. .3)我国的CORS系统的运作体制还不站观测技术， 用户无需架设参考站，只需[6] 生仁军,承纲.GPS-网络RTK技 术研明确，对于是否要向用户收取费用还在讨要配备数据通信设备及其相应的软件即可究及其应用[].港口科技.信息化技术,论之中。该文认为，国家应该为CORS系方 便快捷的实现高精度的实时定位，这是2010 (2) .统的各项费用“买单”,这样才有利于我国高 精度GPS实时定位的一个巨大的飞越。7]刘基余.GPS卫星导航定位原理与方法CORS系统的发展。CORS站的建设，欧美发达国家都已经建[M].北京: 科学出版社, 2008.国内的学者也认识到网络RTK必将立了成熟、 高效工作的CORS系统。我国还[8] 秦士琨.网络RTK相关技术研究[D].解是GPS差分实时定位的热点，纷纷在此处于落后阶段，但我国政府和科研入员都放军信息工程大学, 2008.《科技创新导报》稿件要求及投稿说明稿件要求1. 稿件应具有科学性、先进性和实用性，论点明确、论据可靠、数据准确、逻辑严谨、文字通顺。2.计量单位以国家法定计量单位为准，统计学符号须按国家标准《统计学名词及符号》的规定书写。3.所有文章标题字符数在20字以内。4.参考文献按引用的先后顺序列于文末。5.正确使用标点符号，表格设计要合理，推荐使用三线表。6.图片要清晰，注明图号。投稿说明1.来稿一律使用Word排版且具有一定的学术水平，以2700字左右为宜，并保证文章版权的独立性，严禁抄袭，文责自负，请勿一稿多投，欢迎投稿。2.本刊已加入《中国学术期刊(光盘版)》《中文科技期刊数据库》 《万 方数据数字化期刊群》等网络媒体，本刊发表的文章将在网络媒体.上全文发布。3.本刊编辑部对来稿有修改权，不愿改动者请事先说明。自收稿之日起1个月内未收到刊用通知，作者可自行处理4.来稿请注明作者姓名、单位、通讯地址、邮编、联系电话及电子信箱。5.本刊发表周期为10天，出刊后5天内邮寄样刊。中国煤化工6.如有一稿多投、剽窃或抄袭行为者，一切后果由作者本人负责。MHCNMHG科技创新导报Science and Technology Inovation Herald57