基于北斗的网络RTK实时定位服务分析
罗卫国
【摘 要】[摘 要] 随着中国北斗卫星导航系统的日渐成熟以及民用化的普及,很多地区开始提供基于北斗的网络RTK服务。但基于北斗网络RTK实时定位服务性能如何,能否满足不同用户的需求,与传统GPS/GLONASS网络RTK实时定位服务相比有何优缺点？通过试验并分析各项结果,本文从系统性能、定位精度等方面对基于北斗的网络RTK实时定位服务与传统GPS/GLONASS网络RTK服务之间的异同进行分析与评价。最终结果表明两者在定位精度和系统性能等方面均能满足用户需求,北斗网络RTK服务虽时效性略低,但高程定位精度更高,整体稳定性较更好。 【期刊名称】北京测绘 【年(卷),期】2024(033)007 【总页数】5
【关键词】[关键词] 北斗; 连续运行参考站(CORS); 卫星导航; 虚拟参考站; 网络实时动态载波相位差分技术(RTK)
引文格式: 罗卫国.基于北斗的网络RTK实时定位服务分析[J].北京测绘,2024,33(7):787-791.
0 引言
北斗卫星导航系统(BeiDou Navigation Satellite System,BDS)是中国正在实施的自主发展、独立运行的全球卫星导航系统,2024年12月27日,中国北斗三号基本系统完成建设,开始提供全球服务。这标志着北斗系统服务范围由区域扩展为全球,北斗系统正式迈入全球时代。
目前全国范围内大部分地区均建立了基于GPS和GLONASS的卫星导航定位基准站网,面向公众提供网络RTK实时定位服务,得到了广泛的应用,不论从精度还是稳定性方面均得到了广泛认可,收到了良好的效果[1]。随着北斗卫星导航系统的日益完善,其服务能力的日趋成熟,以及北斗服务在民用方面的不断普及,很多地区先后进行了基于北斗的卫星导航定位基准站网的建设,并逐渐开始提供基于北斗的卫星导航定位服务,其中基于北斗的网络RTK实时定位服务自然是其中重要的一项。
但是相对基于GPS和GLONASS的双星卫星导航定位基准站网络RTK实时定位服务而言,基于北斗的卫星导航定位基准站网络RTK实时定位服务受到设备、技术等多方因素的限制,目前其尚且未得到广泛应用,同时作为用户面临以下几点思考:基于北斗的网络RTK实时定位服务与基于GPS和GLONASS的传统网络RTK实时定位服务相比,其在定位精度、数据可靠性、系统稳定性、服务效率等方面优势如何,是否在提高作业效率,降低生产成本方面有所帮助等等。
本文通过实地获取数据,从定位精度、系统稳定性、服务时效性等多个方面详细对比基于BDS/GPS/GLONASS和基于GPS/GLONASS卫星导航定位系统网络RTK实时定位服务差异,并综合各方面情况对两者进行分析与评价。
1 网络RTK技术分析
网络RTK技术是通过对CORS系统运行过程中各种误差进行精确估值,利用这些误差估值模型生成差分定位数据,并将差分改正数通过网络发送至用户接收机,用户利用接收到的差分改正数对观测得到的坐标数据进行修正以得到精确的测量结果的一种技术[3,8]。依据误差估值方式以及差分改正数生产方法的不同,网络RTK技术分为:单基站技术、区域改正数技术(FKP)、主辅站技术(MAC)、综
合误差内插法(CBI)、虚拟参考站技术(VRS)等[3-5]。
单基站技术的优势在于系统灵活性高、可扩展性强、无需双向通信,但是有效覆盖范围较小,实际应用中存在限制。区域改正数技术和主辅站技术主要是利用各参考站的同步观测数据而设计的一种动态全网整体解算模型,其优点在于用户端无需向数据中心发送概略坐标即可通过改正数修正得到流动站的精确坐标,在时效性上具有更优秀的表现,但是缺点在于误差参数数量多估值难度大。综合误差内插法具有单向通信、稳定性好的优势,但是其仅在电离层较活跃的区域更有利于其综合误差的计算。虚拟参考站技术的优势在于其在定位精度、系统可靠性方面有很好的表现,而且覆盖范围大大提升,但是由于其工作原理导致其受距离虚拟参考站最近的基准站的运行状态的影响较大,而且对于高速运动状态下的导航用户而言,该技术则会对数据中心的运算速度提出更高的要求[5-6]。
2 系统建设
目前全国范围内已经有部分省份开展并完成了基于北斗卫星导航定位系统的建设,分析其建设方案,主要可以分为两种方式,一种是直接建设基于北斗的卫星定位连续运行基准站网系统,另外一种方式是在原有的基于GPS/GLONASS的卫星定位连续运行基准站网系统的基础上进行北斗地基增强系统改造。由于全国范围内大多数省份均已建成了基于GPS/GLONASS的卫星定位连续运行基准站网系统,并正式面向公众提供服务,从资源利用最大化和经济投入最优化的角度去考虑,很多省份最终采用的是第二种方式,即在原有CORS的基础上通过适当增加软硬件设备以及调整系统配置等手段实现北斗数据与GPS和GLONASS数据的共同解算和播发[2]。这种方式较第一种而言优势在于最大限度利用了现有可利用的资源,同时兼容BDS、GPS和GLONASS“三星”系统,观测星座更多,
基于北斗的网络RTK实时定位服务分析
