GPS測(cè)量原理及應(yīng)用51211課件

第五章GPS衛(wèi)星定位的基本原理§5.1概述§5.2偽距測(cè)量§5.3載波相位測(cè)量§5.4整周跳變的修復(fù)§5.5

GPS絕對(duì)定位與相對(duì)定位§5.6差分GPS定位原理§5.7美國(guó)的GPS政策§5.1概述一、衛(wèi)星定位的基本原理1、衛(wèi)星的位置：靠地面監(jiān)測(cè)站（點(diǎn)的坐標(biāo)已知），GPS衛(wèi)星發(fā)射測(cè)距信號(hào)和導(dǎo)航電文，導(dǎo)航電文中含有衛(wèi)星的位置信息。地面監(jiān)測(cè)站時(shí)刻監(jiān)測(cè)衛(wèi)星，測(cè)出二者之間的距離，然后由地面已知點(diǎn)的坐標(biāo)交會(huì)出衛(wèi)星的位置。

2、測(cè)站的(待測(cè)點(diǎn))位置：

GPS衛(wèi)星發(fā)射測(cè)距信號(hào)和導(dǎo)航電文，導(dǎo)航電文中含有衛(wèi)星的位置信息。地面監(jiān)測(cè)站時(shí)刻監(jiān)測(cè)衛(wèi)星，測(cè)出二者之間的距離，然后由空間衛(wèi)星的位置交會(huì)出測(cè)站點(diǎn)的位置。監(jiān)測(cè)方法：如果測(cè)距無誤差，已知：（X,Y,Z）s，s=1,2,3

觀測(cè)：ρ1，ρ2，ρ3

計(jì)算：（X,Y,Z）p原理：根據(jù)空中衛(wèi)星的已知坐標(biāo)，用空間距離后方交會(huì)的方法，求出測(cè)站點(diǎn)的位置。3、衛(wèi)星定位的基本原理運(yùn)用空間距離前方交會(huì)的方法求出衛(wèi)星的位置。運(yùn)用空間距離后方交會(huì)的方法求測(cè)站點(diǎn)的位置。觀測(cè)值：距離用距離交會(huì)的方法求解P點(diǎn)的三維坐標(biāo)（X，Y，Z）的觀測(cè)方程：5、GPS定位的實(shí)質(zhì)：

由GPS接收機(jī)在某一時(shí)刻，同時(shí)接收四顆以上的GPS衛(wèi)星信號(hào)，測(cè)量出GPS接收機(jī)到GPS衛(wèi)星的距離，根據(jù)空間距離后方交會(huì)的方法求測(cè)站點(diǎn)的位置。觀測(cè)方程：（j=1，2，3，4）式中：為衛(wèi)星的坐標(biāo)；為測(cè)站的坐標(biāo)；為接收機(jī)鐘差。二、GPS定位方法及分類1、根據(jù)定位所采用的觀測(cè)值分為：

偽距定位和載波相位定位

偽距定位所采用的觀測(cè)值為GPS偽距觀測(cè)值，既可以是C/A碼偽距，也可以是P碼偽距。優(yōu)點(diǎn)是數(shù)據(jù)處理簡(jiǎn)單，對(duì)定位條件的要求低，不存在整周模糊度問題，可以非常容易的實(shí)現(xiàn)實(shí)時(shí)定位。缺點(diǎn)是觀測(cè)值精度低，C/A碼的精度一般為3米，而P碼的精度一般也在30厘米左右。另外若采用精度較高的P碼偽距觀測(cè)值還存在AS政策問題。2、根據(jù)定位模式分為：

絕對(duì)定位又稱單點(diǎn)定位。這是一種采用一臺(tái)接收機(jī)進(jìn)行定位的作業(yè)模式。它所確定的是接收機(jī)天線的絕對(duì)坐標(biāo)。這種定位模式的特點(diǎn)是作業(yè)方式簡(jiǎn)單，可以單機(jī)作業(yè)，絕對(duì)定位一般用于導(dǎo)航和定位精度要求不高的應(yīng)用中。

相對(duì)定位又稱差分定位，這種定位模式采用兩臺(tái)以上的接收機(jī)同時(shí)對(duì)一組相同的衛(wèi)星進(jìn)行觀測(cè)，以確定接收機(jī)相互為之間的關(guān)系。3、根據(jù)獲取定位結(jié)果的時(shí)間分為：

實(shí)時(shí)定位是根據(jù)接收機(jī)觀測(cè)到的數(shù)據(jù)，實(shí)時(shí)的解算出接收機(jī)天線所在的位置。

非實(shí)時(shí)定位又稱后處理定位，它是通過對(duì)接收機(jī)接收到數(shù)據(jù)進(jìn)行后處理，以定位的方法。4、根據(jù)定位時(shí)接收機(jī)的運(yùn)動(dòng)狀態(tài)分為：

靜態(tài)定位就是在整個(gè)觀測(cè)過程中，接收機(jī)的位置是不變的。（接收機(jī)的位置是一個(gè)不隨時(shí)間變化的量）

動(dòng)態(tài)定位就是在整個(gè)觀測(cè)過程中，接收機(jī)的位置是變化的（接收機(jī)的位置是一個(gè)隨時(shí)間變化的量）返回時(shí)間的測(cè)定方法：衛(wèi)星—測(cè)距碼，經(jīng)時(shí)間到達(dá)接收機(jī)。接收機(jī)—復(fù)制碼時(shí)延器—延遲復(fù)制碼，經(jīng)延遲時(shí)間使兩碼對(duì)齊，。那么，延遲時(shí)間即為GPS衛(wèi)星信號(hào)從衛(wèi)星傳播到GPS接收機(jī)的時(shí)間。使實(shí)際上是不可能的，只能使，兩種碼不可能完全對(duì)齊，導(dǎo)致時(shí)間有誤差。二、偽距測(cè)量的原理碼相關(guān)三、偽距定位觀測(cè)方程所測(cè)偽距與真正的幾何距離之間的關(guān)系：優(yōu)點(diǎn)：定位速度快，無多值性。缺點(diǎn)：定位精度低，P碼的測(cè)距精度30cm，C/A碼的測(cè)距精度3m左右。返回§5.3載波相位測(cè)量一、載波相位測(cè)量原理載波相位測(cè)量的觀測(cè)量是GPS接收機(jī)所接收的衛(wèi)星載波信號(hào)與接收機(jī)本振信號(hào)的相位差?！跁r(shí)刻j號(hào)衛(wèi)星的相位——接收機(jī)在時(shí)刻的本振相位（以周為單位）在初始時(shí)刻，載波相位的觀測(cè)值：二、載波相位測(cè)量的觀測(cè)方程接收機(jī)k對(duì)衛(wèi)星j的載波相位測(cè)量的觀測(cè)方程：三、整周未知數(shù)的確定1、偽距法：方法簡(jiǎn)單，誤差較大2、將作為待定參數(shù)進(jìn)行平差如果將代入

可知，有5個(gè)未知數(shù)。把整周未知數(shù)當(dāng)作平差計(jì)算中的待定參數(shù)來加以估計(jì)和確定有兩種方法：（1）整數(shù)解（固定解）：適合于短基線（20km以內(nèi)）步驟：

①按四舍五入的原則將平差后得到的實(shí)數(shù)化為整數(shù)；復(fù)習(xí)題1、GPS衛(wèi)星定位的基本原理及相應(yīng)的觀測(cè)方程，并繪圖說明。2、GPS定位的實(shí)質(zhì)？3、GPS定位方法的分類？4、什么叫偽距？寫出偽距觀測(cè)方程？分析其優(yōu)缺點(diǎn)？5、載波相位測(cè)量的基本原理？產(chǎn)生周跳的原因？§5.5GPS絕對(duì)定位與相對(duì)定位GPS絕對(duì)定位又稱單點(diǎn)定位。即利用GPS衛(wèi)星和用戶接收機(jī)之間的距離觀測(cè)值直接確定用戶接收機(jī)天線在WGS-84坐標(biāo)系中相對(duì)于坐標(biāo)原點(diǎn)—地球質(zhì)心的絕對(duì)坐標(biāo)。GPS絕對(duì)定位又分為靜態(tài)絕對(duì)定位和動(dòng)態(tài)絕對(duì)定位。靜態(tài)定位精度為米級(jí)，動(dòng)態(tài)定位的精度為10~40米。相對(duì)定位至少用兩臺(tái)GPS接收機(jī)，同步觀測(cè)相同的GPS衛(wèi)星，確定兩臺(tái)接收機(jī)天線之間的相對(duì)位置（坐標(biāo)差）。是目前GPS定位中精度最高的一種定位方法。一、GPS絕對(duì)定位接收機(jī)天線處于靜止?fàn)顟B(tài)下，確定觀測(cè)站坐標(biāo)的方法稱為靜態(tài)絕對(duì)定位。這時(shí)，可以連續(xù)地在不同歷元同步觀測(cè)不同的衛(wèi)星，測(cè)定衛(wèi)星至觀測(cè)站的偽距，獲得充分的多余觀測(cè)量。測(cè)后通過數(shù)據(jù)處理求得觀測(cè)站的絕對(duì)坐標(biāo)。（1）偽距觀測(cè)方程的線性化偽距觀測(cè)方程：解方程可得，（接收機(jī)鐘差），并且要進(jìn)行精度評(píng)定。線性化方程：式中：將偽距方程按臺(tái)勞級(jí)數(shù)展開：（2）偽距法絕對(duì)定位的解算對(duì)于任一歷元ti，由觀測(cè)站觀測(cè)四顆衛(wèi)星，則j=1，2，3，4，令：令上式可簡(jiǎn)寫為：當(dāng)同步觀測(cè)衛(wèi)星多于四顆時(shí)：根據(jù)最小二乘求解未知數(shù)：未知數(shù)中誤差：——偽距測(cè)量中誤差——為權(quán)系數(shù)陣主對(duì)角線元素在靜態(tài)絕對(duì)定位的情況下，由于觀測(cè)站不動(dòng)，可以與不同歷元同步觀測(cè)不同的衛(wèi)星，以n表示觀測(cè)的歷元數(shù)，忽略接收機(jī)鐘差隨時(shí)間變化的情況，可得誤差方程式組：式中：3、絕對(duì)定位精度評(píng)價(jià)權(quán)系數(shù)陣在空間直角坐標(biāo)系中的一般形式為：實(shí)際應(yīng)用中，為了估算點(diǎn)的位置精度，常采用其在大地坐標(biāo)中的表達(dá)形式。假設(shè)在大地坐標(biāo)系統(tǒng)中相應(yīng)點(diǎn)位的權(quán)系數(shù)陣為：根據(jù)誤差傳播率：式中：由權(quán)系數(shù)陣主對(duì)角線元素定義精度因子“DOP”后，則相應(yīng)精度可表示為：式中為等效距離誤差。精度因子通常有：（1）平面位置精度因子HDOP及其相應(yīng)的平面位置精度：（2）高程精度因子VDOP及其相應(yīng)的高程精度：（3）空間位置精度因子PDOP及其相應(yīng)的三維定位精度：（4）接收機(jī)鐘差精度因子TDOP及其相應(yīng)的鐘差精度：（5）幾何精度因子GDOP及其三維位置和時(shí)間誤差綜合影響的中誤差：精度因子的數(shù)值與所測(cè)衛(wèi)星的幾何分布圖形有關(guān)。精度因子GDOP與六面體的體積V的倒數(shù)成反比，即：一般來說，六面體的體積越大，所測(cè)衛(wèi)星在空間的分布范圍也越大，GDOP值越小；反之，六面體的體積越小，所測(cè)衛(wèi)星在空間的分布范圍也越小，GDOP值越大。二、GPS相對(duì)定位GPS相對(duì)定位：是至少用兩臺(tái)GPS接收機(jī)，同步觀測(cè)相同的GPS衛(wèi)星，確定兩臺(tái)接收機(jī)天線之間的相對(duì)位置（坐標(biāo)差）?；€長(zhǎng)度的中誤差特點(diǎn)優(yōu)點(diǎn)：定位精度高缺點(diǎn)：多臺(tái)接收共同作業(yè)，作業(yè)復(fù)雜數(shù)據(jù)處理復(fù)雜不能直接獲取絕對(duì)坐標(biāo)應(yīng)用高精度測(cè)量定位及導(dǎo)航相對(duì)定位相對(duì)定位的類型靜態(tài)定位普通靜態(tài)定位快速靜態(tài)定位GoandStop快速確定整周未知數(shù)動(dòng)態(tài)定位動(dòng)態(tài)定位中整周未知數(shù)的確定靜態(tài)初始化動(dòng)態(tài)初始化（OTF）實(shí)時(shí)動(dòng)態(tài)定位（RTK–RealTimeKinematic）單基準(zhǔn)站RTK多基準(zhǔn)站RTK（網(wǎng)絡(luò)RTK）基本觀測(cè)量：載波相位Ф中間成果：dX，dY，dZ，dis，及相應(yīng)精度最終成果：觀測(cè)站點(diǎn)的坐標(biāo)及精度通過單差、雙差和三差法可得到最終的dX，dY，dZ。GPS按載波相位觀測(cè)值可以在衛(wèi)星間求差，在接收機(jī)間求差，也可以在不同歷元間求差。各類求差方法都是觀測(cè)值的線性組合。S1S2S3S4B△X,△Y,△ZA1、單差觀測(cè)（一次差）——在接收機(jī)間求差例：S1衛(wèi)星測(cè)站1測(cè)站2同樣在測(cè)站間可對(duì)每顆衛(wèi)星的相位觀測(cè)值求差。式中的ρ可用坐標(biāo)表示。SDdX，dY，dZ，dis。Ф2i(ti)Ф1i(ti)P1P2為什么要進(jìn)行單差觀測(cè)？不同接收機(jī)觀測(cè)同一顆衛(wèi)星，在不同接收機(jī)間求一次差，可消除信號(hào)傳播的誤差（對(duì)流層、電離層等的誤差），采用單差觀測(cè)的目的就是要減少誤差的影響提高定位結(jié)果的精度。優(yōu)點(diǎn)：①可消除衛(wèi)星鐘差的影響；②削弱星歷誤差的影響；③可削弱電離層和對(duì)流層的影響。為了消除接收機(jī)間鐘差的影響，需采用雙差觀測(cè)。2、雙差觀測(cè)（二次差）——在衛(wèi)星間求差對(duì)載波相位觀測(cè)值的一次差分觀測(cè)值繼續(xù)求差，所得的結(jié)果可以被當(dāng)作虛擬觀測(cè)值，作載波相位觀測(cè)值的二次差或雙差。常用的求二次差是在接收機(jī)間求一次差后再在衛(wèi)星間求二次差，叫做星站二次差分。例：S1衛(wèi)星，S2衛(wèi)星DDdX，dY，dZ，dis。優(yōu)點(diǎn)：可以消除掉接收機(jī)誤差的影響。

P1P2S1S23、三次差—在星歷間求差（兩個(gè)歷元的星歷間求差）三次差是在接收機(jī)、衛(wèi)星和歷元之間求三次差。=S1從時(shí)刻ti到

tj

S2從時(shí)刻ti到

tj例：t1時(shí)刻含有t2時(shí)刻含有優(yōu)點(diǎn)：可消除的影響（在確定過程中不準(zhǔn)造成的影響）SDDD線性化，，TD返回在確定整周模糊度時(shí)，僅僅為一估值，不是真值，為減弱整周模糊度的影響，采用三差觀測(cè)?！?.6差分GPS定位原理差分GPS定位技術(shù)是將一臺(tái)GPS接收機(jī)安置在基準(zhǔn)站上進(jìn)行觀測(cè)。根據(jù)基準(zhǔn)站已知精密坐標(biāo)，計(jì)算出基準(zhǔn)站到衛(wèi)星的距離改正數(shù)，并由基準(zhǔn)站實(shí)時(shí)地將這一改正數(shù)發(fā)送出去。用戶接收機(jī)在進(jìn)行GPS觀測(cè)的同時(shí)，也接收到基準(zhǔn)站的改正數(shù)，并對(duì)其定位結(jié)果進(jìn)行改正，從而提高定位精度。GPS定位中，存在著三部分誤差：一是多臺(tái)接收機(jī)公有的誤差，如：衛(wèi)星鐘誤差、星歷誤差；二是傳播延遲誤差，如：電離層誤差、對(duì)流層誤差；三是接收機(jī)固有的誤差，如：內(nèi)部噪聲、通道延遲、多路徑效應(yīng)。采用差分定位，可完全消除第一部分誤差，可大部分消除第二部分誤差（視基準(zhǔn)站至用戶的距離）。差分GPS可分為單基準(zhǔn)站差分、具有多個(gè)基準(zhǔn)站的局部區(qū)域差分和廣域差分三種類型。差分GPS的基本原理利用誤差的空間相關(guān)性以上各類誤差中除多路徑效應(yīng)均具有較強(qiáng)的空間相關(guān)性，從而定位結(jié)果也有一定的空間相關(guān)性。差分GPS的基本原理利用基準(zhǔn)站（設(shè)在坐標(biāo)精確已知的點(diǎn)上）測(cè)定具有空間相關(guān)性的誤差或其對(duì)測(cè)量定位結(jié)果的影響，供流動(dòng)站改正其觀測(cè)值或定位結(jié)果。差分改正數(shù)的類型距離改正數(shù)：利用基準(zhǔn)站坐標(biāo)和衛(wèi)星星歷可計(jì)算出站星間的計(jì)算距離，計(jì)算距離減去觀測(cè)距離即為距離改正數(shù)。位置（坐標(biāo)改正數(shù)）改正數(shù)：基準(zhǔn)站上的接收機(jī)對(duì)GPS衛(wèi)星進(jìn)行觀測(cè)，確定出測(cè)站的觀測(cè)坐標(biāo)，測(cè)站的已知坐標(biāo)與觀測(cè)坐標(biāo)之差即為位置的改正數(shù)。一、單站GPS的差分（SRDGPS)單站差分按基準(zhǔn)站發(fā)送的信息方式來分，可分為位置差分、偽距差分和載波相位差分三種，其工作原理大致相同。1．位置差分原理設(shè)基準(zhǔn)站的精密坐標(biāo)已知，在基準(zhǔn)站上的GPS接收機(jī)測(cè)出的坐標(biāo)為X，Y，Z（包含著軌道誤差、時(shí)鐘誤差、SA影響、大氣影響、多路徑效應(yīng)及其他誤差），即可按下式求出其坐標(biāo)改正數(shù)為：基準(zhǔn)站用數(shù)據(jù)鏈，將這些改正數(shù)發(fā)送出去，用戶接收機(jī)在解算時(shí)加人以上改正數(shù)：為用戶接收機(jī)自身觀測(cè)結(jié)果，為經(jīng)過改正后的坐標(biāo)。顧及用戶接收機(jī)位置改正值的瞬時(shí)變化，上式可進(jìn)一步寫成：式中，to為校正的有效時(shí)刻。這樣，經(jīng)過改正后的用戶坐標(biāo)就消去了基準(zhǔn)站與用戶站共同的誤差。優(yōu)點(diǎn)：計(jì)算簡(jiǎn)單，適用于各種型號(hào)的GPS接收機(jī)。缺點(diǎn)：基準(zhǔn)站與用戶必須觀測(cè)同一組衛(wèi)星，這在近距離可以做到，但距離較長(zhǎng)時(shí)很難滿足。故位置差分，只適用于100km以內(nèi)。2、偽距差分原理這是應(yīng)用最廣的一種差分。在基準(zhǔn)站上，觀測(cè)所有衛(wèi)星，根據(jù)基準(zhǔn)站已知坐標(biāo)和測(cè)出的各衛(wèi)星的地心坐標(biāo)，可計(jì)算衛(wèi)星道測(cè)站的幾何距離：其偽距為，則偽距改正數(shù)：基準(zhǔn)站將和發(fā)送給用戶，用戶在測(cè)出的偽距上加改正，求出改正后的偽距：并按下式計(jì)算坐標(biāo)：為鐘差，為接收機(jī)噪聲。優(yōu)點(diǎn)：基準(zhǔn)站提供所有衛(wèi)星的改正數(shù)，用戶接收機(jī)觀測(cè)任意4顆衛(wèi)星，就可完成定位。缺點(diǎn)：差分精度隨基準(zhǔn)站到用戶的距離增加而降低。3、載波相位差分原理位置差分和偽距差分，能滿足米級(jí)定位精度，已廣泛應(yīng)用于導(dǎo)航、水下測(cè)量等。而載波相位差分，可使實(shí)時(shí)三維定位精度達(dá)到厘米級(jí)。載波相位差分技術(shù)又稱RTK（realTimeKinematic）技術(shù)，是實(shí)時(shí)處理兩個(gè)測(cè)站載波相位觀測(cè)量的差分方法。載波相位差分方法分為兩類：一類是修正法，另一類是差分法。所謂修正法：即將基準(zhǔn)站的載波相位修正值發(fā)送給用戶，改正用戶接收到的載波相位，再解求坐標(biāo)。所謂差分法：即是將基準(zhǔn)站采集的載波相位發(fā)送給用戶，進(jìn)行求差解算坐標(biāo)?？梢娦拚▽贉?zhǔn)RTK,差分法為真正RTK。三、廣域差分四、多基準(zhǔn)站RTK技術(shù)二、局部區(qū)域GPS差分系統(tǒng)（LADGPS)

RTK(RealTimeKinematic)技術(shù)是GPS實(shí)時(shí)動(dòng)態(tài)定位技術(shù)，它將GPS與數(shù)傳技術(shù)相結(jié)合，實(shí)時(shí)解算并進(jìn)行數(shù)據(jù)處理，在1～2s的時(shí)間里得到高精度的位置信息。RTK工作原理

常規(guī)RTK技術(shù)是一種對(duì)動(dòng)態(tài)用戶進(jìn)行實(shí)時(shí)相對(duì)定位的技術(shù)，該技術(shù)也可用于快速靜態(tài)定位。進(jìn)行常規(guī)RTK工作時(shí)，基準(zhǔn)站需將自己所獲得的載波相位觀測(cè)值(最好加上測(cè)碼偽距觀測(cè)值)及站坐標(biāo)，通過數(shù)據(jù)通信鏈實(shí)時(shí)播發(fā)給在其周圍工作的動(dòng)態(tài)用戶。于是這些動(dòng)態(tài)用戶就能依據(jù)自己獲得的相同歷元的載波相位觀測(cè)值(最好加上測(cè)碼偽距觀測(cè)值)和廣播星歷進(jìn)行實(shí)時(shí)相對(duì)定位，并進(jìn)而根據(jù)基準(zhǔn)站的站坐標(biāo)求得自己的瞬時(shí)位置。為消除衛(wèi)星鐘和接收機(jī)鐘的鐘差，削弱衛(wèi)星星歷誤差、電離層延遲誤差和對(duì)流層延遲誤差的影響，在RTK中通常都采用雙差觀測(cè)值。多基準(zhǔn)站RTK技術(shù)也叫網(wǎng)絡(luò)RTK，這是對(duì)普通RTK方法的改進(jìn)。目前應(yīng)用于網(wǎng)絡(luò)RTK數(shù)據(jù)處理的方法有：虛擬參考站法（VirtualReferenceStationVRS）、偏導(dǎo)數(shù)法、線性擂法和條件平差法，其中虛擬參考站VRS技術(shù)最為成熟。深圳市連續(xù)運(yùn)行GPS系統(tǒng)就采虛擬參考站技術(shù)。常規(guī)單基站RTK受參考站至流動(dòng)站距離限制（誤差影響的相關(guān)性隨邊長(zhǎng)的增長(zhǎng)而減弱）；連續(xù)運(yùn)行的永久GPS參考站的建立；網(wǎng)絡(luò)技術(shù)和無線通訊技術(shù)的高速發(fā)展；建立國(guó)家統(tǒng)一的空間數(shù)據(jù)基礎(chǔ)設(shè)施的需要，減少部門獨(dú)立應(yīng)用所造成的資源浪費(fèi)。1、多基準(zhǔn)站RTK系統(tǒng)工作原理在某一大區(qū)域（或某一城市）內(nèi)，建立若干個(gè)（三個(gè)以上）連續(xù)運(yùn)行的GPS基準(zhǔn)站，根據(jù)這GPS基準(zhǔn)站的觀測(cè)值（由于GPS基準(zhǔn)站有長(zhǎng)時(shí)間的觀測(cè)數(shù)據(jù)，故點(diǎn)位坐標(biāo)精度很高），建立區(qū)域內(nèi)GPS主要誤差模型（如電離層、對(duì)流層、衛(wèi)星軌道等誤差模型），系統(tǒng)運(yùn)行時(shí)，將這些誤差從基準(zhǔn)站的觀測(cè)值中減去，形成“無誤差”的觀測(cè)值，然后利用這些無誤差的觀測(cè)值和移動(dòng)站（用戶—單臺(tái)GPS接收機(jī)）的觀測(cè)值，經(jīng)有效地組合，在移動(dòng)站附近（幾米到幾十米）建立起一個(gè)虛擬參考站，移動(dòng)站與虛擬參考站進(jìn)行載波相位差分改正，實(shí)現(xiàn)實(shí)時(shí)RTK。2、多基準(zhǔn)站RTK系統(tǒng)組成及功能多基準(zhǔn)站RTK系統(tǒng)由若干個(gè)連續(xù)運(yùn)行的GPS基準(zhǔn)站、計(jì)算中心、數(shù)據(jù)發(fā)布中心和移動(dòng)站（用戶—GPS接收機(jī)）組成。連續(xù)運(yùn)行GPS基準(zhǔn)站：連續(xù)進(jìn)行GPS觀測(cè)，并實(shí)時(shí)將觀測(cè)值傳輸至計(jì)算中心。計(jì)算中心：根據(jù)各GPS基準(zhǔn)站的觀測(cè)值，計(jì)算區(qū)域電離層、對(duì)流層和衛(wèi)星軌道等誤差模型，并實(shí)時(shí)將各基準(zhǔn)站的觀測(cè)值減去其誤差改正，得出無誤差觀測(cè)值，再結(jié)合移動(dòng)站的觀測(cè)值，計(jì)算出在移動(dòng)站附近的虛擬參考站的相位差分改正，并實(shí)時(shí)地傳給數(shù)據(jù)發(fā)布中心。數(shù)據(jù)發(fā)布中心：實(shí)時(shí)接收計(jì)算中心的相位差分改正信息，并實(shí)時(shí)發(fā)布（可采用FM、或GSM、或COPD、或CDMA或Internet）。移動(dòng)站：接收數(shù)據(jù)發(fā)布中心發(fā)布的相位差分改正，結(jié)合自身GPS觀測(cè)值，組成雙差相位觀測(cè)值，快速確定整周模糊度參數(shù)和位置信息，完成實(shí)時(shí)定位。多基準(zhǔn)站RTK系統(tǒng)發(fā)播的差分信息，可應(yīng)用于LADGPS和WADGPS。常規(guī)RTK存在的問題常規(guī)的RTK（實(shí)時(shí)動(dòng)態(tài)測(cè)量）無論是在基線長(zhǎng)度（流動(dòng)站至參考站的距離）還是在解的質(zhì)量控制與保障方面均存在很多問題，實(shí)際上常規(guī)RTK僅局限在短距離范圍內(nèi)。常規(guī)RTK僅局限在短距離范圍內(nèi)，原因：1、常規(guī)RTK的作業(yè)隨著基線的增長(zhǎng)，各類誤差源的相關(guān)性減弱甚至消失，距離相關(guān)誤差影響無法消除，整周模糊度不能實(shí)時(shí)的正確固定，導(dǎo)致定位精度下降。2、RTK要求實(shí)時(shí)（或準(zhǔn)實(shí)時(shí)）解算，多余觀測(cè)數(shù)大大減少（相對(duì)于后處理而言）；3、數(shù)傳方式及其協(xié)議的影響，其數(shù)傳方式和點(diǎn)對(duì)點(diǎn)的解算模式很難實(shí)現(xiàn)數(shù)據(jù)和解的實(shí)時(shí)質(zhì)量控制與保障。4、解的可靠性缺乏理論和實(shí)際上的保證。5、常規(guī)RTK在參考站為中心15km范圍內(nèi)流動(dòng)站與參考站之間誤差強(qiáng)相關(guān)，但是，隨著距離的增大，系統(tǒng)誤差相關(guān)性減弱甚至消失，導(dǎo)致難以正確確定整周未知數(shù)，無法取得固定解，定位精度迅速下降。當(dāng)間距大于50km時(shí)，常規(guī)RTK單歷元解算精度僅為分米級(jí)。消除距離相關(guān)誤差，解決精度均勻性；網(wǎng)絡(luò)RTK定位技術(shù)的興起為了解決常規(guī)RTK技術(shù)存在的缺陷，實(shí)現(xiàn)區(qū)域范圍內(nèi)厘米級(jí)、精度均勻的實(shí)時(shí)動(dòng)態(tài)定位，網(wǎng)絡(luò)RTK技術(shù)應(yīng)運(yùn)而生。GPS技術(shù)應(yīng)用的日益廣泛和不斷發(fā)展，各種用途的連續(xù)運(yùn)行參考站系統(tǒng)（CORS）相繼建成，隨著互聯(lián)網(wǎng)的高速發(fā)展，區(qū)域和世界范圍內(nèi)的信息和據(jù)數(shù)交換已變得相當(dāng)容易，這就決定了由多基站構(gòu)成網(wǎng)絡(luò)式的GPS服務(wù)體系成為GPS技術(shù)發(fā)展的最終目標(biāo)，這種影響在實(shí)時(shí)動(dòng)態(tài)定位領(lǐng)域產(chǎn)生了革命性的進(jìn)步。最初的網(wǎng)絡(luò)RTK是多參考站常規(guī)RTK，如果要使基線精度優(yōu)于3厘米，需要在一個(gè)區(qū)域內(nèi)密集的布設(shè)參考站，站間距離應(yīng)小于30km。精度隨著基線的增長(zhǎng)而衰減，如果要求按一定精度覆蓋整個(gè)區(qū)域，需要架設(shè)較多的參考站。多參考站常規(guī)RTK模式雖然控制范圍大，但需要的投資也是巨大的，在一個(gè)較大的范圍內(nèi)均勻稀松的布設(shè)參考站，利用參考站網(wǎng)絡(luò)的實(shí)時(shí)觀測(cè)數(shù)據(jù)進(jìn)行系統(tǒng)誤差建模，然后對(duì)觀測(cè)站系統(tǒng)誤差進(jìn)行估計(jì)，盡可能消除系統(tǒng)誤差影響，獲得厘米級(jí)實(shí)時(shí)定位結(jié)果，這樣網(wǎng)絡(luò)RTK技術(shù)的精度覆蓋范圍大大增大，且精度分布均勻，目前多數(shù)使用這種方式。虛擬參考站方式圖解作業(yè)示意圖網(wǎng)絡(luò)RTK優(yōu)勢(shì)和布網(wǎng)要求

1、覆蓋范圍廣，由三個(gè)參考站組成的參考站網(wǎng)可以覆蓋兩千平方千米以上，這就是網(wǎng)絡(luò)RTK的優(yōu)勢(shì)所在。

2、網(wǎng)絡(luò)RTK是在一個(gè)較大的區(qū)域內(nèi)均勻布設(shè)參考站，參考站間距離依據(jù)RTK要達(dá)到的精度和當(dāng)?shù)氐碾婋x層活動(dòng)狀況而定，要提供1～3cm的相對(duì)定位精度，站間距離應(yīng)在50～100km，在電離層活動(dòng)頻繁的區(qū)域，站間距離小于40km；而在有些大氣穩(wěn)定的區(qū)域，站間距離可以超過100km。網(wǎng)絡(luò)RTK和測(cè)區(qū)的關(guān)系圖VRS實(shí)際測(cè)量模擬國(guó)外發(fā)展現(xiàn)狀網(wǎng)絡(luò)RTK國(guó)外發(fā)展速度很快，主要是在以往稀松的CORS間增設(shè)新站，以滿足RTK的要求，很多地區(qū)已經(jīng)建立起實(shí)驗(yàn)性的多參考站網(wǎng)絡(luò)，有些已經(jīng)投入運(yùn)行。比如：巴西Recife的RBMC、新加坡的SIMRSN、澳大利亞Victoria的GPSnet及其其它等。國(guó)內(nèi)發(fā)展現(xiàn)狀1從2000年起，我國(guó)深圳、香港、成都等各大城市采用網(wǎng)絡(luò)RTK虛擬基站技術(shù)，相繼建立了本地的城市綜合衛(wèi)星定位服務(wù)系統(tǒng)。國(guó)內(nèi)發(fā)展現(xiàn)狀2鑒于VRS技術(shù)的廣泛應(yīng)用前景，2004年下半年起，建立基于VRS技術(shù)的城市綜合衛(wèi)星定位服務(wù)系統(tǒng)在我國(guó)快速發(fā)展起來，目前天津、武漢\上海等城市正在建設(shè)之中，河北、廣東、重慶江蘇等省市也正在積極地籌備之中。國(guó)內(nèi)發(fā)展現(xiàn)狀32002年底，四川省地震局在成都啟動(dòng)了“成都虛擬參考站衛(wèi)星定位服務(wù)系統(tǒng)”(簡(jiǎn)稱CDVRS)的建設(shè)，2004年7月建成運(yùn)行，成功搭建了我國(guó)第一個(gè)設(shè)計(jì)最合理、運(yùn)行最穩(wěn)定、功能最完善、覆蓋面積最大的基于VRS技術(shù)的城市綜合衛(wèi)星定位服務(wù)系統(tǒng)。全球RTK實(shí)際上就是實(shí)時(shí)精密單點(diǎn)定位（PPP）成都VRS系統(tǒng)的介紹CDVRS以成都市為中心，建立了6個(gè)連續(xù)運(yùn)行的永久衛(wèi)星地面跟蹤站，構(gòu)成一個(gè)基準(zhǔn)網(wǎng)。GPS基準(zhǔn)站觀測(cè)墩GPS重力點(diǎn)與水準(zhǔn)點(diǎn)GPS基準(zhǔn)站觀測(cè)室CDVRS由下面四個(gè)子系統(tǒng)組成：衛(wèi)星跟蹤基準(zhǔn)站、系統(tǒng)控制中心、數(shù)據(jù)通信網(wǎng)絡(luò)、用戶。昆明市VRS系統(tǒng)的介紹昆明市GPS參考站系統(tǒng)分布圖昆明市賽馬場(chǎng)站

2005年11月天寶公司宣布為我國(guó)提供了全球定位系統(tǒng)（GPS）參考站和Trimble虛擬參考站（VRS）軟件，以便在中國(guó)增設(shè)5個(gè)新的基礎(chǔ)設(shè)施網(wǎng)絡(luò)。位于上海、武漢、東莞、天津和北京的這些多功能網(wǎng)絡(luò)將在這些地區(qū)提供地理空間基礎(chǔ)設(shè)施。網(wǎng)絡(luò)將能夠?yàn)椴煌膽?yīng)用提供快速而精確的GPS定位，應(yīng)用包括測(cè)量、城市規(guī)劃、城市及鄉(xiāng)村建設(shè)、環(huán)境監(jiān)測(cè)、資源及區(qū)域管理、防災(zāi)救災(zāi)、精準(zhǔn)農(nóng)業(yè)、科研以及交通管理。在此之前，中國(guó)的成都和深圳已經(jīng)安裝了Trimble虛擬參考站。

珠峰HD6000網(wǎng)絡(luò)TRK

GPS是中海達(dá)公司潛心研發(fā)的全新一代基于網(wǎng)絡(luò)技術(shù)的RTKGPS系統(tǒng)。返回§5.7美國(guó)的GPS政策GPS衛(wèi)星發(fā)射的無線電信號(hào)含有兩種精度不同的測(cè)距碼，即所謂P碼（也稱精碼）和C/A碼（也稱粗碼）。相應(yīng)兩種測(cè)距碼GPS將提供兩