GPSRTK工作模式应用解析

1、GPSRTK工作模式应用解析科学论坛lIN-GPSRTK工作模式应用解析教传辉(辽宁有色基础工程公司丹东分公司摘要GPSRTK技术在测量作业过程中的应用已经非常广泛,但工作模式实际上都很单一.本文主要讨论了RTK测量所具有的多种工作模式,总结出在不同条件下灵活选择相应连接模式的方法.关键词内置电台外嚣电台GPRS点对点CORS中图分类号:TN924文献标识码:A文章编号:1009914X(2012)070052一OlGPS是英文GlobalPositioningSystem或NAVigationSatelliteTimingAndRangingGlobalPositionSystem的缩写,即

2、全球定位系统,是一个全球性,全天候,全天时,高精度的导航定位和时间传递系统.常规的GPS测量方法,如静态,快速静态,动态测量都需要事后进行解算才能获得厘米级的精度,而RTK是能够在野外实时得到厘米级定位精度的测量方法,它采用了载波相位动态实时差分(Realtimekinematic)方法,将一台接收机置于基准站上,另一台或几台接收机置于载体(称为流动站)上,基准站和流动站同时接收同一时间,同一GPS卫星发射的信号,基准站所获得的观测值与已知位置信息进行比较,得到GPS差分改正值.然后将这个改正值通过无线电数据链电台及时传递给共视卫星的流动站精化其GPS观测值,从而得到经差分改正后流动站较准确的

3、实时位嚣.那么除GPS本身固有的相关性能外,从基准站到移动站的数据链路的传输模式决定了RTK的工作方法,其主要模式分为:内置电台传输模式,外置电台传输模式,GPRS点对点连接传输模式,CORS站连接传输模式.1内置电台连接内置电台工作模式是通过基准站和流动站内置的电台发射和接收差分信号,优点是省去了笨重的电瓶,野外测量只需要主机和手簿就可以工作,使野外测量更轻松,更灵活,更快捷.因为其内置电台功率很小,一般进口仪器都在1w以下,国内品牌均在2W以下,因而受其电台功率影响,流动站的作业距离也相应减小,一般在5km以内为最佳.其广泛适用于小范围的测量工作.2外鼍电台外置电台连接,是在内置电台的基础

4、上,加载外置大功率电台,通过增大电台功率的方法,提高流动站的作业范围,常用电台如:PDL,ARWEST等等.外置电台的加载方法分为有线连接与无线连接两种2.1外置电台有线连接模式外置电台的有线连接是指基准站通过数据线与电台连接,电台就架设在基准站的周围,流动站正常收取差分信号,这种工作模式流动站作业距离远,大约3O一5O公里效果最佳,适用于大多测量作业,广泛应用在线路,地形,电力等测量应用中.2.2外置电台无线连接模式外置电台的无线连接是指电台和基准站之间不用任何线路连接,通过基准站内置电台的发射功能和外置电台的接受功能,两者通过电磁波进行传输信号,从而达到将基准站的改正信息通过电台发送出去的

5、目的.这种工作模式可以再次扩大基准站和外置电台的距离,增加流动站的作业范围,基站站和外置电台的距离受基准站内置电台发射功率限制,一般在5km左右为宜.另外从基准站和外置电台的工作原理来看,基准站需要架设在宽敞,搜星良好的环境下即可,而外置电台只需要尽可能架设在高处,远离地面的电磁波吸收和反射,能够顺畅转播出去即可,因其无线的链接模式,就可以将外置电台尽可能的架高到极限,即使在作业过程中也可通过改变外置电台的位置来增大流动站的作业半径,这种工作模式主要应用在地势落差较大的山区,可根据实际情况灵活操作.3GPRS点对点连接模式传统RTK技术有着一定局限性,使得其在应用中受到限制,主要表现为:(1)

6、用户需要架设本地的参考站;(2)误差随距离增长,(3)误差增长使流动站和参考站距离受到限制,距离越远初始化时间越长;(4)可靠性和可行性随距离降低.网络RTK技术实际上是一种多基站技术,它在处理上利用了多个参考站的联合数据.该系统不仅仅是GPS产品,而是集internet技术,无线通讯技术,计算机网络管理和GPS定位技术于一身的系统,包括,通讯控制中心,固定站,用户部分.GPRS通讯的优势:(1)不受距离,以及地形遮挡的限制.尤其是在山区效果比优势电台明显;(2)没有电台,电瓶和天线电缆等,携带方便.52科技博览我们知道利用电台作业时,差分信号是由基站通过电台发射出去的,移动站通过内置电台接收

7、到基站电台发出的差分信号,通过解算即可得出移动站和移动站的实时精确相对位置.GPRS点对点可以通俗的理解为”【碉络电台”基站通过一个IP和端口将差分数据传输服务器上,移动站通过同一个IP和相应端口访问该服务器,得到基站的差分数据.上述提到的IP是公网IP,而不是我们电脑显示的类似192.168.2.103之类的,这是私网IP或称之为内网IP.一般来说一个公司或者一个机构IP只有一个,内网的N多用户都是通过同一个IP访问其他网站的.倒过来看,如果公网的IP(移动站通过GPRS上网)要访问内网的某台电脑(服务器),就必须在路由器或者交换机上做端VI映射,保证通过公网IP能访问得到内网的服务器.以某

8、网络服务器为例:如图作为服务器的这台电脑内网IP是192.168.2.253,公网IP是l16.236.250.45.基站公网IP和对应端口即可访问到内网服务器192.168.2.253.移动站通过公网IP和端口6791也可以访问到内网服务器192.168.2.253,并收到6790端口的差分数据.收到基站的差分数据,就可以得到固定解,进行RTK工作.内置GSM通讯,即GPRS点对点连接模式,数据信息在基站,服务器,移动站之间传输,无需建立CORS站,便可进行GSM通讯远距作业.这种模式主要应用在通讯信号良好的情况下,不用携带外置电台,使野外作业更加轻便.但需要注意的是,这种数据信息依靠GPR

9、S传输,由于在服务器端中转,信号良好时会有一定的延迟在2s左右,在RTK实时性上有一定的影响.4CORS站连接模式连续运行参考站(rs)也称为台站网,可定义为:一个或若干个固定的,连续运行的GNSS参考站,利用现代计算机,数据通信和互联网(LAN/WAN)技术组成的网络,实时地向不同类型,不同需求,不同层次的用户自动地提供经过检验的不同类型的GNSS观测值(载波相位,伪距),各种改正数,状态信息,以及其他有关GNSS服务项目的系统.CORS站优点:(1)无需架设参考站,省去了野外工作中的值守人员和架设参考站的时间,降低了作业成本,提高了生产效率t(2)传统”1+1”GNSS接收机真正等于2,生产效率双倍提高;(3)不需要在四处找控制点;(4)扩大了作业半径,网络覆盖范围内能够得到均等的精度;(5)在CORS覆盖区域内,能够实现测绘系统