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CORS中几种主流网络RTK技术的分析与比较

来源:东英测量培训日期:2018-05-16 浏览量:标签:

网络RTK技术是利用CORS各个参考站的观测信息,以CORS网络体系结构为基础,建立精确的差分信息解算模型,解算出高精度的差分数据,然后通过无线通信数据链路将各种差分改正数发送给用户。
 
目前,国际上主流的网络RTK技术包括虚拟参考站技术(VRS)、FKP技术、主辅站技术(MAC)和综合内插技术(CBI)四种。同时由多个单参考站组成的联合单参考站差分解算技术属于有限的网络RTK技术。
 
1.虚拟参考站(VRS)技术
VRS(Virtual Reference Stations)技术是目前全球普及范围最广的网络RTK差分解算技术。它通过与流动站距离最近的几个参考站(典型的是3个)之间的基线计算各项误差,采用一定的算法来消除或大幅消弱这些偏差所造成的影响。
 
VRS技术的优势是:系统在DGPS、准实时定位及事后差分处理的服务半径上与单参考站没有任何差别,但是在RTK作业半径方面得到较大距离的延伸;另一个显著的优点是它的成果可靠性、信号可利用性和精度水平在系统的有效覆盖范围内大致均匀。其缺陷是电离层、对流层的影响只能借助改正模型来修正,改正效果受外界影响较大;不能消除或者只能借助其它方法来消除轨道误差的影响。
 
2.基于全网整体解算模型的FKP技术
FKP技术又称区域改正数技术。该技术采用整体的网络解,对数据用卡尔曼滤波进行非差处理,并将所有参考站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传输到数据处理中心,通过数据处理中心实时处理,产生一个称为FKP的空间误差改正数,然后将这些参数通过扩展信息发送给服务内所有流动站进行空间位置解算。
由于采用FKP算法的用户需要附加解译设备,所以FKP解算的保密性非常好。但是,使用比较复杂,对用户流动站要求高,因此普及率较低。
 
3.主辅站(MAC)技术
主辅站技术是基于多基站、多系统、多频和多信号非差分处理算法,是从参考站网以高度压缩的形式将所有相关的、代表整周模糊未知数水平的观测数据作为网络的改正数据播发给流动站。它本质上是区域改正数FKP的一种优化。
主辅站技术实现了真正的网络RTK。其优势在于支持单向和双向通讯,克服以前方法的缺点(如误差模型不完善,仅仅使用3个最近的参考站的信息生成网络改正数据、需要双向通讯、数据量大且不标准等问题),将成为网络RTK的发展目标。
 
4.基于综合误差内插的CBI技术
综合误差内插技术(CBI)是武汉大学提出的CORS建设技术,是由监控中心统一集中所有基准站观测数据,选择、计算和播发用户的综合误差改正信息。
CBI技术优点是在消除电离层、对流层的误差时,不使用模型,而是由已知误差直接改正,改正效果受外界影响小,但是,该技术需要用户端有解算设备,目前还处于评估阶段,未大规模推广应用。
 
5.联合单参考站RTK技术
联合单参考站差分解算技术是有限的网络RTK技术,通过区域内的多个参考站构成的非有机网,在多个参考站联合覆盖范围内为用户提供差分服务,其基本差分算法与常规RTK算法相同,联合单参考站是最早的CORS。
该模式的优势在于:首期投入较少,管理成本较低,施工周期短;可以随时升级和扩展;系统灵活、安全、可靠、稳定。
 
随着全球卫星定位技术、计算机技术、网络和通信技术的迅速发展,建立区域卫星定位导航服务网络取代传统的静态定位控制网是今后实时导航定位的发展趋势。但由于目前网络RTK中所采用技术都不是十分成熟,也没有统一的标准,非标准化带来一系列兼容性问题;系统的稳定性、可靠性和保密性等方面也还有待于进一步完善。在此前提下,针对不同网络RTK技术的优缺点,用户必须从应用角度出发,综合考虑网络参考站的设计和投入,合理选取技术方案,以达到最大化的使用效益。



 

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