網(wǎng)絡(luò)RTK和網(wǎng)絡(luò)RTD系統(tǒng)簡介-文檔資料

1、LOGO1網(wǎng)絡(luò)網(wǎng)絡(luò)RTK和網(wǎng)絡(luò)和網(wǎng)絡(luò)RTD系統(tǒng)系統(tǒng)主講：賁立超主講：賁立超指導(dǎo)教師：竇世卿2目錄目錄 網(wǎng)絡(luò) RTK 網(wǎng)絡(luò) RTD常規(guī)RTK/RTD網(wǎng)絡(luò)RTK與網(wǎng)絡(luò)RTD的區(qū)別網(wǎng)絡(luò) RTK/RTD 的發(fā)展趨勢 應(yīng)用領(lǐng)域常規(guī)RTK/RTD技術(shù)3常規(guī)常規(guī)RTK/RTD技術(shù)技術(shù)vRTD一常規(guī)實時動態(tài)差分GPS 實時動態(tài)測量中，最先在碼相位測量上引入差分技術(shù)，所以把實時動態(tài)碼相位差分測量稱作常規(guī)差分 GPS測量一RTD（Real TwieDtherential)，RTD的精度在l 10 m內(nèi)是比較穩(wěn)定的。RTK一實時動態(tài)載波相位差分GPS 實時動態(tài)載波相位差分GPS測量是指在運(yùn)動狀態(tài)下通過跟蹤處理接收衛(wèi)

2、星信號的載波相位，從而獲得比RTD常規(guī)差分GPS測量高得多的定位精度。為了和常規(guī)的碼相位差分GPS相區(qū)別，稱實時動態(tài)載波相位差分GPS為RTK，也有稱作RTKOTF（RealTwie Kinematlyon The Fly）,精度一般在厘米級。4RTK與與RTD的主要區(qū)別在于的主要區(qū)別在于vRTK：載波相位（L1、L2）差分技術(shù) vRTD：碼（C/A碼、P碼）差分技術(shù) 解算精度的差異,RTD的精度只能 達(dá)到亞米級,而RTK采用雙頻可以達(dá)到厘米級. 567 網(wǎng)絡(luò)網(wǎng)絡(luò) RTKv網(wǎng)絡(luò) RTK是基于 CORS（利用多基站網(wǎng)絡(luò)RTK技術(shù)建立的連續(xù)運(yùn)行衛(wèi)星定位服務(wù)綜合系統(tǒng)） 基礎(chǔ)上的實時差分定位技術(shù)。在某

3、一區(qū)域內(nèi)建立若干個 GNSS 基準(zhǔn)站，對該地區(qū)構(gòu)成網(wǎng)狀覆蓋，聯(lián)合若干基準(zhǔn)站數(shù)據(jù)解算或消除電離層、對流層等影響，發(fā)播 GNSS 改正信息，對該地區(qū)內(nèi)的 GNSS 用戶進(jìn)行實時載波相位/偽距差分改正的定位方式，稱為 GNSS 網(wǎng)絡(luò) RTK。8網(wǎng)絡(luò)網(wǎng)絡(luò)RTKRTK的關(guān)鍵技術(shù)的關(guān)鍵技術(shù)：1.1.利用多個參考站觀測數(shù)據(jù)對電離層、對流層、觀測誤差的誤利用多個參考站觀測數(shù)據(jù)對電離層、對流層、觀測誤差的誤 差模型進(jìn)行優(yōu)化。差模型進(jìn)行優(yōu)化。2.多個參考站已知坐標(biāo)和觀測數(shù)據(jù)快速確定某類整周模糊度值（載波在空間傳輸?shù)恼芷跀?shù)，無法通過觀測獲得的未知數(shù)，又稱整周未知數(shù)），然后進(jìn)一步確定誤差模型的精細(xì)結(jié)構(gòu)。3.利用上述

4、誤差模型和整周模糊度尋找確定流動站的誤差修正的算法。4.利用修正后的流動站觀測值和參考站坐標(biāo)固定流動站整周模糊度。 5.快速、實時性解算技術(shù)，結(jié)果精度和可靠性的檢驗。 9系統(tǒng)的組成系統(tǒng)的組成 網(wǎng)絡(luò)網(wǎng)絡(luò)RTK控制中心控制中心固定站固定站用戶部分用戶部分10控制中心控制中心 是整個系統(tǒng)的核心。即是通訊控制中心是整個系統(tǒng)的核心。即是通訊控制中心, ,也是也是數(shù)據(jù)處理中心。數(shù)據(jù)處理中心。 它通過通訊線它通過通訊線( (光纜光纜,ISDN,ISDN,電話線電話線) )與所有的固與所有的固定參考站通訊定參考站通訊; ;通過無線網(wǎng)絡(luò)通過無線網(wǎng)絡(luò)(GSM,CDMA,GPRS)(GSM,CDMA,GPRS)與移

5、與移動用戶通訊。由計算機(jī)實時系統(tǒng)控制整個系統(tǒng)的運(yùn)動用戶通訊。由計算機(jī)實時系統(tǒng)控制整個系統(tǒng)的運(yùn)行行, ,所以控制中心的軟件所以控制中心的軟件GPS-NETGPS-NET即是數(shù)據(jù)處理軟件即是數(shù)據(jù)處理軟件, ,也是系統(tǒng)管理軟件。也是系統(tǒng)管理軟件。11固定站固定站 固定參考站是固定的固定參考站是固定的GPSGPS接收系統(tǒng)接收系統(tǒng), ,分布在整個分布在整個網(wǎng)絡(luò)中網(wǎng)絡(luò)中, ,一個一個VRSVRS網(wǎng)絡(luò)可包括無數(shù)個站網(wǎng)絡(luò)可包括無數(shù)個站, ,但最少要但最少要3 3個個站站, ,站與站之間的距離可達(dá)站與站之間的距離可達(dá)70km(70km(傳統(tǒng)高精度傳統(tǒng)高精度GPSGPS網(wǎng)絡(luò)網(wǎng)絡(luò), ,站間距離不過站間距離不過101

6、020km)20km)。固定站與控制中心之間有。固定站與控制中心之間有通訊線相連通訊線相連, ,數(shù)據(jù)實時的傳送到控制中心。數(shù)據(jù)實時的傳送到控制中心。12用戶部分用戶部分 用戶部分就是用戶的接收機(jī)用戶部分就是用戶的接收機(jī), ,加上無線通訊的調(diào)制加上無線通訊的調(diào)制解調(diào)器。根據(jù)自己的不同需求解調(diào)器。根據(jù)自己的不同需求, ,放置在不同的載體上放置在不同的載體上, ,如如: :汽車汽車, ,飛機(jī)飛機(jī), ,農(nóng)業(yè)機(jī)器農(nóng)業(yè)機(jī)器, ,挖掘機(jī)等等。挖掘機(jī)等等。 當(dāng)然測量用戶也可以把它背在肩上。接收機(jī)通過當(dāng)然測量用戶也可以把它背在肩上。接收機(jī)通過無線網(wǎng)絡(luò)將自己初始位置發(fā)給控制中心無線網(wǎng)絡(luò)將自己初始位置發(fā)給控制中心,

7、 ,并接收中心的并接收中心的差分信號差分信號, ,生成厘米級的位置信息。生成厘米級的位置信息。1314工作原理和流程工作原理和流程（1）各個參考站通過）各個參考站通過Internet連續(xù)不斷地向數(shù)據(jù)控制中心傳輸連續(xù)不斷地向數(shù)據(jù)控制中心傳輸GPS衛(wèi)衛(wèi) 星觀測數(shù)據(jù)；星觀測數(shù)據(jù)；（2 2）控制中心實時在線解算網(wǎng)內(nèi)各基線的載波相位整周模糊度值和建）控制中心實時在線解算網(wǎng)內(nèi)各基線的載波相位整周模糊度值和建立誤差模型；立誤差模型；（3 3）流動站將單點定位）流動站將單點定位/ /或或DGPS DGPS 確定的位置坐標(biāo)（確定的位置坐標(biāo)（NMEA NMEA 格式），通過格式），通過無線移動數(shù)據(jù)鏈路（如無線移動

8、數(shù)據(jù)鏈路（如GSM/GPRSGSM/GPRS、CDMACDMA）傳送給數(shù)據(jù)控制中心，控制中心）傳送給數(shù)據(jù)控制中心，控制中心在流動站附近位置創(chuàng)建一個虛擬參考站，通過內(nèi)插得到虛擬參考站各誤差在流動站附近位置創(chuàng)建一個虛擬參考站，通過內(nèi)插得到虛擬參考站各誤差源影響的改正值，并以源影響的改正值，并以RTCMRTCM格式通過格式通過NTRIPNTRIP協(xié)議發(fā)給流動站用戶；協(xié)議發(fā)給流動站用戶；（4 4）流動站與虛擬參考站構(gòu)成短基線。流動站接收控制中心發(fā)送的虛）流動站與虛擬參考站構(gòu)成短基線。流動站接收控制中心發(fā)送的虛擬參考站差分改正信息或者虛擬觀測值，進(jìn)行差分解算得到用戶厘米級的擬參考站差分改正信息或者虛擬觀

9、測值，進(jìn)行差分解算得到用戶厘米級的定位成果。定位成果。15VRSVRS(Virtual Reference Stations)(Virtual Reference Stations)技術(shù)，全稱虛擬參考站技術(shù)（下文簡稱技術(shù)，全稱虛擬參考站技術(shù)（下文簡稱“VRSVRS”）技術(shù)是目前全球普及范圍最廣的網(wǎng)絡(luò)技術(shù)是目前全球普及范圍最廣的網(wǎng)絡(luò)RTK差分解算技術(shù)。差分解算技術(shù)。其工作基本原理見圖所示其工作基本原理見圖所示：16 網(wǎng)絡(luò)網(wǎng)絡(luò) RTD網(wǎng)絡(luò)RTD（Real Time DGPS ），即實時差分GPS，是CORS系統(tǒng)提供的除網(wǎng)絡(luò)RTK外的另一項主要功能，網(wǎng)絡(luò)RTD于網(wǎng)絡(luò)RTK有較大區(qū)別。17網(wǎng)絡(luò)網(wǎng)絡(luò)RT

10、K與網(wǎng)絡(luò)與網(wǎng)絡(luò)RTD的區(qū)別的區(qū)別(1)(1)定位精度為亞米級精度；定位精度為亞米級精度；(2)(2)流動站設(shè)備小，不需要雙頻流動站設(shè)備小，不需要雙頻GPSGPS接收天線接收天線, ,一一般采用手持般采用手持GPSGPS接收機(jī)可以實現(xiàn)，但是網(wǎng)絡(luò)接收機(jī)可以實現(xiàn)，但是網(wǎng)絡(luò)RTKRTK設(shè)設(shè)備也有備也有RTDRTD功能；功能；(3)(3)定位速度快，基本不需要等待，可以定位速度快，基本不需要等待，可以進(jìn)行連續(xù)動態(tài)測量。進(jìn)行連續(xù)動態(tài)測量。18v網(wǎng)絡(luò)RTD與網(wǎng)絡(luò)RTK作用和側(cè)重點不同，RTD一般情況下不用于精密測量工作，主要用于地理信息調(diào)查、更新工作以及與地理方位相關(guān)但是精度要求不高的工作，如環(huán)境調(diào)查、海岸

11、線與海洋測量、地質(zhì)勘察等。v采用RTD的工作手簿最大的優(yōu)點是可以實現(xiàn)內(nèi)外業(yè)一體化。19多站區(qū)域多站區(qū)域RTD系統(tǒng)系統(tǒng)v 由于單站偽距差分精度隨基準(zhǔn)站到用戶距離增大而降低，因此CORS出現(xiàn)后，出現(xiàn)了具有多個基準(zhǔn)站聯(lián)合改正的區(qū)域RTD服務(wù)，在該范圍內(nèi)，用戶可以根據(jù)多個基準(zhǔn)站所提供的改正信息經(jīng)平差計算后實時求出自己的改正數(shù)。v 多基站RTD的數(shù)學(xué)模型算法主要有加權(quán)平均法、偏導(dǎo)數(shù)法和最小方差法，由于數(shù)學(xué)模型比較復(fù)雜，這里不再進(jìn)行討論。v 多站RTD技術(shù)有多個參考站而且顧及了位置對差分信息改正數(shù)的影響，因此系統(tǒng)可靠性和定位精度都有了很大的提高。當(dāng)一個基準(zhǔn)站出現(xiàn)故障時，整個系統(tǒng)仍能維持運(yùn)行。同時用戶通過對

12、來自不同基準(zhǔn)站的改正信息進(jìn)行相互比較，通?？梢宰R別并剔除誤碼等參考站錯誤信息。20v目前全國最大的RTD系統(tǒng)是中國海監(jiān)局建立的RBN-DGPS海事差分系統(tǒng)。v該系統(tǒng)由分布在中國沿海的20個永久性差分站組成，基本覆蓋沿海地區(qū)。但是該系統(tǒng)是以廣播的方式播發(fā)差分信息，且只能以單站的方式為用戶提供解算后的偽距差分信息。21RTD 流動站流動站vRTD流動站一般采用帶通訊功能的GPS手簿或可以接收電臺廣播的DGPS接收機(jī)。前者可以接收多基站差分信息實現(xiàn)區(qū)域多基站RTD，而后者一般只能接收單站廣播信息。vRTD流動站除定位功能外一般都還有信息記錄功能或和其他設(shè)備連接進(jìn)行數(shù)據(jù)傳輸記錄等功能。22網(wǎng)絡(luò)RTK/

13、RTD的優(yōu)勢 可靠性應(yīng)用范圍廣覆蓋范圍精度高費(fèi)用大幅降低網(wǎng)絡(luò)RTK/RTD的優(yōu)勢 可靠性應(yīng)用范圍廣精度高費(fèi)用大幅降低23這里只針對這里只針對“覆蓋范圍覆蓋范圍”做詳細(xì)說做詳細(xì)說明：明：v網(wǎng)絡(luò)可以有多個站,但最少需要3個。 v簡單的計算一下:按邊長70km計算,一個三角形可覆蓋面積為2100多km2。v再舉個簡單的例子：北京市區(qū)面積900多km2,那么一個三角形(3個站)就可以控制整個北京市區(qū)。北京全市面積1.68萬km,10個站就可以完全控制北京全市。v很簡單的數(shù)學(xué)問題,但我們得出的結(jié)論是驚人的,與傳統(tǒng)的GPS網(wǎng)絡(luò)相比,VRS節(jié)約成本近70%。v實際上,VRS系統(tǒng)可提供2種不同精度的差分信號,

14、分別為厘米級和亞米級。我們所論述的是12cm的高精度,而若是用低精度,這個距離(70km)可以拓展到幾百公里。24應(yīng)用領(lǐng)域應(yīng)用領(lǐng)域農(nóng)業(yè)：現(xiàn)在農(nóng)業(yè)生產(chǎn)走向大農(nóng)業(yè)和機(jī)械化道路，大量采用飛機(jī)播種、除草、施肥等工作。飛機(jī)作業(yè)是昂貴的，合理地布設(shè)航線和準(zhǔn)確地引導(dǎo)飛機(jī)，將大大節(jié)省飛機(jī)作業(yè)的費(fèi)用工程控制：GPS 靜態(tài)測量，點間不需通視且精度高，但需事后進(jìn)行數(shù)據(jù)處理，不能實時知道定位結(jié)果，如內(nèi)業(yè)發(fā)現(xiàn)精度不符合要求則必須返工。應(yīng)用網(wǎng)絡(luò) RTK技術(shù)將無論是在作業(yè)精度，還是作業(yè)效率上都具有明顯的優(yōu)勢。航速測量：如果要求測定精度不高，可直接利用標(biāo)準(zhǔn) GPS 服務(wù)進(jìn)行。目前這一方法的精度僅能達(dá)到 5一 10。如果要求測定精度仍達(dá)到 1，則必須采用差分 GPS 定位技術(shù)。v就目前而言，網(wǎng)絡(luò)就目前而言，網(wǎng)絡(luò) RTK /RTD已經(jīng)應(yīng)用到了許許多多的領(lǐng)域，已經(jīng)應(yīng)用到了許許多多的領(lǐng)域，比如，農(nóng)業(yè)比如，農(nóng)業(yè).軍事軍事.畜牧業(yè)畜