摘要：GPS网路RTK技术具有稳定性好、精度高、作业范围广等显著的优势，因此，该技术的应用领域和范围是非常广阔的。介于此，本文首先对GPS网络RTK系统进行了介绍，然后，对GPS网路RTK系统的算法和定位精度进行了研究，证明了该技术定位的准确性和可靠性，能够很好地满足用户的需求。
关键词：GPS；网络RTK技术；定位精度；算法
引言
近年来，GPS网络RTK系统得到了广泛的应用和飞速的发展，与传统的RTK系统相比，该系统具有可靠性强、定位精度高、作业范围广等显著的优势，且该系统能够为用户提供多用途、多功能、全天候的服务[1]。但是，GPS网络RTK系统在对流动站进行定位时，受多种因素的影响，导致定位精度无法得到保障，因此，对该系统的算法及定位精度进行研究是非常有必要的。
1.GPS网络RTK系统
GPS网络RTK也被称之为多基准站RTK，指的是通过在某一地区建立多个GPS基准站（≥3），实现对该区域的网状覆盖，同时以其中的至少一个基准站作为基准，对GPS改正信息进行计算及发播，从而实现对该区域GPS用户的实时动态的精确定位。目前，世界范围内常见的网络RTK技术包括四种，即综合内插技术、区域改正数技术、主辅站技术及虚拟参考站技术，其中应用最为广泛的当属虚拟参考站技术。相较于常规RTK技术，网络RTK技术的优势突出体现在以下几个方面：（1）服务范围广。网络RTK与常规RTK技术的数据信息的传播方式不同，无线网络技术的传播范围必然比电台的传播范围更广。（2）精度提高。调查数据显示，随着距离的增加，RTK技术的精度会降低，而网络RTK技术能够有效消除空间上产生的有关误差，并进行差分计算，使得定位精度得到了有效提升[2]。（3）可用性、可靠性增强。GPS网络RTK系统定位依靠的是多个基准站，若其中一个基准站出现故障，不会对系统的正常运行造成太大的影响，因此，网络RTK具有较强的可用性、完好性和可靠性。
2.GPS网络RTK系统的算法研究
现阶段，我国GPS网路RTK算法的研究方法主要包括虚拟参考站法、线性组合法和内插法。这三种算法都是以差分GPS数据处理为基础，同时，结合网络RTK的特点和算法研究出来的。
2.1内插法
内插法主要包括“距离改正数内插法”和“位置改正数内插法”两种，当前，距离改正数内插法在实际应用中占据主导地位，虽然这种内插法相较于“位置改正数内插法”操作起来复杂一些，但是其计算精度要比“位置改正数内插法”的计算精度高得多。“距离改正数内插法”的计算过程是：利用基准站已知的载波相位观测值和坐标，以获得参考基准站与基准站之间的双差误差改正数，对流动站的近似位置进行内插，以获得流动站处的双差观测值改正数，同时对双差观测值进行改正，最终获得精确的定位[3]。
2.2线性组合法
线性组合法是通过将流动站和各基准站的观测值进行线性组合出新的虚拟观测值。对流层延迟残差、电离层延迟误差、卫星轨道误差在近似地认为呈线性影响的前提下，利用这种组合对这些噪声的影响进行削弱或消除，并根据双差观测方程和新的虚拟观测值计算出流动站准确的位置。线性组合法的计算过程可以总结为以下四步：（1）通过单点定位获得流动站的大概位置坐标，并将该坐标转换为高斯平面坐标，传输给控制中心；（2）将该时刻流动站载波相位观测值及各基准站的观测资料传输给数据处理中心；（3）数据处理中心通过对所获得数据进行处理，计算出线性组合系数和残差项；（4）数据处理中心根据所获得的数据及所求残差项之和构成新的双差观测方程，通过对该方程进行求解就可以获得流动站的精准坐标。线性组合法与内插法的不同点在于各种误差削弱的方式及引进的参数不同，在本质上并没有区别，这两种方法是可以相互转化的，因此，理论上，这两种方法的定位精度是相同的。
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2.3虚拟参考站法
GPS网络RTK系统存在的最大问题是，对流层延迟、电离层延迟及卫星星历等误差对定位准确性影响随着基准站与流动站之间距离的增大而增大，因此，为了解决这一问题，削弱或消除这些误差带来的影响，就必须采取有效的方法来增加基准站与流动站之间误差的相关性。基于这种思想，提出了虚拟参考站，也就是增设一个虚拟的基准站在流动站周围，以提高定位的准确性。虚拟参考站法还有另外一个优势就是，用户在数据处理时，只需要利用原有的常规RTK软件进行就可以了，省去了数据间的转换，在一定程度上降低了计算误差带来的影响，保证了数据处理的精确性。虚拟参考站法的计算过程为，增设一个虚拟基准站在流动站附近，并计算出该虚拟基准站的观测值，此时，用户只需要采用常规RTK技术就能获得精准的定位。
3.GPS网络RTK定位精度测试方法
3.1静态已知点检测法
GPS网络RTK系统定位精度检测中，静态已知点检测法是最常用的检测方法。该方法主要是通过对已知精准坐标的监测点进行实时定位并记录定位结果，然后，对这些结果进行系统地分析，以检测实时定位的精度。其中，通过内符合精度来评定GPS网络RTK系统实时定位的收敛性和稳定性；与内符合精度相对的是外符合精度，用于评定GPS网络RTK系统定位的准确性[4]。静态已知点检测法的优点是简单易行，并且能够有效地检测出GPS网络RTK系统精度，当然，该技术也存在缺点，缺点就是必须知道检测点的精确坐标，如果所找到检测点的坐标不准确，则就无法使用该方法。
3.2与后处理结果比较法
该方法也是GPS网络RTK系统定位精度检测的常用方法。首先，选取一个检测点，然后对该检测点先后进行静态和实时动态检测，然后将前后两次观测获得的结果进行比较，来确定系统定位精度的准确性和可靠性[5]。该方法虽然有效的弥补了第一种方法存在的缺陷，但是，事后静态数据处理得到的结果往往受参考站坐标精确性和观测数据质量的影响。
3.3动态规则几何轨迹法
该方法是将接收机以一定的速度沿着有规则的、固定的轨迹进行运动，然后，对实际轨迹与用户定位获得轨迹进行比较，以检测该系统的定位精度。该方法具有简单易行，灵活方便的优点，适用于陆地动态检测，也是GPS网络定位精度检测的常用方法之一。
3.4固定基线长度相对检测法
该方法是通过在一个运动载体上架设至少两台接收机，将实际存在的与计算得到的相对关系进行比较，以检测系统的定位精度，因此，该方法适用于无固定检测点覆盖的区域，比如大海中的船舶等。
4.结语
总而言之，GPS网络RTK技术具有可靠性强、定位精度高、作业面广等优点，具有广阔的应用前景。当前，虚拟基准站法、线性组合法和内插法是GPS网络RTK系统三种主要的算法。通过GPS网络RTK定位精度测试方法对该系统定位精度进行检测，证明该系统定位具有较高的可靠性和准确性，能够有效的满足人们的需求。
参考文献：
[1]张随甲，周晓忠.GPS-RTK误差来源及减弱误差的实用方法[J].交通科技与经济，2014，16（02）：122-124.
[2]张永奇，林卓，丁晓光，等.基于 CORS 系统的网络 RTK 技术原理及应用[J].测绘标准化，2014，30（2）：11-12
[3]谢东祺，白云，孟灵飞.几种形式的网络 RTK 技术比较与应用研究[J].测绘与空间地理信息，2014，37（12）：178-179.
[4]韩伟.对GPS-RTK 在道路控制测量中的精度探讨[J].建筑工程技术与设计，2015（1）：165-166.
[5]蔡成辉，刘立龙，黎峻宇等.CORS定位精度的可靠性研究[J].地理空间信息，2014，12（6）：74-75.
论文作者:闫亮
论文发表刊物:《基层建设》2018年第9期
论文发表时间:2018/6/4
标签：精度论文; 内插法论文; 基准论文; 网络论文; 系统论文; 流动站论文; 技术论文; 《基层建设》2018年第9期论文;