VRS Rift技术及其在水利勘测中的应用.docVIP

VRS Rift技术及其在水利勘测中的应用 　　摘 要：本文主要讨论了VRS RTK定位原理及特点，将其与传统测量技术进行了一些比较，结合生产实际，主要介绍了VRS RTK在水下地形测量及放线平面控制测量的应用。 　　关键词：VRS RTK；TJCORS；水下地形测量；放线平面控制测量 　　1、VRS RTK的基本原理 　　常规RTK技术是采用的空间后方交会原理。将一台GPS接收机安装在已知点上（即基准站）对符合要求的GPS卫星进行连续观测，将采集的载波相位观测量和基准站的信息通过基准站电台发射出去，流动站在对符合要求的GPS卫星进行观测并采集载波相位观测量的同时，也通过流动站电台接收基准站发射的信号，最终求出流动站的位置。要满足厘米级实时（单历无求解）定位的精度，要求站间的天线必须“准直线通视”，流动站和参考站的距离一般不宜大于10KM，。 随着流动站与参考站间距离增大，双差观测值中的系统误差残差迅速增大，定位精度会讯速下降，以致无法正确确定整周模糊度，不能获得固定解。鉴于传统RTK技术所存在的诸多缺陷，为获得区域范围内精度均匀可靠的厘米级实时动态定位，VRS RTK技术逐渐得到应用并推广。虚拟参考站（Virtual Reference Station）技术就是利用布设在地面的若干个基准站，组成GPS连续运行参考站网（CORS），汇总利用多个基站的观测数据，通过建立精确的误差修正模型，实时发送RTCM差分改正数，对用户的观测值精度及时修正，实现在更广阔区域内流动站用户的高精度定位服务。VRS RTK技术集无线通讯技术、Internet技术、GPS定位技术和计算机网络管理技术于一体，是参考站网络式GPS多功能服务系统的解决方案和核心支撑技术，其在理论研究与系统开发应用上，都是GPS技术科研和应用领域热门的前沿技术。 　　区别于常规RTK技术，在虚拟参考站网络中，各固定参考站不直接对流动站用户发送任何改正信息，而是将所有的原始数据通过数据通讯系统发送给控制中心。同时，移动用户在正式工作前，先通过内置手机卡GPRS或CDMA的移动互联网功能对控制中心发送一个概略位置（GAA数据），控制中心收到这个坐标信息后，根据用户概略位置，由计算机自动匹配最合适的一组固定基准站，根据这些基准站发来的数据，对GPS的轨道误差、对流层、电离层和大气折射引起的误差进行一个整体改正，并将高精度的差分信号发给移动站。借助这个差分信号，等于在移动站旁边，重新虚拟生成一个新的的参考基站，从而很好的解决了RTK在作业距离上的局限，并确保了用户的精度上的可靠性。 　　虚拟参考站技术的实质就是利用动态观测数据和各基准站的坐标解算该区域实时误差模型，然后用流动站概略坐标根据相应的数学模型，模拟出一个靠近流动站的虚拟参考站的观测数据，建立观测方程，对流动站到虚拟参考站之间这一超短基线进行实时动态解算。一般虚拟参考站的坐标就是流动站登录时上传的概略位置，这样根据单点定位的精度，使得流动站到虚拟参考站之间的距离一般在几米到几十米不等，考虑到将流动站发送给处理中心的观测值进行双差处理，然后建立虚拟参考站，这一基线长度甚至小于十米。对于临近的若干点，可以只假设一个虚拟参考站。开一次机，数据中心和用户通讯初始化一次，确定一个虚拟参考站。当虚拟参考站和移动站之间的距离超出一定范围之后，数据中心重新确定一个虚拟参考站。 　　2 、VRS RTK的特点 　　VRS RTK定位精度高，数据安全可靠，测站间无需通视。在基准控制点不足的地区和因地形复杂地物障碍造成的通视困难地区能进行快速的高精度定位计算。作业人员少，定位速度快，综合效益高。VRS RTK接收机仅需一个人操作，在待定点上待一两秒即可获得该点坐标。应用此技术不需要设置基准站，省去了启动基准站的时间和看守基准站的人员，作业范围得到了扩大，在作业范围内能够得到精度较为均匀的成果。 　　VRS RTK测量的关键是确定整周未知数，能否连续可靠的接收参考站的信号，是VRS RTK能否顺利施测的决定因素，实地中来自外界的干扰会降低VRS RTK的可靠性和精度，测量过程中要注意： 　　初始化应保证GPS接收机、手簿控制器、数据通讯设备及网络控制中心之间的链接正确；PDOP值?Q6；卫星高度截止角?R15°；有效的观测卫星数?R5颗。 　　点位选择要充分考虑到与其他测量手段联测和扩展；点位附近不应有大面积的水域或强烈干扰卫星信号接收的物体。 　　VRS RTK作业模式要求高程的转换必须精确，但现有的高程异常图在某些地区尤其是山区还存在较大误差，将GPS大地高程转换至正常高的精度会不均匀。 　　3 、VRS RTK在水下地形测量中的应用 　　天津号称九龙下稍天津卫，河流和港口的水下地形测量相对比较多。河道工程