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基于多参考站网络的VRS算法研究与实现

张锋  
【摘要】: 在一定区域内建立多个(一般为三个或三个以上)基准站,对该地区构成网状覆盖,并以这些基准站中的一个或多个为基准,计算和发播改正信息,对该地区内的卫星定位用户进行实时误差改正的定位技术,称为网络RTK,又称为多基准站RTK。它克服了常规RTK技术的缺陷,拓展了RTK定位的作用距离,其定位结果和可靠性都得到了很大提高。网络RTK中的VRS技术集成Internet技术、无线通信技术、计算机网络技术、数据库技术和GPS定位技术于一体,代表了GPS定位技术的最新发展方向。 本文主要针对VRS定位算法展开研究。首先介绍了常规RTK系统和网络RTK系统,通过比较,分析了网络RTK系统的优点和应用,并详细介绍了网络RTK系统的原理、分类、组成部分及工作流程。介绍了常用的GPS观测量、观测方程及观测量之间的线性组合。接着分析了VRS定位中的误差源及各种误差的消除方法,重点讨论了电离层延迟和对流层延迟的影响。详细推导了VRS定位解算公式,包括参考站间改正数的生成、虚拟观测值的生成和流动站处的定位解算三个步骤,并针对网络RTK自身的特点,提出了一种简易的确定参考站间整周模糊度的方法。最后,研究分析了VRS系统中常用的几种内插算法的优缺点,提出了相应的改进办法。 在论文的实验部分,采用GPS接收机综合检定场和某VRS网的实测数据,通过编程解算,达到了厘米级的定位精度。其中X方向上的中误差为1.6cm,Y方向上的中误差为2.1cm,Z方向上的中误差为1.5cm。从而证明了文中所述VRS算法的正确性和可行性。


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