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        GPS/RTK/GNSS

        GPS/RTK/GNSS

        時間:2022-04-21 15:37:02 點擊:258次

               RTK(Real - time kinematic,實時動態)載波相位差分技術,是實時處理兩個測量站載波相位觀測量的差分方法,將基準站采集的載波相位發給用戶接收機,進行求差解算坐標。這是一種新的常用的衛星定位測量方法,以前的靜態、快速靜態、動態測量都需要事后進行解算才能獲得厘米級的精度,而RTK是能夠在野外實時得到厘米級定位精度的測量方法,它采用了載波相位動態實時差分方法,是GPS應用的重大里程碑,它的出現為工程放樣、地形測圖,各種控制測量帶來了新的測量原理和方法,極大地提高了作業效率。

               高精度的GPS測量必須采用載波相位觀測值,RTK定位技術就是基于載波相位觀測值的實時動態定位技術,它能夠實時地提供測站點在指定坐標系中的三維定位結果,并達到厘米級精度。在RTK作業模式下,基準站通過數據鏈將其觀測值和測站坐標信息一起傳送給流動站。流動站不僅通過數據鏈接收來自基準站的數據,還要采集GPS觀測數據,并在系統內組成差分觀測值進行實時處理,同時給出厘米級定位結果,歷時不足一秒鐘。流動站可處于靜止狀態,也可處于運動狀態;可在固定點上先進行初始化后再進入動態作業,也可在動態條件下直接開機,并在動態環境下完成整周模糊度的搜索求解。在整周未知數解固定后,即可進行每個歷元的實時處理,只要能保持四顆以上衛星相位觀測值的跟蹤和必要的幾何圖形,則流動站可隨時給出厘米級定位結果。 


               RTKLIB是日本東京海洋大學(Tokyo University of Marine Science and Technology)開發的一個開放源程序包,供標準與精確GNSS全球導航衛星系統應用。RTKLIB包括一個可移植的程序庫和幾個應用程序(AP)庫。

         

               RTKLIB的特點:
                  (1)支持標準的和精確的定位算法:GPS,GLONASS,QZSS準天頂衛星系統,北斗和SBAS。

                  (2)支持多種定位模式與GNSS實時和后處理:單點,DGPS / DGNSS,動態的,靜態的,移動基線,定點,PPP運動,PPP靜態和PPP定點。

                  (3)支持多種標準格式和協議GNSS:RINEX 2.10,2.11,2.12 OBS /NAV/ GNAV / HNAV,RINEX 3.00 OBS / NAV,RINEX 3.00CLK,RTCM V.2.3,V.3.1 RTCM 1.0,NTRIP,RTCA/DO-229C,NMEA 0183,SP3-C,IONEX 1.0,ANTEX 1.3,NGS PCV和EMS 2.0.


               NVS Technologies AG公司NV08C系列GNSS模塊經測定支持RTKlib應用。


               隨著衛星定位技術的快速發展,人們對快速高精度位置信息的需求也日益強烈。而目前使用最為廣泛的高精度定位技術就是RTK(實時動態定位:Real-Time Kinematic),RTK技術的關鍵在于使用了GPS的載波相位觀測量,并利用了參考站和移動站之間觀測誤差的空間相關性,通過差分的方式除去移動站觀測數據中的大部分誤差,從而實現高精度(分米甚至厘米級)的定位。

         

              RTK技術在應用中遇到的最大問題就是參考站校正數據的有效作用距離。GPS誤差的空間相關性隨參考站和移動站距離的增加而逐漸失去線性,因此在較長距離下(單頻>10km,雙頻>30km),經過差分處理后的用戶數據仍然含有很大的觀測誤差,從而導致定位精度的降低和無法解算載波相位的整周模糊。所以,為了保證得到滿意的定位精度,傳統的單機RTK的作業距離都非常有限。


               為了克服傳統RTK技術的缺陷,在20世紀90年代中期,人們提出了網絡RTK技術。在網絡RTK技術中,線性衰減的單點GPS誤差模型被區域型的GPS網絡誤差模型所取代,即用多個參考站組成的GPS網絡來估計一個地區的GPS誤差模型,并為網絡覆蓋地區的用戶提供校正數據。而用戶收到的也不是某個實際參考站的觀測數據,而是一個虛擬參考站的數據,和距離自己位置較近的某個參考網格的校正數據,因此網絡RTK技術又被稱為虛擬參考站技術(Virtual Reference)。

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