通信電纜 網絡設備 無線通信 云計算|大數據 顯示設備 存儲設備 網絡輔助設備 信號傳輸處理 多媒體設備 廣播系統 智慧城市管理系統 其它智慧基建產品
成都加訊科技有限責任公司
成都加訊科技有限責任公司
網絡RTK系統
網絡RTK技術
隨著衛星定位技術的快速發展，人們對快速高精度位置信息的需求也日益強烈。而目前使用的高精度定位技術就是RTK(實時動態定位：Real-Time Kinematic)，RTK技術的關鍵在于使用了GPS的載波相位觀測量，并利用了參考站和移動站之間觀測誤差的空間相關性，通過差分的方式除去移動站觀測數據中的大部分誤差，從而實現高精度(分米甚至厘米級)的定位。
RTK技術在應用中遇到的zui大問題就是參考站校正數據的有效作用距離。GPS誤差的空間相關性隨參考站和移動站距離的增加而逐漸失去線性，因此在較長距離下(單頻>10km，雙頻>30km)，經過差分處理后的用戶數據仍然含有很大的觀測誤差，從而導致定位精度的降低和無法解算載波相位的整周模糊。所以，為了保證得到滿意的定位精度，傳統的單機RTK的作業距離都非常有限。
為了克服傳統RTK技術的缺陷，在20世紀90年代中期，人們提出了網絡RTK技術。在網絡RTK技術中，線性衰減的單點GPS誤差模型被區域型的GPS網絡誤差模型所取代，即用多個參考站組成的GPS網絡來估計一個地區的GPS誤差模型，并為網絡覆蓋地區的用戶提供校正數據。而用戶收到的也不是某個實際參考站的觀測數據，而是一個虛擬參考站的數據，和距離自己位置較近的某個參考網格的校正數據，因此網絡RTK技術又被稱為虛擬參考站技術(Virtual Reference)，參見圖1。
圖1：網絡RTK概念
圖2給出一個具有同樣定位精度的單機單頻RTK系統和網絡RTK系統的覆蓋對比。為了有效覆蓋200km×200km的區域，單機RTK系統需要建設25個參考站，而網絡RTK系統只需要建設4個參考站。因此為了達到同樣的覆蓋效果(精度和范圍)，單機RTK需要的參考站建設成本遠遠高于網絡RTK。
圖2：不同RTK方式下，參考站數量對比
除了建設成本以外，在系統的可靠性方面，網絡RTK也遠遠優于單機RTK系統。因為單機RTK系統的可靠性取決于單個參考站，一旦該參考站出現問題，其覆蓋的區域就會成為服務盲區，甚至是錯誤服務區。而在網絡RTK方式，系統的可靠性不是由單個站而是由整個GPS參考站網絡來維護的，因此單個參考站即使出現問題也很容易被發現，不會導致數據被錯誤使用；而要提高系統的容錯性，保持網絡的有效覆蓋也只需要在網絡中增加很少的備用參考站，這在單機RTK系統中代價將是十分高昂的。
網絡RTK的高性能源于功能強大，但計算和處理過程十分復雜的網絡RTK軟件。它包括兩個主要的軟件模塊：NetARTM和NetAdjustTM。
NetARTM的功能是用于參考站數據的預處理和網絡完好性監測。所有參考站的原始觀測數據經NetARTM處理后，載波相位的模糊度被解算出來，各類GPS誤差也被從觀測數據中分離出來。GPS誤差的分布情況可以有效地表明各個參考站的工作狀態是否正常。在預處理的基礎上，NetAjustTM軟件包采用由點及面的方法估計出GPS誤差在整個網絡中的空間分布，有效的覆蓋范圍，并形成網格校正數據用于向用戶廣播。在工作過程中，GPS的網絡誤差模型在不斷地進行動態調整以適應誤差本身的時變性，以及由于網絡結構(如：參考站的增減)所產生的變化。
的結構
圖3：RTK網絡結構
除了GPS參考站網絡外，還包括一系列關鍵組成部分：
● 控制中心
● 從各參考站到控制中心的通信網絡
● 控制中心和用戶間的通信網絡
控制中心是的核心和計算中心，該單元運行網絡RTK軟件，處理參考站網絡的數據，并形成校正數據網格。
參考站到控制中心的通信網絡則負責將參考站的數據實時地傳輸給控制中心，由于參考站的數據量大，位置固定，并有實時性要求，因此通常采用有線通信網絡，一般可采用Internet。無線鏈路也可以采用，但應避免通信延遲過大。
控制中心和用戶間的通信網絡是指如何將網絡校正數據送給用戶。一般來說，有兩種工作方式：單向方式和雙向方式。在單向方式下，只是用戶從控制中心獲得校正數據，而所有用戶得到的數據應該是*的；在雙向方式下，用戶還需將自己的粗略位置(單點定位方式產生)報告給控制中心，由控制中心有針對性地產生校正數據并傳給特定的用戶，每個用戶得到的數據則可能不同。以下是單向方式和雙向方式的對比。
單向方式 | 雙向方式 | |
控制中心 | ||
處理數據 | 只處理參考站數據，并生成全網*的校正網格 | 除了處理參考站數據，還要根據用戶位置產生特定的用戶校正數據 |
處理能力 | 計算強度取決于參考站數據 | 計算強度取決于參考站數據和同時接入的用戶數，要求處理能力強 |
同時服務用戶數量 | 不限 | 有限制，在標準配置下<50個 |
用戶設備 | ||
GPS接收機 | 需支持RTCM2.2和RTCM3.0[1] | 支持RTCM2.2 |
用戶和控制中心通信鏈路 | ||
可用通信方式 | • 調頻廣播 | 無線撥號接入(GPRS，CSD，CDPD) |
用戶設備 | • 調頻解碼器 | GPRS，GSM或CDPD調制解調器 |
控制中心設備 | • 調頻信號發射臺 | Internet服務器＋Internet |
覆蓋范圍 | • 調頻：70～100km(單發射臺) | GPRS，GSM或CDPD網絡覆蓋區域 |
網絡RTK的性能
精度(RMS)：
實際參考站距離50～75公里
2[1]厘米水平定位精度
4[1]厘米垂直定位精度
實際參考站距離75～150公里
2～5[1]厘米水平定位精度
4～10[1]厘米垂直定位精度
[1]測量精度隨GPS測量環境、大氣條件和衛星可用性變化，以上參數為典型值。
由網絡RTK提供的定位精度在全網覆蓋范圍內是均勻的。
軟件支持的網絡配置：
zui少3個GPS參考站，標準配置為6個GPS參考站，可以擴展到100個以上的參考站網絡
參考站至數據處理中心的通信鏈路和協議：TCP/IP(Internet)、RS－232C和撥號連接
控制中心至移動用戶：
單向：調頻廣播，RTK遠端用戶的數量可以無限；
雙向：GSM-CSD、GPRS，CDPD，RTK遠端用戶的數量<=50。
控制中心計算機zui低配置
● 操作系統：Windows NT/98/2000，
● 處理器：Pentium II 1GHz，內存：>128MB，硬盤：>10GB
● 網絡：Ethernet
軟件系統支持網絡擴容(GPS參考站數量增加，虛擬參考站增加)
軟件系統具有網絡完好性監測
用戶端軟件具有校正數據有效性識別功能(檢查用戶是否在網絡RTK覆蓋范圍內)。
網絡RTK的應用案例
網絡RTK軟件在加拿大、挪威、日本、巴西和韓國都經過了廣泛的測試和應用。其中尤以在日本的應用zui為典型。1999年，在東京地區建成了GPS 。該系統包括了六個參考站(Ashtech Z18接收機)、Asahi電視臺的廣播系統(日本郵電部用于廣播DGPS和RTK校正信號的*系統)和相應的Internet網絡。測試中每個站的距離約為50至100公里，電視臺的廣播距離為70公里。在極為惡劣的電離層測試條件下(>14ppm)，網絡的定位精度達到了3厘米。現在該網絡正在逐步擴大，很會將成為覆蓋全日本的*GPSRTK網絡。
圖4：東京地區的RTK網絡
您感興趣的產品PRODUCTS YOU ARE INTERESTED IN
智慧城市網 設計制作，未經允許翻錄必究 .? ? ?
請輸入賬號
請輸入密碼
請輸驗證碼
