GPS参考站系统讲座

1、GPS参考站系统（CORS）一、CORS概念CORS，Continuously Operating Reference Station ，GPS连续运行参考站。一个连续运行的GPS参考站包含一台GPS接收机、一个固定在安全又稳定地方的天线和一个可靠电源。接收机连续不断地运行，采集GPS原始数据，不断产生原始数据流，输出RTK/DGPS数据，在传送给RTK、GIS和GPS导航用户，用户则利用计算机远距离遥控接收机。计算机通常按照一定时间间隔下载数据文件，然后传送到FTP服务器，以备用户下载使用。三个或三个以上的GPS参考站可组成一个网，在本地区甚至一个国家范围内提供完整的GPS服务，我们称之为G

2、PS参考站系统。主要由GPS参考站子系统、通讯网络子系统、数据中心子系统、用户应用子系统等组成。数据中心的计算机服务器通过运行GPS参考站软件，利用通讯网络，如电话或因特网，控制所有的在控制范围内的参考站，从而构成一个GPS参考站系统。二、参考站和参考站网的工作原理参考站上的GPS接收机连续不断地运行，获取的原始码和相位观测数据通常以特定长度的文件记录在数据中心。文件长度可以设置成从1秒、几分钟、几小时甚至一整天不同长度的值。 GPS参考站软件在一台计算机（服务器）上运行，它控制接收机按一定规律定期下载文件数据及发布流动站用户需要的数据。参考站软件将数据转换成RINEX通用交换文件格式并压缩成

3、RINEX文件，并将它放在FTP服务器上，以此方便GPS用户通过网络查询，同时安全存档。 它控制单参考站，计算机将一直与接收机直接相连。多参考站时，服务器放在数据中心，通过电话或INTERNET方式与接收机相连。 一旦安装和配置完成，GPS参考站或参考站网就可以完全自动地运行。参考站-数据中心-用户技术指标 GPSNet/RTKNet软件是最新的2.5版，可兼容多种主流品牌的台站型GPS接收机，作为参考站使用；软件可兼容多种主流品牌的GPS接收机，作为流动站使用。已建成类似系统的用户报告或兼容性测试报告；兼容GLONASS 等其它卫星系统的数据计算。可连接GSM、GPRS、CDMA等的一种或多

4、种链路，支持UHF/VHF 电台的发播方式。GPSNet/RTKNet 软件2.5版不仅可在Windows 2000 Professional/2000 Server XP/2003 Server操作系统下运行，还可在Linux操作系统下运行，即可以在大型高性能计算机环境中正常工作。GPSNet/RTKNet软件2.5版可提供网络RTK、网络RTD、多参考站RTK/RTD、常规RTK、常规RTD等方式下的定位差分数据。定位精度：（3倍中误差）:n 网络RTK：平面0.04m，高程0.08m；（系统覆盖区域及周边15Km 以内）n 常规RTK：平面2cm+1ppm d，高程4cm+2ppm d；

5、（距离单参考站10km 以内，d 为到单参考站距离，单位公里）；n 伪距差分：平面3m，高程7m。（常规伪距差分覆盖范围）；事后精密处理：平面0.005 m，高程0.010 m；（采用精密后处理软件进行数据处理，如Gamit 等）三、几个组成部分一）参考站建设1、参考站选址(基准点选点要求和步骤)1. VRS基准站天线墩建造所需考虑的普遍原则：i. 建设在基岩、土层或建筑物屋顶或墙壁上，点位具体选择应考虑到选点周围地质构造稳定。ii. 观测墩建在开阔、远离高大建筑物、树木、远离电磁干扰源和震动源。用经纬仪测量观测墩天线位置高度角10以上无遮挡物，保证良好的卫星通视条件。iii. 由于是连续跟踪

6、站。所以选点时要考虑安全、连续供电、通信网及交通方便。由于本次招投标用户方已提前选定将各基准站建在地方气象站或地震站上，我方建议可以优先考虑使用现有的气象/地震专用网络，以降低项目实施成本。2. 基准站选址具体实施步骤包括：1) 选址小组应由设计人员、测量人员和工程建设人员共同组成，包括我方人员和用户单位的技术人员组成；2) 选址工作开始前，选址人员对技术设计、区域情况进行充分地研究，并制定选址工作计划；3) 根据选址工作计划，在技术设计的基础上，选址人员应到达实地勘测点位，了解有关情况，最后选定站址；4) 站址确定前，将由我方对该点的环境干扰、对GPS测量的影响进行测试，出具在该点建立GPS

7、基准站的书面材料；5) 在实地踏勘中，如发现不能按技术设计要求选定点位时，选址小组可对技术设计进行修正，重新确定地址，但必须符合技术设计和选址的要求；6) 所选站址应取当地有一定知名度的地名为站名；7) 站名的书写一律用国务院公布的简化字；8) 站址选定以后,应当设立一个注有站号、站名、标识类型的点位标记，拍摄远景、近景照片各一张。2、参考站墩标建设A、基岩型基准站观测墩施工要点1. 建在稳固的岩层上，建设时必须清除表层碎石，标志基础应与完整性好的岩层牢固连接。观测墩高出地面4米，观测墩下部直径为2.0米，上部直径为0.6米。观测墩的顶部必须保持水平，符合GNSS接收机天线的安装要求，并安照数

8、字气象仪的固定结构，预留固定支架。2. 观测墩北侧下方的墩体上应埋设准标志，基础上应埋设联测用水准点，其位置应便于水准施测。3. 观测墩顶面中央应埋设强制对中装置，观测墩北侧应固定网络标牌并刻注站名、编号、建墩日期和所属单位等字样。造埋时强制对中装置应用置平工具安平。点之记应注明归心孔的深度、孔径。4. 观测墩均用钢筋混凝土现场灌制，在选定的点位上埋设。5. 观测墩附近埋设避雷设施，以防止GNSS天线受雷击损坏。6. 基岩上埋设的观测墩至少需经过一个月，方可进行有效观测。基岩型/土场型天线墩最终效果图B、土场型基准站工程施工要点土场型观测墩的设计流程要点观测墩采用钢筋混凝土结构。土层型观测墩建

9、筑基本步骤a) 钢筋混凝土观测墩主体施工：包括基坑开挖，钢筋绑扎，模板工程，混凝土搅拌、浇注及养护，拆模，回填，瓷砖贴面，清理、恢复现场。要求混凝土标号C30，混凝土保护层厚度3cm。b) 观测墩预埋管线及构件的购买、制作、安装：包括管线的购买、敷设，安装，开挖竖井、管线沟，穿线，打孔。预埋管要求内径8cm以上。c) 完成对中装置的设计、制作、安装：包括埋设在观测墩内的机加工构件和可调平基座（包括基座和连接件，以能够连接GPS天线为准）。d) 完成防雷系统的设计、制作、安装：包括避雷材料（含接地材料、避雷针）的选择、购买、加工和安装，接地的制作。e) 完成铭牌的设计、制作、安装。f) 完成天线

10、罩的设计、制作、安装：包括原材料的购买、设计、加工和安装。g) 完成水准点构件的加工、埋设：不锈钢构件，每个基准站观测墩四周埋设四个水准点。h) 完成观测墩至机房线缆铺设所需的所有土建（含开挖竖井、管线沟，打孔）及管线（预埋管、穿线）施工。i) 完成工程的验收。验收要点1. 混凝土施工：混凝土强度不低于C30，使用钢筋不得有锈蚀，保护层厚度3cm，基座与柱体应严格按照设计图纸施工，不能出现明显变形或钢筋外露，观测墩地面部分竖直、瓷砖贴面牢固、美观、平整。2. 管线施工：预埋管内径大于8cm，拐角平滑，弯折角大于120度，接口密封紧密，端头穿线后加盖防水。若需开挖管线沟或竖井，应满足相应施工规范

11、。3. 防雷系统：满足防雷设备的一般要求（接地电阻要求小于10欧姆），外露避雷针整洁美观，并满足防锈要求。4. 对中装置：机加件外露部分干净平整，满足防锈要求，能够保证GPS天线的水平、稳定安装。5. 水准点：不锈钢加工，顶端为半球形，露出地表，安装要求以方便水准观测为准。6. 其它附件：包括GPS天线罩、铭牌，在选材和安装时应保证不影响GPS接收机的正常工作，要求外观整洁、统一。7. 总体要求：要求基建工程能够满足基准站正常工作的需要；以机房为界，施工全部完成后，对施工现场恢复原貌。详细施工步骤为a) 观测墩采用钢筋混凝土现场浇铸施工，混凝土浇铸过程中的水泥、沙子、石子、规格及配比见附表。观

12、测墩中的柱石、基座钢筋骨架采用直径10mm的螺纹钢筋，裹筋采用直径6mm的普通钢筋。施工时在距两端10cm处，分别向内弯成形弯，足筋下端30cm处向外弯成形弯。基座、柱石规格尺寸见相关图表。b) 柱石采用50cm50cm的木质模型板现场浇铸。观测墩拆模养护后统一采用不锈钢或PVC材料进行外装饰。c) 土层观测墩的基座建造：选择土质结实的地区，采用土模建造标石基座的方法，挖掘120cm120cm基座土模，两条土模边与东西向平行。土模的四边与底面平整且土模底面处于水平状态。根据济南地区最大冻土层深度和设计要求的基座深按图纸进行基坑挖掘，参照图片见附图。d) 基座建造时浇铸混凝土至基座深度的一半，充

13、分捣固后放入捆扎好的基座钢筋骨架，在基座中心垂直安置捆扎好的柱石钢筋骨架，将柱石钢筋骨架底部与基座钢筋骨架捆扎一起，浇灌混凝土至基座顶面，充分捣固并使混凝土顶面处于水平状态。e) 观测墩柱体建造。基座混凝土凝固硬实后，在基座中心逐层垂直安置观测墩柱石模型板，浇灌混凝土并充分捣固，在距地面0.2m处，柱石的东、南、西、北四侧各安放1个不锈钢水准下标志。f) 混凝土浇灌至地面下0.2m时，在观测墩外壁预埋直径为3.2cm的硬质管道，管道内预留超出管道的细铅丝，供安装电缆和保护线路用。g) 在回填土埋设观测墩时，观测墩与地面结合四周做10cm的隔振槽，内填粗砂，避免震动带来的影响。h) 观测墩拆模后

14、的保养：观测墩浇铸完成待混凝土完全凝固，12小时后拆模。拆模后进行回填土边填边压实并与地面平整，养生采用薄膜法养生。i) 观测墩外装饰及强制归心盘的安装：观测墩外装饰统一使用50cm58cm1.8cm花岗岩岩石片，采用湿贴的方法，在柱石上钉射钢钉，用铅丝与花岗岩岩石片连接，与柱石留有足够的缝隙，浇灌高强度水泥、细砂混凝土，由下而上粘贴。待花岗岩岩石片粘贴至柱石顶面下15cm时安置标志面和强制归心盘，在安置标志面和强制归心盘时在标志顶端安放12的圆气泡反复调整标志面和强制归心盘，使标志面及强制归心盘处于完全水平状态。观测墩外装饰后在观测墩北面1.0m-1.5m处粘贴标有点号、站名、单位、建站时间

15、的花岗岩石片。观测墩建成后的尺寸为58cm58cm200cm。j) 观测墩外装饰完成后按附录绘制GPS点之记。精确量取标石顶面标志到北侧下标志间的高差，精确到毫米，将上下标志高差填写在GPS点之记的标石断面图栏内。同时测定东、南、西三个标志相对于北侧的高差（精确到0.1毫米），（按一等精密水准测量作业）结果填写在GPS连续观测站点之记的备注栏中。k) 归心盘使用不锈材料，归心盘规格见附图。l) 观测墩管线埋设。观测墩现场浇铸选择硬质PVC管，柱石模型板安装后，根据墩高和便于观测室走向，安置适合长度的PVC管。混凝土浇灌至地面下0.2m时，在观测墩外壁预埋直径为0.32cm的硬质PVC管，同时根

16、据用户方设计要求量取观测墩至观测室线缆长度。m) 排水。观测墩自下而上现场浇铸，强制归心盘为不锈钢材质，中心螺母为归心盘厚度的一半，外装饰采用不锈钢材料粘贴与柱石成整体，不须做防水。n) 观测墩基座浇铸：观测墩外装饰后，距观测墩外壁50cm处，开挖150cm150cm的基座基坑，安置模型板，放入捆扎好的钢筋骨架，浇铸混凝土至地面上15cm处，充分捣固捣实，反复轧平，在基座四角10cm处，安置不锈钢护栏杆柱，保持垂直度。柱石四周水准点及进线位置预留方井并加保护盖。o) 观测墩建造的照片：埋设观测墩时利用照相机拍摄标石坑照片、基座建造及钢筋骨架捆扎照片、观测墩整饰后照片、观测墩埋设位置远景照片（全

17、景和东、南、西、北远景照片），拍摄的照片应明确反映以下内容：1) 观测墩标石坑照片：拍摄时应在坑边及底部布置刻度尺，并能反映出标石坑的形状、宽度和深度尺寸。2) 座建造后照片：浇注好地层混凝土，捆扎好所有的钢筋骨架后拍照。应能反映出基座建造后的尺寸、形状以及钢筋骨架是否正确。3) 测墩整饰后照片：应能反映出标石整饰是否规范，外装饰是否规则，周围填土是否充足以及是否清除干净（近景）。4) 观测墩埋设位置照片：应能反映出观测墩埋设位置的地貌（包括一张全景和四张远景照片）。上交资料 1. GPS连续观测站土建工程报告；2. 观测墩点之记（每站一份）；3. 观测墩埋设照片；4. 观测墩四周水准点及观测

18、墩标石顶面标志至观测墩北面水准点高差表；5. 包含上述内容的光盘；GPS安装GPS设备的安装包括：1. GPS天线的安装：使用大地测量型天线的，要求天线固定牢固，应有必要的防雷、防雨措施；2. GPS接收机安装：要求安装在专用仪器箱或机柜内，便于维修管理，防雷、防潮；GPS天线电缆安装：各个接头处应保证连接可靠，在电缆过长时应加设信号放大器。GPS天线进入GPS接收机之前应加装防浪涌保护器。C、屋顶型基准站施工方案 图4.91 几种简单的屋顶型天线墩屋顶型天线墩的建造比较简单，只需按照设计图纸进行建造即可，下图是屋顶型天线墩座的设计图纸。3、参考站设备（GPS接收机、GPS天线、天线电缆）我公

19、司所提供的Trimble 5700CORS/NetRS/NetR5 GPS 接收机可以提供可靠、准确、完整的观测数据；NetRS是通过IGS、UNAVICO 认证的接收机。具备150M 大容量的数据存储能力，可连续可靠地记录原始观测数据；本次我公司参与投标的产品是NetR5，但为了使您对Trimble产品线有轮廓性影像，在此，对5700CORS和NetRS接收机也作了简要的介绍。1、5700CORS接收机Trimble 5700最初生产于2000年，作为GPS系统经典的接收机，受到了广大客户的欢迎。目前在中国累计销售超过6000余台。5700CORS 接收机5700系列的一款专为永久性GPS参

20、考站配置的，目前包括单基站和基站网系统也超过了800 台。目前使用5700作为VRS网络参考站，其运行稳定、经济实惠是其主要特点。对于一般性大地测量及工程测量以及当前GPS系统现状，它也完全可以满足要求。但是，随着GPS现代化进程的不断深入，已经不能作为适应未来要求的参考站接收机。2、NetRS 接收机NetRS接收机最初生产于2003年，广泛应用于永久性参考站，是为参考站而设计的一款专用接收机，2004年以后在国内建设的VRS网络里均采用了NetRS接收机，其可设置固定IP、易于控制、省掉了基准站的PC机、适应了GPS现代化要求的特点是广大客户喜欢的。其价格比5700要贵一些，但是其方便性深

21、入人心。Trimble NetRs(R7/R8) GPS 接收机已经在IGS、美国PBO（875 台）等国内外类似工程中得到广泛的应用。可同时跟踪全视野卫星信号并记录数据的能力；3、NetR5 接收机1，设备配置2，设备特点Trimble R跟踪技术高级Trimble Maxwell测量级GPS 芯片高精度多相关GNSS伪距测量未过滤、未平滑伪距测量数据，获得低噪音、低多路径误差、低时域相关性和高动态反应低噪音GNSS载波相位测量1mm精度，1Hz带宽信噪比以dB-Hz表示卓越的Trimble低高度角卫星跟踪技术72通道：GPS L1 C/A 码，L2C，L1/L2/L5全载波GLONASS

22、L1 C/A码，L1 P码，L2 P码，L1/L2全周载波SBAS WASS/EGNOS支持数据存储：内存，64MB（1757 小时原是数据观测，6 颗卫星，15 秒间隔）外置存储，支持USB记忆棒盒USB硬盘，对于需要大量存储的应用允许上百GB的存储容量码差分GPS定位：水平精度：0.25 m + 1 ppm RMS垂直精度：0.50 m + 1 ppm RMSWASS 差分定位精度：典型5m 3DRMS静态和快速静态GPS测量：水平精度：5 mm + 0.5 ppm RMS垂直精度：0.50 m + 1 ppm RMS动态测量：（仅当用于GPSnet软件里作为流动站）水平精度：10 mm

23、+ 1 ppm RMS垂直精度：20 mm + 1 ppm RMS初始化时间：典型99.9电源930VDC输入，有过压保护集成的内置电池7.4V，7800mA-hr，锂离子电池，连续操作20小时外置电源耗完，内置电池投入使用输入电压15V时外接电给内置电池充电集成充电电路功耗平均4.8W功耗尺寸：4 cm x 12 cm x 5 cm包括连接头重量：1.55kg含内置电池授权：Class B Part 15 FCC，CE，C-tick环境：操作温度：40 C +65 C储存温度：40 C +80 C湿度：100非冷凝震动和摇动：经测试，适应环境标准震动：2m对中杆跌落混凝土地面，符合军标MIL

24、-STD-810F, Fig.514.5C-17摇动：到40 G, 10 msec，符合军标MIL-STD-810F, FIG.514.5C-17防水级别IP67，潜入水下1m全密封防沙，尘，潮湿通讯全功能NTRIP服务器和客户端1个LAN端口1端口，RJ45接头，支持连接10BaseT/100BaseT网络所有功能通过单个IP地址同步完成，包括web GUI访问，FTP文件传输和原始数据流。2 个RS232端口一个或者多个串口可以同时使用发射本地CMR或者RTCM改正信息，或者远程PPP方式的Modem拨号，支持和10BaseT/100BaseT网络端口同样的功能。蓝牙端口支持多个蓝牙连接通

25、过PPP配置接收机1个USB口连接外置USB记忆棒或者硬盘以增加数据存储量安全特征：客户数据流的授权可配置以太网端口实现HTTP,FTPWebGUI访问可以加进不同安全设置的密码保护Email客户端报警和不同接收机参数通知定位和输出：1 Hz, 2 Hz, 5 Hz, 10 Hz 和 20 Hz 定位，内/外接数据记录和数据流输出RT-17/RT-27 输出CMR，CMR+，BINEX 和RTCM2.1，2.2，2.3，3.0 输出控制软件HTML浏览器，IE5.0或以上Firefox (v1.50)和Netscape 4.78或以上3，Zephyr 大地测量2型天线（详细资料见标书附件）Ze

26、phyr 大地测量2型天线是新型的大地测量级双频双星的GNSS天线。它的性能与扼流圈天线相当但更小更轻而且价格优于扼流圈天线。Zephyr 大地测量2型天线采用了全新的技术：最高级的材料科学技术、高精密的生产工艺、Trimble Stealth.抑径板技术和Trimble R-track跟踪技术。使得Zephyr 大地测量2型天线的相位中心稳定性和抗多路径效应的能力达到了扼流圈天线的水平，并且在恶劣环境下的低角度卫星的跟踪能力要强与扼流圈天线。新材料的使用使得Zephyr 大地测量2型天线更加紧凑和轻便。因为Trimble Stealth.抑径板技术不依赖于卫星信号的频率因此Zephyr 大地

27、测量2型天线可以接收L1/L2/L2C/L5/GLONASS以及伽利略卫星信号。l 尺寸：13.5cm直径3cm最大厚度l 重量：.2.21磅l 操作温度：.40 +70度l 全密封100%不凝结l 防摔性能：2m下落到混凝土地面l 抗震性能：符合 MIL-STD-810标准l 夺馈点技术和亚毫米相位中心l 整合的低噪声放大器l 50 dB 信号增益l Trimble 隐形抑经板技术4，投资分析NetR5作为目前功能最强大、信号最完整、集成化程度最高的接收机，代表了全球定位系统产业的发展方向，也成为其它品牌接收机模仿的典范。是今年推出的。目前已经有一个单基站系统在运行。双星系统加上L2C加上L

28、5的跟踪能力，使得它兼容了目前市场上所有的接收机。内置网卡、LED屏幕使得操作简便，易于使用。所以它也是最贵的，如果您希望您的系统能够具有前瞻性，避免以后参考站的更新换代，则非它莫属。图2.82 NetR5接收机的IE浏览器访问界面图2.83 通过IE浏览器进行远程IP设置4、安装A、环境条件Trimble接收机外壳采用了防水设计。可是，用户还是要小心使用避免仪器受潮。为了提高接收机性能并且保证其长期可靠地使用，您应当避免将接收机在恶劣环境下存放、使用，如：L 浸水L 超过65高温L 低于-40低温L 腐蚀性气体和液体的侵蚀B、电磁干扰源请不要将GPS天线靠近或放置在下列电磁干扰源：L 油气管

29、道工程（火花塞）L 电视或电脑屏幕L 交流发电机和直流发电机L 电力马达L DC-AC转换器装备L 荧光灯L 开关电源C、不间断供电Trimble建议您使用不间断供电设备（UPS）向接收机供电，与此同时NetR5内置电池也可以连续耗电长达15小时供电。UPS能够保护设备不受电涌或瞬间放电的影响，并且保证接收机在短暂的电力供应中断时也能够正常运行。D、闪电防护Trimble建议您在永久基准站上安装闪电防护设备。设备包括天线馈线和安全接地端气泡式防闪电装置。天线附近加装静电防护器能够降低闪电直击的可能性。此外，还需要在所有通讯和建筑物电源线接入点处进行防护。如果您使用其它天线或电波发射装置，例如用

30、于发布实时差分信息的电台调制解调器，还需要考虑这类设备的天线防护。如需了解更多信息，请联系当地Trimble代理商，或访问以下网站：l l E、放置天线在安装基准站天线之前，请首先对天线安放的最佳地点进行规划，并思考如何获得该安放点的精确位置坐标。图3.85 放置天线最佳位置图Trimble建议站点的选择应当充分避免电磁以及附近障碍物造成的多路径反射信号干扰。在天线安放点附近，天空的可视性要好，并尽可能开阔，10度仰角以上不要有障碍物遮挡。如果10度以上有遮挡物，或周边有大块金属物体，则流动站和基准站接收到的卫星可能都不尽相同。此时将无法进行DGPS或RTK解算。二）电源供给1、接收机的电源供

31、给2、运行参考站软件的计算机电源供给Trimble建议您使用不间断供电设备（UPS）向接收机供电，与此同时NetR5内置电池也可以连续耗电长达15小时供电。UPS能够保护设备不受电涌或瞬间放电的影响，并且保证接收机在短暂的电力供应中断时也能够正常运行。具体要求：不间断、备用、稳定等。1 期间雷达站本地计算机网卡因感应雷损坏造成数据传输中断。21日左右，Leica 1200Pro接收机因感应雷造成的硬件损坏而退出试验，Javad和Trimble的接收机表现良好，直至试验结束。 2 在偏远地区或自然灾害比较频繁发生的地区，GPS基准站的供电系统面临一定的威胁，除了对接收机功耗（主要考虑蓄电池供电时

32、间）提出一定要求之外，外电系统的热切换也至关重要。以下是国家气象局进行的雾灵山试验给出的一些结果（期间出现过断电、来电过程）：a) Javad接收机：停电后无法自动热切换到蓄电池供电。b) Leica 1200Pro：停电后蓄电池自动热切换，来电后无法热切换回外电，蓄电池电量用完之后接收机停机，需人工按键启动。c) Trimble NetRS：停电后自动切换到蓄电池供电，来电后自动切换回外电，无须人工干预。 三）GPS参考站软件（网络RTK 管理和计算软件VRS技术介绍Trimble VRS是集成了GPS硬件、软件和数据链的新型系统，它利用固定基准站上的数据对工作区域内的误差进行模型化处理，该

33、模型用来生成一个靠近用户测量位置的“虚拟”基准站，它能向流动站接收机提供“本地化”、标准格式的修正信息。固定参考站的GPS观测数据不停地被传送到Trimble VRS中央服务器。在那儿网络处理器会对所有的GPS观测数据进行完善性监测，对每个台站的数据都进行质量检测，以去除大的粗差并修正周跳。一旦完成了对数据完善性的检测，中央服务器会通过分析双差观测量来计算电离层误差、对流层误差和星历误差。这些误差对网内任一流动站的影响也被模型化，因此常规RTK定位的系统误差能被明显地剔除。网络内流动站用户为了得到虚拟基准站，必须向中央服务器提供自身的近似位置。这可以通过蜂窝通讯采用标准的NMEA GGA数据串

34、来完成。中央服务器自动接收该定位信息，并对给定的位置进行几何替代处理。它内差修正过的星历误差、电离层误差和对流层误差，为该流动站生成一个“虚拟的基准站”。然后再生成一组标准格式的改正信息，这些信息可以通过蜂窝通讯设备由控制中心传送给流动站，就像基准站在身边一样。有了Trimble VRS，建筑测量、放样或精密GIS测图就变得象打开接收机一样简单自如。到达一个测点上只需几秒钟，就能获得RTK的测量结果，而且精度一直保持在厘米级。此外，更为重要的是，这些测量结果比标准的RTK更为可靠，因为VRS系统是“容错”的，即，如果某个基准站有误，中央服务器会自动把它从网络中去除，并用其它站的数据进行补偿，从

35、而确保了精度和效率的可靠性。系统管理和网络RTK 服务软件是济南GPS综合服务系统的核心部分，我公司此次投标提供的网络RTK管理和计算软件是美国天宝（Trimble）导航公司的GPSNet软件最新V2.5版本，包含RTKNet模块。以下均简称为GPSNet/RTKNet软件。该软件是Trimble 公司推出的专业网络RTK 计算和服务软件，在世界上已经得到了广泛的应用。其功能完善，具备：a) 参考站GPS 数据处理能力：可以接收多品牌主流GPS参考站接收机的原始数据，并进行数据格式转换，显示各参考站观测GPS卫星状况，星历、历书状况，还可以转换和存储和GPS参考站接收机相连的气象仪、倾斜仪的数

36、据。同时还会检测原始观测数据的完好性，并对坏的数据进行修复或剔除。同时通过原始观测数据监测参考站多路径变化、电离层变化等。软件的报警功能可以根据用户的需求，在参考站数据变化达到某种条件时，进行多种形式的警告和警报。软件还可以处理L2C 数据；b) 系统GPS数据处理能力：根据各参考站GPS原始观测数据，软件建立参考站网络的大气模型，包括电离层、对流层模型，同时提供网络差分数据服务。可以对网络模型完好性进行分析和预测，包括电离层、卫星几何星座的分析和误差预测；软件的报警功能可以根据用户的需求，在参考站数据变化达到某种条件时，进行多种形式的警告和警报；c) 参考站和系统完整性监测：对于参考站完整性

37、分析，不但有上面提到的参考站数据分析，还具有参考站坐标分析、备份线路等完整性检测模块,还有防止实时通讯线路故障，影响控制中心RINEX数据记录的Storage Integrity模块。此外，系统还可以对Trimble参考站接收机的电压、温度进行监控，并在其供电或工作温度出现问题时，对操作员提出警告或警报；对于系统完整性检测，除了具有、电离层延迟计算、对流层延迟计算，网络模型完整性分析预测模块外，还具有对所有参考站进行坐标检测的功能；同时，软件的报警功能可以根据用户的需求，在参考站数据变化达到某种条件时，进行多种形式的警告和警报；d) 网络差分数据改正：Trimble GPSNet/RTKNet

38、软件有其专利的Trimble VRS网络差分算法，可以提供网络差分改正数据（RTK 和RTD），同时，还兼容FKP、SAPOS、Adv、Adv FKP、RTCM 3.x Net 等网络RTK 算法，提供相应格式（RTCM 2.3、CMR/CMR+、RTCM 3.0、RTCM 3.x Net）的网络差分改正数据；e) 兼容如GLONASS等其它卫星系统的数据计算和处理：Trimble GPSNet/RTKNet软件几年前就已经兼容GLONASS的数据。不仅可以Rinex 2.11版本和Trimble专用DAT格式存储GLONASS相关数据，还可以CMR/CMR+等格式实时播发带有GLONASS信

39、息的网络RTK差分数据；Trimble R8 GNSS接收机已经实际应用GPS/GLONASS网络RTK数据。以下是相关的软件截屏图：a) 参考站GPS数据处理：参考站原始数据分析处理得到的卫星观测、接收机信息界面。下面是气象仪、倾斜仪的相关界面：图1.1 参考站GPS数据处理相关截图下面是参考站数据分析的界面：依次为数据质量分析、多路径分析、电离层分析。图1.2 参考站数据分析的界面截图b) 系统GPS数据处理：图1.3 系统GPS数据处理相关截图c) 参考站和系统完整性监测：参考站完整性检测：以下截图分别为点位置分析、备份线路、数据存储完整性、接收机电压、温度报警；图1.4 参考站和系统完

40、整性监测相关截图d) 系统完整性：分别为电离层、对流层、网络模型完整性、坐标监测模块的界面。图1.5 系统完整性监测相关截图e) 网络差分数据改正：依次为软件处理方式、RTCM 3.0 数据、RTCM 2.3 数据、CMR 和RTCM 3.xNet数据。图1.6 网络差分数据改正相关截图f）兼容GLONASS 数据处理： 图中的以GLN 或R 开头的卫星即为GLONASS 卫星。图1.7 GPSNET软件卫星接收及处理GLONASS信号截图GPSNet/RTKNet 软件具备完善的系统完备性监测功能。通过综合各参考站数据和系统分析，进行系统完备性监测。一旦数据出现问题，报警模块将根据设置报警。

41、该软件通过参考站数据分析、网络模型分析、同步数据分析、系统性能分析、移动站完备性检测、容错、报警、相关信息八个方面进行系统完备性监测。A） 参考站数据分析：包括参考站数据质量分析，参考站坐标变化分析、备份通讯线路等功能保障系统完备性，同时还有Storage Integrity模块，防止实时通讯线路故障影响控制中心RINEX 数据记录。此外，系统还可以对Trimble参考站接收机的电压、温度进行监控，在其供电出现问题或工作温度出现问题时，对操作员提出警告或警报；B） 网络模型分析：通过软件模型对电离层、卫星几何轨道的分析，提供系统完备性信息；C） 同步数据分析：使用同步器，确保只有同一历元的数据

42、才能进入网络实时解算模型，防止不同历元数据带来的误差；D） 系统性能分析：实时进行电离层、对流层、卫星轨道误差、PPM误差等的计算，并以图形的方式实时提供，供用户分析判断系统可用性和完备性；E） 移动站完备性检测：提供移动站完好性检测选项模块并提供移动站位置输出接口，可以实时分析并得到移动站定位的精度、初始化时间等信息，从而保障系统完备性；F） 容错：一旦发现某一参考站数据出现问题，马上从系统网络模型中剔除该站数据，并自动重组网络，保障系统最大程度完备和可用；G） 报警与报告：所有上述功能都可以和报警模块联动，按照用户设定的方式进行报警，最大程度保障系统得完备性和可用性；同时，系统所有信息都会

43、被报告模块记录，这样便于事后分析；H） 相关信息：磁盘空间分析和看门狗功能可以检测系统信息，并提供用户有用信息，最大程度保证系统完备性。下面是各项界面图：a） 参考站数据监测：以下截图分别为数据质量分析、点位置分析、备份线路、数据存储完整性、接收机电压、温度报警；图1.28 参考站数据监测相关截图b）网络模型分析：下面分别是卫星几何分布误差和残差界面。图1.29 网络模型分析相关截图c）同步数据分析：图1.30 同步数据分析相关截图d）系统性能分析：图1.31 系统性能分析相关截图e）移动站完备性检测：图1.32 移动站完备性检测相关截图f）容错：图1.33 系统容错性截图g）报警与报告：图1

44、.34 报警模块的设置、运行界面截图图1.35 报告模块界面截图h）相关信息：磁盘空间监测与看门狗图1.36 磁盘空间监测与看门狗界面截图GPSNet/RTKNet软件具备参考站多路径影响的分析功能，即可以通过对参考站原始数据分析，以图形或文本方式显示参考站多路径影响或其变化信息；下图是系统软件显示参考站多路径影响的截图。图1.37 参考站多路径影响分析截图GPSNet/RTKNet软件具有电离层变化分析功能，即可以通过对各参考站双频数据的分析，得到某时间段内电离层活动情况，用户可以选择伪距、伪距加相位平滑、相位相关和GPS Klobuchar模型计算，同时可以选择米或TEC（天顶电子密度）作

45、为单位。并可计算出Klobuchar模型的电离层广播系数。同时，可以按Ionospheric Index I95进行归算后，以图形 或/和 文本形式显示并记录；图1.38 Ionospheric Index I95指标的统计界面截图GPSNet/RTKNet软件具有对流层变化分析功能，即可以通过对各参考站数据的分析，使用优化的霍利菲尔德模型队对流层数据进行分析，并得到对流层变化信息，以图形显示，并以文本文件记录；记录文件是系统文件夹中以“.yyt”为后缀的文件。下图是系统软件执行该功能的界面截图。图1.39 对流层变化分析功能界面截图GPSNet/RTKNet软件具有参考站接收机钟差分析功能，

46、即通过对各参考站数据的分析，得到接收机钟差等数据，以图形 或/和 文本形式显示；系统报告文件夹中的Ephemeris Clock Parameters reports报告文件有详细的记录。下图是Ephemeris Clock Parameters reports报告文件的格式。图1.40 钟差图形显示界面截图图1.41 钟差文本记录界面截图GPSNet/RTKNet软件具备网络差分计算、单基站、多基站差分计算（RTK 与RTD）与数据播发的能力; RTCM Single Station模块可以计算并播发单站的差分改作数。RTCM Multi Station module模块可以计算并播放网络差

47、分改作数。VRS软件在国内外已经应用多年，是成熟的网络RTK技术，可以兼容多种算法模型（不仅限制于网络RTK）。如软件具备支持VRS（虚拟参考站）、FKP（区域改正模型）、RTCM3.0等网络RTK、网络RTD，常规RTK 和常规RTD 等数据服务的能力；并可播发多种格式的差分改作数：下表是说明书中关于可播发的改正数类型：图1.42 不同类型网络差分改正的设置界面图1.46 多基站数据播发播发界面截图GPSNet/RTKNet软件具有较强的稳健性和适应性， 在全球从赤道到北极地区8年的实际应用，充分表明在电离层和对流层变化较大时，软件的网络RTK等核心算法仍然能够进行数据处理并提供正常的厘米级

48、的RTK差分数据服务。所有的用户统计都表明，GPSNet/RTKNet的日可用性大于或等于95%；在东莞、深圳、武汉、四川省、天津等地提供的VRS系统经专家评审后，均达到了可用性大于等于95%的指标。并且软件本身提供可用性指标分析。国内经过东莞、深圳、武汉、成都、北京、天津等地的系统运行，国外经过马来西亚、新加坡、瑞典、丹麦、澳大利亚、德国、芬兰、南非等地的实际系统运行，证明软件可以适应从低纬度到高纬度电离层的变化，网络RTK 核心算法成熟、稳定、可靠。同时，各地用户不同的计算机配置，无论从8年前的计算机到今天的服务器，还是从单计算机到多服务器系统，都表明系统非常稳定、健壮，适于长期连续运行。同