1、LOGO1網絡網絡RTK和網絡和網絡RTD系統系統主講：賁立超主講：賁立超指導教師：竇世卿2目錄目錄 網絡 RTK 網絡 RTD常規RTK/RTD網絡RTK與網絡RTD的區別網絡 RTK/RTD 的發展趨勢 應用領域常規RTK/RTD技術3常規常規RTK/RTD技術技術vRTD一常規實時動態差分GPS 實時動態測量中，最先在碼相位測量上引入差分技術，所以把實時動態碼相位差分測量稱作常規差分 GPS測量一RTD（Real TwieDtherential)，RTD的精度在l 10 m內是比較穩定的。RTK一實時動態載波相位差分GPS 實時動態載波相位差分GPS測量是指在運動狀態下通過跟蹤處理接收衛

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

3、一區域內建立若干個 GNSS 基準站，對該地區構成網狀覆蓋，聯合若干基準站數據解算或消除電離層、對流層等影響，發播 GNSS 改正信息，對該地區內的 GNSS 用戶進行實時載波相位/偽距差分改正的定位方式，稱為 GNSS 網絡 RTK。8網絡網絡RTKRTK的關鍵技術的關鍵技術：1.1.利用多個參考站觀測數據對電離層、對流層、觀測誤差的誤利用多個參考站觀測數據對電離層、對流層、觀測誤差的誤 差模型進行優化。差模型進行優化。2.多個參考站已知坐標和觀測數據快速確定某類整周模糊度值（載波在空間傳輸的整周期數，無法通過觀測獲得的未知數，又稱整周未知數），然后進一步確定誤差模型的精細結構。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固定流動站整周模糊度。 5.快速、實時性解算技術，結果精度和可靠性的檢驗。 9系統的組成系統的組成 網絡網絡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 是整個系統的核心。即是通訊控制中心是整個系統的核心。即是通訊控制中心, ,也是也是數據處理中心。數據處理中心。 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; ;通過無線網絡通過無線網絡(GSM,CDMA,GPRS)(GSM,CDMA,GPRS)與移

5、與移動用戶通訊。由計算機實時系統控制整個系統的運動用戶通訊。由計算機實時系統控制整個系統的運行行, ,所以控制中心的軟件所以控制中心的軟件GPS-NETGPS-NET即是數據處理軟件即是數據處理軟件, ,也是系統管理軟件。也是系統管理軟件。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接收系統接收系統, ,分布在整個分布在整個網絡中網絡中, ,一個一個VRSVRS網絡可包括無數個站網絡可包括無數個站, ,但最少要但最少要3 3個個站站, ,站與站之間的距離可達站與站之間的距離可達70km(70km(傳統高精度傳統高精度GPSGPS網絡網絡, ,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, ,數據實時的傳送到控制中心。數據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用戶部分就是用戶的接收機, ,加上無線通訊的調制加上無線通訊的調制解調器。根據自己的不同需求解調器。根據自己的不同需求, ,放置在不同的載體上放置在不同的載體上, ,如如: :汽車汽車, ,飛機飛機, ,農業機器農業機器, ,挖掘機等等。挖掘機等等。 當然測量用戶也可以把它背在肩上。接收機通過當然測量用戶也可以把它背在肩上。接收機通過無線網絡將自己初始位置發給控制中心無線網絡將自己初始位置發給控制中心,

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連續不斷地向數據控制中心傳輸連續不斷地向數據控制中心傳輸GPS衛衛 星觀測數據；星觀測數據；（2 2）控制中心實時在線解算網內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內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（確定的位置坐標（NMEA NMEA 格式），通過格式），通過無線移動數據鏈路（如無線移動

8、數據鏈路（如GSM/GPRSGSM/GPRS、CDMACDMA）傳送給數據控制中心，控制中心）傳送給數據控制中心，控制中心在流動站附近位置創建一個虛擬參考站，通過內插得到虛擬參考站各誤差在流動站附近位置創建一個虛擬參考站，通過內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協議發給流動站用戶；協議發給流動站用戶；（4 4）流動站與虛擬參考站構成短基線。流動站接收控制中心發送的虛）流動站與虛擬參考站構成短基線。流動站接收控制中心發送的虛擬參考站差分改正信息或者虛擬觀測值，進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，全稱虛擬參考站技術（下文簡稱技術，全稱虛擬參考站技術（下文簡稱“VRSVRS”）技術是目前全球普及范圍最廣的網絡技術是目前全球普及范圍最廣的網絡RTK差分解算技術。差分解算技術。其工作基本原理見圖所示其工作基本原理見圖所示：16 網絡網絡 RTD網絡RTD（Real Time DGPS ），即實時差分GPS，是CORS系統提供的除網絡RTK外的另一項主要功能，網絡RTD于網絡RTK有較大區別。17網絡網絡RT

10、K與網絡與網絡RTD的區別的區別(1)(1)定位精度為亞米級精度；定位精度為亞米級精度；(2)(2)流動站設備小，不需要雙頻流動站設備小，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接收機可以實現，但是網絡接收機可以實現，但是網絡RTKRTK設設備也有備也有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，可以進行連續動態測量。進行連續動態測量。18v網絡RTD與網絡RTK作用和側重點不同，RTD一般情況下不用于精密測量工作，主要用于地理信息調查、更新工作以及與地理方位相關但是精度要求不高的工作，如環境調查、海岸

11、線與海洋測量、地質勘察等。v采用RTD的工作手簿最大的優點是可以實現內外業一體化。19多站區域多站區域RTD系統系統v 由于單站偽距差分精度隨基準站到用戶距離增大而降低，因此CORS出現后，出現了具有多個基準站聯合改正的區域RTD服務，在該范圍內，用戶可以根據多個基準站所提供的改正信息經平差計算后實時求出自己的改正數。v 多基站RTD的數學模型算法主要有加權平均法、偏導數法和最小方差法，由于數學模型比較復雜，這里不再進行討論。v 多站RTD技術有多個參考站而且顧及了位置對差分信息改正數的影響，因此系統可靠性和定位精度都有了很大的提高。當一個基準站出現故障時，整個系統仍能維持運行。同時用戶通過對

12、來自不同基準站的改正信息進行相互比較，通常可以識別并剔除誤碼等參考站錯誤信息。20v目前全國最大的RTD系統是中國海監局建立的RBN-DGPS海事差分系統。v該系統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。但是該系統是以廣播的方式播發差分信息，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。前者可以接收多基站差分信息實現區域多基站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備連接進行數據傳輸記錄等功能。22網絡RTK/

13、RTD的優勢 可靠性應用范圍廣覆蓋范圍精度高費用大幅降低網絡RTK/RTD的優勢 可靠性應用范圍廣精度高費用大幅降低23這里只針對這里只針對“覆蓋范圍覆蓋范圍”做詳細說做詳細說明：明：v網絡可以有多個站,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。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很簡單的數學問題,但我們得出的結論是驚人的,與傳統的GPS網絡相比,VRS節約成本近70%。v實際上,VRS系統可提供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應用領域應用領域農業：現在農業生產走向大農業和機械化道路，大量采用飛機播種、除草、施肥等工作。飛機作業是昂貴的，合理地布設航線和準確地引導飛機，將大大節省飛機作業的費用工程控制：GPS 靜態測量，點間不需通視且精度高，但需事后進行數據處理，不能實時知道定位結果，如內業發現精度不符合要求則必須返工。應用網絡 RTK技術將無論是在作業精度，還是作業效率上都具有明顯的優勢。航速測量：如果要求測定精度不高，可直接利用標準 GPS 服務進行。目前這一方法的精度僅能達到 5一 10。如果要求測定精度仍達到 1，則必須采用差分 GPS 定位技術。v就目前而言，網絡就目前而言，網絡 RTK /RTD已經應用到了許許多多的領域，已經應用到了許許多多的領域，比如，農業比如，農業.軍事軍事.畜牧業畜