李鳳霞,吳俐民
(1.西安建筑科技大學建筑學院,陜西西安 710055;2.昆明市測繪管理中心,云南昆明 650500)
連續(xù)運行GPS參考站系統(tǒng)(continuous operational reference station,CORS)正處于蓬勃發(fā)展時期,該系統(tǒng)通常由參考站子系統(tǒng)、數(shù)據(jù)處理子系統(tǒng)、通訊子系統(tǒng)、用戶應用子系統(tǒng)組成,可以滿足不同行業(yè)、不同用戶對精密定位、快速和實時定位、導航的需求,同時,CORS是城市信息化建設的基礎設施[1]。
網絡RTK是近年來在常規(guī)RTK(real time kinematic)和差分 GPS的基礎上發(fā)展起來的一種新技術[3],是GPS參考站系統(tǒng)的一個典型應用,代表了實時動態(tài)定位的最新發(fā)展方向,且具有時代的特征。目前,網絡RTK技術主要包括主輔站技術(MAX)——改進的FKP技術、虛擬參考站技術(virtual reference station,VRS)及綜合誤差內差技術(combined bias interpolation,CBI)。
常規(guī)RTK是建立在流動站與參考站誤差強相關這一假設的基礎上,隨著流動站和參考站距離的增加,該誤差相關性將變得很差。與常規(guī)RTK相比,網絡RTK具有作業(yè)范圍廣、定位精度高、可靠性高,作業(yè)效率高等優(yōu)勢。但是,網絡RTK也存在不足之處,比如,網絡RTK確定整周模糊度的可靠性為95% ~99%,同時還存在著數(shù)據(jù)鏈傳輸誤差、粗差等,因此,必須對網絡RTK進行質量控制,以得到更加穩(wěn)定、可靠的測量成果。
流動站試驗采用兩種方案進行研究,分別對內符合精度、外符合精度和初始化時間進行了分析。內符合精度,可以反映系統(tǒng)實時定位的穩(wěn)定性;外符合精度,能反映系統(tǒng)定位的準確性;初始化時間反應了作業(yè)的效率。
表1、表2、表3分別是對內符合精度、外符合精度及初始化時間的比較分析。
同點不同時段觀測內符合精度比較 表1
同點不同時段觀測外符合精度的比較 表2
從撥號到獲得浮動解及初始化時間在不同時段的情況 表3
內、外符合精度的比較分析如表4、表5所示:
同點不同主參考站觀測內符合精度的比較 表4
同點不同主參考站觀測外符合精度的比較 表5
同點不同主參考站觀測,初始化時間的比較如圖1所示。
圖1 同點不同主參考站觀測初始化時間曲線圖
通過GPS網絡RTK流動站實驗研究,歸納起來可以得出以下結論:
(1)上午、下午時段觀測,網絡RTK的內、外符合精度較高,且比較均勻,初始化時間較短。中午時段觀測的精度較低,初始化時間較長,十分不穩(wěn)定。因此,應盡量避免在中午時段作業(yè),避開電離層和對流層活躍的時段作業(yè),以便進一步提高作業(yè)效率和質量。
(2)隨著流動站(Rover)與主參考站距離的增加,網絡RTK的內、外符合精度越來越低,穩(wěn)定性變差,初始化時間變長。因此,應盡可能地選擇離流動站較近的參考站作為主參考站,來提高測量的精度和效率。
(3)流動站接收機撥號之后,在較長時間內得不到固定解時,將手放置在接收機天線上,暫時阻擋接收機接收衛(wèi)星,約幾十秒之后,把手放開,使其重新接收衛(wèi)星、重新初始化,即Hand Block法(用手阻擋法),是比較有效的,具有實際應用價值。研究表明,通常初始化時間比較短時,數(shù)據(jù)精度會比較高,且比較可靠。
(4)獲取精確的、較大區(qū)域的坐標轉換參數(shù),以確保GPS網絡RTK的質量控制,同時,對于網絡RTK的廣泛應用具有十分重要的意義。
(5)要保證測量成果的可靠性,必須剔除粗差,比如多次初始化,比較各次的觀測成果,剔除粗差。
隨著GPS參考站技術、網絡技術、通訊技術的發(fā)展和應用,網絡RTK技術將會服務于更多的領域,比如:智能交通系統(tǒng)(ITS)、氣象、農林業(yè)、石油、高層建筑物變形觀測等,發(fā)揮更大的作用。
[1]劉經南,劉暉.連續(xù)運行衛(wèi)星定位服務系統(tǒng)——城市空間數(shù)據(jù)的基礎設施[J].武漢大學學報·信息科學版,2003(3).
[2]吳俐民,吳學群,丁仁軍.GPS參考站系統(tǒng)理論與實踐[M].成都:西南交通大學出版社,2006.
[3]朱照榮,陳品祥.網絡RTK測量成果質量控制方法的研究[A].現(xiàn)代空間定位技術應用研討交流會,2007.
[4]黃丁發(fā),熊永良,袁林果.全球定位系統(tǒng)(GPS)——理論與實踐[M].成都:西南交通大學出版社,2006.
[5]吳俐民,丁仁軍,李鳳霞.GPS參考站系統(tǒng)原理與應用[M].成都:西南交通大學出版社,2008.
[6]吳俐民,陳云波,丁仁軍.昆明市連續(xù)運行GPS參考站系統(tǒng)的研究及建設[J].測繪科學,2006(3).