gpsrtk常見(jiàn)作業(yè)模式的探討

1、9 0西部探礦工程 2 0 1 0 年第 7 期 · 地質(zhì) 與礦業(yè)工程 ·G P SR T K 常見(jiàn) 作 業(yè)模 式 的探 討 韓昀， 王巖 ， 雷新( 中國(guó)地質(zhì)大學(xué)信息工程學(xué)院， 湖北 武漢 4 3 0 0 7 4 )摘 要： G P SR T K越來(lái)越 多的運(yùn)用于測(cè)繪的各個(gè)領(lǐng)域 ， R T K的作業(yè)模式越來(lái)越靈活多樣 。列舉出目前能夠成熟運(yùn)用的 R T K作業(yè)模 式， 并對(duì)其進(jìn)行 了測(cè)試 比較和探 討。得 出各種

2、模 式均能滿足測(cè)繪 精度需求， 并且有各 自的優(yōu)缺點(diǎn)。、關(guān)鍵詞： G P SR T K； G S M； G P R S ； C D MA； 單基站 ； C O R S中圖分類號(hào) ： P 2 2 8 ． 4 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼： B 文章編號(hào) ： 1 O 0 4 —5 7 l 6 ( 2 0 1 O ) O 7 ～0 O 9 O —O 4G P SR T K技術(shù)是一種采用載波相位觀測(cè)值進(jìn)行 實(shí)時(shí)定位的 G P S 相對(duì)定位技術(shù)。其測(cè)量定位的基本原

3、 理是 ， 在已知坐標(biāo)的基準(zhǔn)站上架設(shè) G P S 接收機(jī)接收衛(wèi) 星信號(hào)， 通過(guò)數(shù)據(jù)鏈將基準(zhǔn)站觀測(cè)值、 坐標(biāo)等信息播發(fā) 出去， 流動(dòng)站在跟蹤采集 G P S衛(wèi)星信號(hào)的同時(shí)， 通過(guò)接 收來(lái) 自 基準(zhǔn)站的數(shù)據(jù)， 在系統(tǒng)內(nèi)按差分技術(shù)進(jìn)行實(shí)時(shí)處 理， 獲得厘米級(jí)定位結(jié)果 。衛(wèi)星定位 、 無(wú)線通信 、 計(jì)算機(jī) 網(wǎng)絡(luò)等高新技術(shù)的交叉發(fā)展和融合， 使衛(wèi)星定位技術(shù)向 著實(shí)時(shí)、 高精度 、 高可靠性 的方向不斷發(fā)展[ 1 ≈ ] ， 同時(shí)也 使 R T K

4、的作業(yè)模式越來(lái)靈活。1G P SR T K的作業(yè)模式 l - 1 電臺(tái)模 式 電臺(tái)模式采用無(wú)線 電超高頻 UH F 、 甚 高頻 V HF播發(fā)差分信號(hào) 。一 般采用 U HF電臺(tái) ， 其 頻率大約 為 4 5 0 ~4 7 0 MH z 。根據(jù) 電磁 波理論 ， 它的傳輸屬于一種 視距傳輸( 準(zhǔn)光學(xué)通視) ， 其最大的傳輸距離是由接收天 線的高度、 地 球 曲率半 徑 以及 大氣折 射等 因素決 定 的嘲 。電臺(tái)模式 R T K操作方便

5、 ， 初始化時(shí)間短。但是 電臺(tái)在山區(qū)、 丘陵和無(wú)線 電干擾較大的地方輻射范 圍小，使基準(zhǔn)站控制范 圍大大減小。另外 ， 電臺(tái)架設(shè)不方便 ( 需在地勢(shì)較高地方架設(shè) 以提高作業(yè)半徑) ， 不 同的測(cè)區(qū) 需要不同的參數(shù) ， 增加 了基準(zhǔn)站 的架設(shè)次數(shù)， 因此越來(lái) 越多用戶采用中國(guó)移動(dòng)通信( 包括聯(lián)通) 的網(wǎng)絡(luò)信號(hào)代 替 UH F和 V HF 。1 ． 2 網(wǎng)絡(luò)模式 常規(guī)網(wǎng)絡(luò)模式 IK是指利用 中國(guó)移動(dòng) ( 聯(lián)通 ) 的 G S M、 G P

6、R S 、 C D MA等代替 電臺(tái)傳輸基準(zhǔn)站差分信號(hào) 的作業(yè)方法。由于作業(yè)原理和計(jì)費(fèi)模式不同， 筆者將上 述三種模式分成兩類。( 1 ) G S M 模 式： G S M ( G l o b a lS y s t e mf o rMo b i l eC o m mu n i c a t i o n s ) 全球移 動(dòng)通訊系統(tǒng) 。作業(yè)原理是將 基準(zhǔn)站接收機(jī)和 G S M 模塊( 或手機(jī)) 相連 ， 流動(dòng)站通過(guò) 一 個(gè) G S M 模塊(

7、 或手機(jī)) 撥打基準(zhǔn)站 ， 基準(zhǔn)站應(yīng)答后通 過(guò)移動(dòng)網(wǎng)絡(luò)發(fā)送差分信號(hào) 。G S M 相對(duì)于電臺(tái)模式 ， 作業(yè)距離大大增加 ， 基準(zhǔn)站 架設(shè)也相對(duì)靈活， 另外由于不再需要電臺(tái)， 購(gòu)置設(shè)備的 成本也相應(yīng)降低 。G S M模式缺點(diǎn)是作業(yè)中會(huì)產(chǎn)生一定的費(fèi)用 ， G S M 模式是按照流動(dòng)站和基準(zhǔn)站之間的連接時(shí)間計(jì)費(fèi)的， 因此在作業(yè) ( 特別是放樣) 過(guò)程中會(huì)產(chǎn)生大量的費(fèi)用， 跨地 區(qū)作業(yè)時(shí)還會(huì)加收漫游費(fèi)； 另外 由于作業(yè)原理是流動(dòng)站 撥打基準(zhǔn)站

8、， 所以作業(yè)只能采用 1 +1 配置， 降低 了儀器 利用率和作業(yè)效率 。( 2 ) G P R S 、 C I ) ~模 式 ： G P R S ( G e n e r a lP a c k e tR a d i oS e r v i c e ) 通用無(wú)線分組業(yè)務(wù) ， 是一種基于 G S M 系統(tǒng)的無(wú)線分組交換技術(shù)， 提供端到端 的、 廣域的無(wú)線 I P連接 。C D MA( C o d eD i v i s i o nMu l t

9、i p l eA c c e s s ) 是碼分 多址的英文縮寫， 它是在數(shù)字技術(shù)的分支——擴(kuò)頻通信 技術(shù)上發(fā)展起來(lái)的一種嶄新而成熟的無(wú)線通信技術(shù)[ 4 ] 。其作業(yè)原理為 ： G P S移動(dòng)站 的 G P R s ／ C D MA數(shù)據(jù) 終端通過(guò)網(wǎng)絡(luò)登錄到具有靜態(tài) I P地址 的網(wǎng)關(guān)服務(wù)器 ，G P S 基準(zhǔn)站主機(jī)與網(wǎng)關(guān) 服務(wù)器相連 ， 基準(zhǔn)站實(shí)時(shí)不斷 地 向基準(zhǔn)站服務(wù)器輸出標(biāo)準(zhǔn)格式的差分校正數(shù)據(jù)， 通過(guò) I n t e r n e t

10、 和 G P R S網(wǎng)絡(luò)把數(shù)據(jù)發(fā)送 到已登錄到基站服 務(wù)器的移動(dòng)站數(shù)據(jù)終端 ， 數(shù)據(jù)終端把接收到的差分校正 * 收稿 日 期 ： 2 0 0 9 - 0 5 - 0 7第一作者簡(jiǎn)介 ： 韓昀( 1 9 8 3 一 ) ， 男 ， 湖北鐘祥人 ， 中國(guó)地質(zhì)大學(xué)( 武漢) 2 0 0 8 級(jí)信息工程學(xué)院碩士研究生 ， 研究方 向?yàn)闄C(jī)載激光雷達(dá) 。9 2西部探礦工程 2 0 1 0 年第 7 期 基準(zhǔn)站采 用 T r i mb l e5 7

11、 0 0 ， 流動(dòng) 站采 用 T r i m b l eR 8G N S S 。分別用 電臺(tái) G S M、 G P R S 、 C D MA和單基站 模式在不同的點(diǎn)上架設(shè)腳架觀測(cè)， 每個(gè)點(diǎn)觀測(cè)兩次 ， 每 改 正數(shù) 據(jù) GP S B a s e 軟 件 次觀測(cè)時(shí)間為 5 s ， 并將兩次觀測(cè) 的平均值與 已知控制 點(diǎn)進(jìn)行比較 。測(cè)試 區(qū)域 V R S還沒(méi)投入使用， 故此次測(cè) 試不包括 V R S作業(yè)模式。通 過(guò)I P 訪 問(wèn)If獲 得

12、厘級(jí) 的 躉 位 精 度2IC D M A 建 接 互 聯(lián)手 薄 斷連r 、 、 通 訊＼圖 2 單基站差分 系統(tǒng)工作方式 2 ． 2 測(cè)試 結(jié)果及 分析 在 R T K測(cè)試過(guò)程 中， 用 4 個(gè) 已知控制點(diǎn)做校 正 點(diǎn)， 檢查其他 6 個(gè)已知點(diǎn)和 3 3 個(gè)未知點(diǎn) ， 選取有代表性 的檢測(cè)結(jié)果列于表 1 。表 1 測(cè)試 結(jié)果 比較( 部分)喜 ： 登 矍 窆作 業(yè) 模 式初 始時(shí) 間基 準(zhǔn) 站 距 離” 一一( s )內(nèi) 符 合 精

13、度 ( r a m )與 控 制 點(diǎn) 較 差 ( r a m )△ XA YA XA Y備注GP S B YS8 KM GP SJ HQ 1 4 ． 2 KM GP S F》 ( I3 6 ． 8 KM 電臺(tái) GS M GPRSCDM A單基站 電臺(tái)GS M GP RSCDMA 單基站 電臺(tái)GS M GP RSaD ] ⅥA 單基站 3 12 63 52 71 92 O2 72 2— —4 95 24 53 9信號(hào)不穩(wěn) 一無(wú)信 號(hào)

14、 3 O2 93 73 6檢核點(diǎn)中， 最遠(yuǎn)點(diǎn)為 G P SF X L 。因?yàn)榇它c(diǎn)在坐標(biāo) 校正范 圍之外 ， 因此內(nèi)符合精 度最 大為 △ X一3 5 m m，△ y 一2 7 m m； 與控制點(diǎn)較差最 大為 △ X一5 2 m m， A Y=3 7 r a m。其他未知點(diǎn) 內(nèi)符合精度均小于 3 0 mm， 在坐標(biāo) 校正范圍內(nèi)的控制點(diǎn)較差均小于 3 0 m m， 總體來(lái)說(shuō)精度 能夠滿足要求。另外 ， 在有電臺(tái)信號(hào)情況下 ， 電臺(tái)模式初始化