VRS(virtual reference station)的意思是虛擬參考站,它所代表的是GPS的網絡RTK技術。它的出現使一個地區的所有測繪工作成為一個有機的整體,結束以前GPS作業單打獨斗的局面。同時,它大大擴展RTK的作業范圍,使GPS的應用更廣泛,精度和可靠性將進一步提高,使從前許多GPS無法完成的任務成為可能,最重要的是,建立GPS網絡成本反而會極大的降低。Trimble公司掌握了這項技術, 2000年,正式推出了自己的VRS技術。
RTK(real-time-kinematic)技術是GPS實時載波相位差分的簡稱。這是一種將GPS與數傳技術相結合,實時解算進行數據處理,在1-2秒的時間里得到高精度位置信息的技術。自90年代初這項技術一經問世,極大的拓展了GPS的使用空間,使GPS只能做控制測量的局面中擺脫出來,而開始廣泛運用于工程測量。直到今天,如果沒有VRS的出現,RTK技術仍代表著高精度GPS的。 但RTK技術有著一定局限性,使得其在應用中受到限制,主要表現為:
1、用戶需要架設本地的參考站;
2、誤差隨距離增長;
3、誤差增長使流動站和參考站距離受到限制(<15KM);
4、可靠性和可行性隨距離降低
VRS的出現,得益于現在高科技的發展。實際上,VRS系統已不僅僅GPS的產品,而是集internet技術,無線通訊技術,計算機網絡管理和GPS定位技術一身的系統。VRS系統包括3個部分:控制中心,固定站和用戶部分。
1、控制中心(Control center)
整個系統的核心。它即是通訊控制中心,也是數據處理中心。它通過通訊線(光纜,ISDN,電話線)與所有的固定參考站通訊;通過無線網絡(GSM,CDMA,GPRS)與移動用戶通訊。由計算機實時系統控制整個系統的運行,所以控制中心的軟件GPS—NET即是數據處理軟件,也是系統管理軟件。
2、固定站
固定參考站是固定的GPS接收系統,分布在整個網絡中,一個VRS網絡可包括無數個站,但最少要3個站,站與站之間的距離可達70公里,(傳統高精度GPS網絡,站間距離不過10-20公里)。固定站與控制中心之間有通訊線相連,數據實時的傳送到控制中心。
3、用戶部分
用戶部分就是用戶的接收機,加上無線通訊的調制解調器。根據自己的不同需求,放置在不同的載體上,如:汽車,飛機,農業機器,挖掘機等等,當然測量用戶也可以把它背在肩上。接收機通過無線網絡將自己初始位置發給控制中心,并接收中心的差分信號,生成厘米級的位置信息。
與常規RTK不同,VRS網絡中,各固定參考站不直接向移動用戶發送任何改正信息,而是將所有的原始數據通過數據通訊線發給控制中心。同時,移動用戶在工作前,先通過GSM的短信息功能向控制中心發送一個概略坐標,控制中心收到這個位置信息后,根據用戶位置,由計算機自動選擇的一組固定基準站,根據這些站發來的信息,整體的改正GPS的軌道誤差,電離層,對流層和大氣折射引起的誤差,將高精度的差分信號發給移動站。這個差分信號的效果相當于在移動站旁邊,生成一個虛擬的參考基站,從而解決了RTK作業距離上的限制問題,并保證了用戶的精度。VRS系統實際上是一種多基站技術。它在處理上利用了多個參考站的聯合數據,目前,只有Trimble公司擁有這項多基站算法。
VRS網絡可以有多個站,但最少需要3個。簡單的計算一下:按邊長70公里計算,一個三角形可覆蓋面積為2200多平方公里。再舉個簡單的例子,北京市區面積900多平方公里,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1.68萬平方公里,10個站就可以控制北京全市。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%。實際上,VRS系統可提供兩種不同精度的差分信號,分別為厘米級和亞米級。我們所論述的是1-2個厘米的高精度,而若是用低精度,這個距離(70KM)可以拓展到幾百公里。
VRS的主要優勢表現在:費用將大幅度降低,70公里的邊長使建GPS網絡費用大大降低,用戶不再架設自己的基準站;相對傳統RTK,提高了精度。1PPM的概念沒有了,在VRS網絡控制范圍內,精度始終在1-2個厘米;可靠性也隨之提高,采用了多個參考站的聯合數據,大大提高可靠性;更廣的應用范圍,城市規劃,市政建設,交通管理,機械控制,氣象,環保,農業以及所有在室外進行的勘測工作。
VRS技術的出現,標志著高精度GPS的發展進入了一個新的階段。這種網絡RTK技術,集興的計算機網絡管理技術、INTERNET技術、無線通訊技術和TRIMBLE優秀的GPS定位技術于一身,應用了的多基站RTK算法,是GPS技術的突破。它將使GPS的應用領域極大的擴展,業內人士認為,未來5至10年,GPS網絡建設將高速發展,而這種GPS網絡RTK技術,將代表著GPS發展的方向。
信息標題:虛擬參考站(VRS)技術介紹
/zhichi-1465.html