隨著衛(wèi)星定位技術(shù)的快速發(fā)展。而目前使用較為廣泛的高精度定位技術(shù)就是RTK(實(shí)時(shí)動(dòng)態(tài)定位:Real-TimeKinematic),RTK技術(shù)的關(guān)鍵在于使用了GPS的載波相位觀測(cè)量,并利用了參考站和移動(dòng)站之間觀測(cè)誤差的空間相關(guān)性,通過(guò)差分的方式除去移動(dòng)站觀測(cè)數(shù)據(jù)中的大部分誤差,從而實(shí)現(xiàn)高精度的定位。
具體地說(shuō)就是如圖1,衛(wèi)星離我們很遠(yuǎn),假設(shè)是A點(diǎn),RTK測(cè)量時(shí)有一個(gè)基準(zhǔn)站和一個(gè)流動(dòng)站,基準(zhǔn)站是不動(dòng)的,我們通過(guò)流動(dòng)站來(lái)測(cè)我們要的點(diǎn)的坐標(biāo)。假設(shè)現(xiàn)在基準(zhǔn)站在B點(diǎn),我們的流動(dòng)站在C點(diǎn)。B點(diǎn)和C點(diǎn)都有GPS接收機(jī),GPS信號(hào)從衛(wèi)星到達(dá)B、C兩點(diǎn),實(shí)際上由于受大氣影響會(huì)產(chǎn)生很多誤差(因?yàn)殡姶判盘?hào)在真空的中的傳播速度才是定值,而在實(shí)際空氣中的傳播速度要慢一些,并且慢多少跟空氣的密度、溫度等等都有關(guān)系),并且這個(gè)誤差無(wú)法實(shí)際測(cè)定(因?yàn)闅鉁貧鈮憾际菍?shí)時(shí)變化的),因此實(shí)際上B、C的實(shí)際準(zhǔn)確位置都無(wú)法測(cè)定。但是由于衛(wèi)星離我們的距離相對(duì)于BC之間的距離L3是非常大的,所以可以認(rèn)為信號(hào)從A傳到B跟從A傳到C的路徑是一樣的,誤差也是一樣的,那么把兩個(gè)作差這個(gè)誤差常數(shù)就可以抵消,這時(shí)可以得到C到B的一個(gè)距離向量(可認(rèn)為是三維坐標(biāo)差)。而B(niǎo)點(diǎn)坐標(biāo)已知,那么C點(diǎn)的坐標(biāo)就是B點(diǎn)坐標(biāo)加上這個(gè)坐標(biāo)差。這種方法就是差分。而B(niǎo)C之間通過(guò)電臺(tái)信號(hào)或GPRS等數(shù)據(jù)鏈進(jìn)行通訊,實(shí)時(shí)解算這個(gè)坐標(biāo)差值,這就是RTK測(cè)量的基本原理
圖1,基站、移動(dòng)站、衛(wèi)星位置
由此可見(jiàn),RTK系統(tǒng)本身的影響因素用戶(hù)無(wú)法控制,這些因素包括GPS衛(wèi)星星數(shù)、衛(wèi)星圖形和大氣狀況。對(duì)流層和電離層都會(huì)對(duì)GPS信號(hào)傳播造成影響,電離層的影響隨時(shí)間和空間波動(dòng)較大,因此信號(hào)到達(dá)基準(zhǔn)站和流動(dòng)站時(shí)將不同程度的受其影響,而且基線(基站到移動(dòng)站的距離)越長(zhǎng),影響越大。在正常情況下,當(dāng)點(diǎn)間距離較短時(shí),其影響能夠模擬,殘差可通過(guò)觀測(cè)值的差分處理得到削弱或消除。RTK測(cè)量的基線長(zhǎng)度,同軌道誤差和大氣影響密切相關(guān),基線越長(zhǎng),電離層和對(duì)流層的誤差越大,觀測(cè)結(jié)果的誤差也越大,解算結(jié)果的可靠度也越低。
所以從理論上講GPS誤差的空間相關(guān)性隨基準(zhǔn)站站和移動(dòng)站距離的增加而逐漸失去線性,因此在較長(zhǎng)距離下(單頻>10km,雙頻>30km),經(jīng)過(guò)差分處理后的用戶(hù)數(shù)據(jù)仍然含有很大的觀測(cè)誤差,從而導(dǎo)致定位精度的降低和無(wú)法解算載波相位的整周模糊,從儀器上來(lái)看就會(huì)出現(xiàn)不固定或者DOP超限。但具體到實(shí)際情況,除了差分?jǐn)?shù)據(jù)隨距離增大失去線性相關(guān)外還有很多因素,如圖2
圖2,實(shí)際情況模擬
除了差分參數(shù)隨距離失去線性這個(gè)主要原因外,還有當(dāng)移動(dòng)站和基站之間達(dá)到一定的距離時(shí),此時(shí)如果衛(wèi)星相對(duì)兩臺(tái)(或多臺(tái))接收機(jī)的位置不夠均勻,或受地形影響遮擋部分衛(wèi)星信號(hào)。B,C各自定位時(shí)選擇的衛(wèi)星可能會(huì)有所不同,導(dǎo)致差分參數(shù)的不同。從而使得移動(dòng)站位置解算緩慢,甚至無(wú)法解算。
與此同時(shí),受到電臺(tái)功率的限制以及電臺(tái)信號(hào)、GPRS信號(hào)受測(cè)區(qū)內(nèi)的無(wú)線電或者磁場(chǎng)影響丟失數(shù)據(jù),也會(huì)導(dǎo)致解算出現(xiàn)問(wèn)題。所以在實(shí)際野外操作過(guò)程中,受到上述條件影響RTK的使用距離較大往往在10km左右。
為了克服傳統(tǒng)RTK技術(shù)的缺陷,在20世紀(jì)90年代中期,人們提出了網(wǎng)絡(luò)RTK技術(shù)。在網(wǎng)絡(luò)RTK技術(shù)中,線性衰減的單點(diǎn)GPS誤差模型被區(qū)域型的GPS網(wǎng)絡(luò)誤差模型所取代,即用多個(gè)參考站組成的GPS網(wǎng)絡(luò)來(lái)估計(jì)一個(gè)地區(qū)的GPS誤差模型,并為網(wǎng)絡(luò)覆蓋地區(qū)的用戶(hù)提供校正數(shù)據(jù)。而用戶(hù)收到的也不是某個(gè)實(shí)際參考站的觀測(cè)數(shù)據(jù),而是一個(gè)虛擬參考站的數(shù)據(jù),和距離自己位置較近的某個(gè)參考網(wǎng)格的校正數(shù)據(jù),因此網(wǎng)絡(luò)RTK技術(shù)又被稱(chēng)為虛擬參考站技術(shù)(Virtual Reference)。這種網(wǎng)絡(luò)RTK技術(shù)在結(jié)合了計(jì)算機(jī)技術(shù)等運(yùn)用于現(xiàn)實(shí),就是我們現(xiàn)在所使用的連續(xù)運(yùn)行參考站系統(tǒng)(CORS)
當(dāng)前位置:






