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四、新的新的 GPS 定位技術

近幾年，在高精度 GPS 定位技術方面出現(xiàn)了兩種新的定位方法，它們是網(wǎng)絡 RTK 技術和精密單點定位技術。隨著這兩項新技術的不斷完善和人們對它們的逐步了解，其應用范圍將逐漸擴大，其大規(guī)模的應用將改變原有的許多 GPS 作業(yè)模式，大大提高 GPS 測量的工作效率和定位精度。

(一) 網(wǎng)絡 RTK

網(wǎng)絡 RTK 技術也稱“虛擬參考站技術” (Virtual Reference Station –VRS)。20 世紀 90年代后期，GPS 長距離快速精密定位方法出現(xiàn)突破，根據(jù)大區(qū)域多個 GPS 觀測站的數(shù)據(jù)，衛(wèi)星軌道誤差和大氣折射誤差可以得到消除或消弱，模糊度的整周特性得到加強，導致了網(wǎng)絡 RTK 系統(tǒng)的產(chǎn)生和發(fā)展。

網(wǎng)絡 RTK 系統(tǒng)最為重要的功能是長距離高精度快速動態(tài)定位。其核心思想是：根據(jù)用戶的位置，系統(tǒng)生成一個觀測值，如同在用戶附近有一個虛擬的觀測站；用戶根據(jù)該觀測值，采用常規(guī)的 RTK 方法，就能實現(xiàn)精密定位。

1. 網(wǎng)絡 RTK 定位系統(tǒng)的組成

網(wǎng)絡 RTK 定位系統(tǒng)由以下幾個部分組成：

(1) 基準站單元：GPS 衛(wèi)星定位數(shù)據(jù)和氣象數(shù)據(jù)跟蹤、采集、傳輸和設備完好性監(jiān)測。

(2) 數(shù)據(jù)通信系統(tǒng)：采用無線或有線方式，把基準站 GPS 觀測數(shù)據(jù)和氣象數(shù)據(jù)傳輸至監(jiān)控分析中心。

(3) 監(jiān)控分析中心：數(shù)據(jù)處理、系統(tǒng)管理、服務提供。

(4) 數(shù)據(jù)發(fā)播系統(tǒng)：采用互連網(wǎng)、GSM 或 FM 等方式，把原始 GPS 數(shù)據(jù)或差分改正信息發(fā)送給用戶。

(5) 用戶應用系統(tǒng)：根據(jù)用戶需求進行不同精度的定位。網(wǎng)絡 RTK 系統(tǒng)是一個綜合的多功能定位服務系統(tǒng)，根據(jù)基準站的分布，其作用區(qū)域可以覆蓋一個城市或一個行政區(qū)劃、甚至一個國家和地區(qū)。

2. 網(wǎng)絡 RTK 定位系統(tǒng)提供的定位服務

(1) 實時應用

以 FMHDS 技術或 UHF/VHF 作為主要的通信手段，其應用如下：

實時厘米級精度定位測量，技術上依靠高精度的載波相位差分實現(xiàn)(簡稱 RTK)，主要用于城市實時控制測量，實時小區(qū)域大中比例尺測圖與修測、工程放樣和工程監(jiān)測。

亞米級(分米量級的)精度定位測量，主要適合于 GIS 更新或相應工程應用。

1～5 米級差分精度定位測量，技術上主要依靠偽距差分實現(xiàn)(偽距差分)，主要服務對象是船舶、車輛導航和車輛監(jiān)控用戶。

(2) 事后應用

以 Internet 作為主要的數(shù)據(jù)傳輸手段，其應用如下：

毫米或亞厘米量級定位測量，由監(jiān)控分析中心提供高精度的載波相位差分數(shù)據(jù)，用戶依靠自身軟件進行事后或準實時處理得到毫米量級的精密定位。主要服務于精密控制、變形監(jiān)測和精密工程建設。

米級和亞米級事后差分，主要用于事后 GIS 數(shù)據(jù)更新，如道路更新、城市管線測量等等。厘米級快速事后靜態(tài)定位，主要應用于某些工程。

所以，在一個城市建立網(wǎng)絡 RTK 系統(tǒng)，基本上能夠滿足各種精度要求的定位服務。系統(tǒng)本身提供的定位服務種類，也涵蓋了目前所有的 GPS 測量手段，如差分 GPS 定位、靜態(tài)定位、RTK 定位等。

(二) 精密單點定位

定位原理如同單點定位，采用雙頻載波相位觀測值，需要外部提供精密的軌道和衛(wèi)星鐘差。精密單點定位技術(Precise Point-Positioning--PPP)，也稱 PPP 技術。

在 GPS 定位中，主要的誤差來源于三類，即軌道誤差、衛(wèi)星鐘差和電離層延時。如果采用雙頻接收機，可以利用 LC 相位組合，消除電離層延時的影響。這樣，定位誤差只有軌道誤差和衛(wèi)星鐘差兩類。如果能夠提供精確的衛(wèi)星軌道和衛(wèi)星鐘差，利用觀測得到的相位值，就能精確地計算出接收機位置、對流層延時等信息。