愛華網(wǎng)1.靜態(tài)與快速靜態(tài)定位技術(shù)
所謂靜態(tài)定位，就是在進(jìn)行 GPS定位時，認(rèn)為接收機的天線在整個觀測進(jìn)程中的位置是保持不變的。也就是說，在數(shù)據(jù)處理時，將接收機天線的位置作為一個不隨時間的改變而改變的量。在測量中，靜態(tài)定位一般用于高精度的測量定位，其具體觀測模式是多臺接收機在不同的觀測站上進(jìn)行靜止同步觀測，觀察時間有幾分鐘、幾小時到數(shù)十小時不等。
由于普通的靜態(tài)定位技術(shù)需要的觀測時間較長，影響了其在低等級控制測量（如三四等控制測量，I、II級導(dǎo)線等）中的競爭力，從而產(chǎn)生了快速靜態(tài)定位技術(shù)?？焖凫o態(tài)利用載波相位觀測值本身的具有的毫米級或更好的精度，故只需一個或少數(shù)幾個歷元的觀測值就可滿足厘米級定位的需求。目前快速靜態(tài)定位主要有下列兩種方法。
⑴go and stop 法
該法是首先通過初始化來確定基準(zhǔn)站和流動站間的雙差整周模糊度。然后要求流動站在遷站過程中保持對衛(wèi)星的連續(xù)跟蹤。這樣我們就利用在連續(xù)跟蹤過程中整周模糊度保持固定不變的特性將其傳遞到待定點去。由于在待定點上無需重新確定整周模糊度，故有幾個歷元的載波相位觀測值即可在短基線上獲得厘米級精度的相對定位結(jié)果。
⑵FARA法
該法在觀測值非常多時，可以大大減少計算工作量。采用這種方法時所需的觀測時間稍長，例如雙頻觀測時5-10分鐘，單頻觀測時10-20分鐘。但遷站時無需開機，只需像普通靜態(tài)定位那樣組織觀測即可。
2、差分GPS與偽距差分原理
根據(jù)差分GPS基準(zhǔn)站發(fā)送的信息方式差分GPS定位可分為：位置差分、偽距差分、相位平滑偽距差分、載波相位差分。它們都是由基準(zhǔn)站發(fā)送改正數(shù)，由移動站接收并對其測量結(jié)果進(jìn)行修正。以獲得精確的定位結(jié)果。所不同的是，發(fā)送改正數(shù)的具體內(nèi)容不一樣。其差分定位精度也不同。下面?zhèn)尉嗖罘譃槔饕越榻B：
偽距差分是目前最廣泛采用的一種技術(shù)。幾乎所有的商用差分GPS接收機均采用這種技術(shù)。在基準(zhǔn)站上的接收機計算得它至可見衛(wèi)星的距離，并將此計算出的距離與含有誤差的測量值加以比較。然后將所有衛(wèi)星的測距誤差傳輸給用戶，用戶利用此測距誤差來修正測量的偽距，再利用修正后的偽距求解出自身的位置，就可消去公共誤差，提高定位精度。
基準(zhǔn)站的GPS接收機測量出全部衛(wèi)星的偽距ρi和收集全部衛(wèi)星的星歷文件(A，e，ω，i，t等)。同時利用每—時刻計算的衛(wèi)星地心坐標(biāo)和基準(zhǔn)站的已知地心坐標(biāo)反求出每一時刻到基準(zhǔn)站的估計距離Di：
Di=
式中上標(biāo)i表示第i顆衛(wèi)星，下同。
基準(zhǔn)站GPS接收機測量的偽距ρi，包括各種誤差，與估計距離Di求差可以得到偽距的改正數(shù)。
同時可求出偽距改正數(shù)的變化率
基準(zhǔn)站將 Δρi和ρi傳送給移動站，移動站測量出的偽距再加上以上的改正數(shù)，便求得經(jīng)過改正的偽距：
利用修正后的偽距 ，只要觀測4顆以上的衛(wèi)星就可以按下式計算移動站的坐標(biāo)。
式中，為鐘差， 為接收機噪聲。
這種差分的優(yōu)點如下：
(1)由于計算的偽距改正數(shù)是直接在WGS一84坐標(biāo)系上進(jìn)行的，這就是說得到的是直接改正數(shù)，不用先變換為當(dāng)?shù)刈鴺?biāo)，因此能達(dá)到很高的精度。
(2)這種改正數(shù)能提供ρi和Δρi，這使得在未得到改正數(shù)的空隙內(nèi)，繼續(xù)進(jìn)行精密定位。這達(dá)到了RTCMSC一104所制定的標(biāo)準(zhǔn)。
(3)基準(zhǔn)站能提供所有衛(wèi)星的改正數(shù)，而用戶可允許接收任意4顆衛(wèi)星進(jìn)行改正，不必?fù)?dān)心兩者是否完全相同。因此，用戶可采用具有差分功能的簡易接收機即可。
3、RTK定位技術(shù)
RTK定位技術(shù)就是基于載波相位觀測值的實時動態(tài)定位技術(shù)，它能夠?qū)崟r地提供測站點在指定坐標(biāo)系中的三維定位結(jié)果，并達(dá)到厘米級精度。在RTK作業(yè)模式下，基準(zhǔn)站通過數(shù)據(jù)鏈將其觀測值和測站坐標(biāo)信息一起傳送給流動站。流動站不僅通過數(shù)據(jù)鏈接收來自基準(zhǔn)站的數(shù)據(jù)，還要采集GPS觀測數(shù)據(jù)，并在系統(tǒng)內(nèi)組成差分觀測值進(jìn)行實時處理，同時給出厘米級定位結(jié)果，歷時不到一秒鐘。流動站可處于靜止?fàn)顟B(tài)，也可處于運動狀態(tài)；可在固定點上先進(jìn)行初始化后再進(jìn)入動態(tài)作業(yè)，也可在動態(tài)條件下直接開機，并在動態(tài)環(huán)境下完成周模糊度的搜索求解。在整周末知數(shù)解固定后，即可進(jìn)行每個歷元的實時處理，只要能保持四顆以上衛(wèi)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(jié)果。RTK技術(shù)的關(guān)鍵在于數(shù)據(jù)處理技術(shù)和數(shù)據(jù)傳輸技術(shù)，RTK定位時要求基準(zhǔn)站接收機實時地把觀測數(shù)據(jù)(偽距觀測值，相位觀測值)及已知數(shù)據(jù)傳輸給流動站接收機，數(shù)據(jù)量比較大，一般都要求9600的波特率，但這在無線電上是不難實現(xiàn)的。
4.網(wǎng)絡(luò)RTK技術(shù)
GPS的網(wǎng)絡(luò)RTK也稱基站RTK，它的出現(xiàn)將使一個地區(qū)的所有測繪工作成為一個有機的整體，結(jié)束了以前GPS作業(yè)單打獨斗的局面。同時它將大大擴展RTK的作業(yè)范圍。使GPS的應(yīng)用更廣泛．精度和可靠性將進(jìn)一步提高，使從前許多GPS無法完成的任務(wù)成為可能。最重要的是．在具備了上述優(yōu)點的同時，建立GPS網(wǎng)絡(luò)成本得以極大的降低。網(wǎng)絡(luò)RTK的基本原理是在一個較大的區(qū)城內(nèi)能稀疏地、較均勻地布設(shè)多個基準(zhǔn)站，構(gòu)成一個基準(zhǔn)站網(wǎng)，然后借鑒廣域差分GPS和具有多個基準(zhǔn)站的局域差分GPS中的基本原理和方法來設(shè)法消除或削弱各種系統(tǒng)誤差的影響，獲得高精度的定位結(jié)果。
網(wǎng)絡(luò)RTK是由基淮站網(wǎng)、數(shù)據(jù)處理中心和數(shù)據(jù)通信線路組成的。基準(zhǔn)站上應(yīng)配備雙頻全波長GPS接收機。該接收機最好能同時提供精確的雙頻偽距觀測值?；鶞?zhǔn)站的站坐標(biāo)應(yīng)精確已知。其坐標(biāo)可采用長時間GPS靜態(tài)相對定位等方法來確定。此外，這些站還應(yīng)配備數(shù)據(jù)通信設(shè)備及氣象儀器等?；鶞?zhǔn)站應(yīng)按規(guī)定的采樣率進(jìn)行連續(xù)觀測，并通過數(shù)據(jù)通信鏈實時將觀測資料傳送給數(shù)據(jù)處理中心。數(shù)據(jù)處理中心根據(jù)流動站送來的近似坐標(biāo)(可據(jù)偽距法單點定位求得)判斷出該站位于由哪三個基準(zhǔn)站所組成的三角形內(nèi)。然后根據(jù)這三個基準(zhǔn)站的觀測資料求出流動站處所受到的系統(tǒng)誤差，并播發(fā)給流動用戶來進(jìn)行修正以獲得精確的結(jié)果。有必要時可將上述過程迭代一次?；鶞?zhǔn)站與數(shù)據(jù)處理中心間的數(shù)據(jù)通信可采用數(shù)字?jǐn)?shù)據(jù)網(wǎng)DON或無線通信等方法進(jìn)行。流動站和數(shù)據(jù)處理中心間的雙向數(shù)據(jù)通信則可通過移動電活GSM、GPRS等方式進(jìn)行。
其中VRS是網(wǎng)絡(luò)RTK中一種很好的方法。當(dāng)流動站離基準(zhǔn)站較遠(yuǎn)時，由于兩站間的誤差相關(guān)性減小，殘余的衛(wèi)星星歷誤差、電離層延遲、對流層延遲等偏差對相對定位的影響增加，從而使常規(guī)RTK的定位精度降低。為解決這一問題．就必須增設(shè)一些基準(zhǔn)站，以便用戶能利用這些基準(zhǔn)站所提供的信息采用一定的算法來消除或大幅削弱這些偏差項所造成的影響。VRS則是設(shè)法在流動站附近建立一個虛擬的基準(zhǔn)站，并根據(jù)周圍各基準(zhǔn)站上的實際觀測值算出該虛擬基準(zhǔn)站上的虛擬觀測值。由于虛擬站離流動站很近．一般僅相距數(shù)米至數(shù)十米。故動態(tài)用戶只需采用常規(guī)RTK技術(shù)就能與虛擬基準(zhǔn)站進(jìn)行實時相對定位，從而獲得較準(zhǔn)確的定位結(jié)果。我國第一個實時型VRS當(dāng)屬于廣東省深圳市。深圳VRS又稱為szcors，由5個永久基準(zhǔn)站組成，基準(zhǔn)站分布如下圖所示。目前該網(wǎng)已投入與運行，市場反應(yīng)良好。
