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技术进步为精确的全球导航卫星系统定位带来了新的性能水平

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技术进步为精确的全球导航卫星系统定位带来了新的性能水平

发布日期:2019-11-26 作者: 点击:

从最早的卫星定位开始,测量人员、制图员和其他地理空间专业人员就一直在寻找地理定位的圣杯:在任何需要的时候和任何地方都能达到厘米级的精度。地籍或工程测量、施工、监测和基础设施管理等活动无论项目位置如何,都需要高精度。【鄂尔多斯工程测量对精度的追求首先导致了实时运动学(RTK)解决方案,然后是实时GNSS网络(RTN)。这些解决方案可以实时提供厘米级的位置,这使用户在生产力和灵活性方面向前迈进了一大步。


最近,精确的点定位(PPP)正在解决偏远地区对精确地理定位的需求,在PPP中,一个GNSS探测器可以在没有RTK或RTN的情况下产生精确的结果。例如,在澳大利亚南部,为Fyfe私人有限公司(一家主要的澳大利亚咨询公司)工作的测量员在没有全球导航卫星系统网络服务的地区使用购买力平价进行地籍测量。Fyfe的工作人员使用Trimble®CenterPoint®RTX定位服务来捕捉地籍标记上的实时位置。作为检查,他们还捕获了40个标记上的静态GNSS数据。使用Trimble RTX获得的位置与后处理静态测量一致,水平方向在2 cm以内。这项工作表明,与其他实时技术相比,它们可以满足本地精度要求,同时大大减少在现场花费的时间。RTK和RTN将继续为用户提供良好的服务。但这种方法也有局限性。RTK用户需要管理自己的参考站,并保持在控制点的无线电范围内,或在需要时建立新的参考站。RTN不需要单独的参考站,允许用户覆盖更大但仍然有限的区域。【鄂尔多斯土方测量】这两种方法都依靠无线电或蜂窝通信向GNSS漫游者传送数据。如果数据通信链路中断,则停止精确的实时定位。


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精确点定位(PPP)可以解决地理约束和通信中断等问题。然而,直到最近,它在准确性和时间上都有自己的局限性。用户通常需要等待30分钟或更长时间才能获得更高精度的全球导航卫星系统位置,该位置的精度仍然只有几分米。这种精度可能足以满足许多用途,但不足以满足测量和施工中的许多应用。幸运的是,这些限制正在消失。改进的PPP技术提供了新的精度、灵活性和可靠性水平。Trimble的CenterPoint RTX定位服务的最新进展说明了这些新功能。


使好的解决方案更好

与RTK和RTN中使用的差分技术不同,PPP通过对三个主要误差源(卫星轨道、时钟偏移和大气效应)进行建模和校正来确定位置。校正数据被传送到一个GNSS探测器,它将这些信息与自己的卫星观测数据结合起来,产生精确的位置。订阅定位服务的用户通过通信卫星接收修正。【鄂尔多斯测量放线】根据供应商的不同,购买力平价的准确度通常在分米到米的范围内。随着CenterPoint RTX的引入,Trimble实现了一项商业服务,以提供高精度的PPP修正。CenterPoint RTX是Trimble的全球实时定位RTX平台的一项服务,主要针对需要厘米精度的应用程序和用户。Trimble RTX于2011年推出,为七大洲的用户提供可靠的校正服务。2018年5月,Trimble发布了CenterPoint RTX的最新性能规范:该系统可产生2 cm RMS的水平精度,收敛时间为15分钟。(在Trimble CenterPoint RTX快速服务可用的地区,融合只需一分钟。)解决方案融合后,crews可以使用标准RTK工作流进行数据收集和放样。


改进的性能是通过几个因素实现的。首先,Trimble运营着一个由全球100多个GNSS跟踪站组成的网络,这些跟踪站向Trimble RTX服务器提供连续的GNSS观测数据。第二,Trimble RTX不限于GPS和GLONASS。它还利用来自北斗、伽利略的信号来提供一个真正的多星座解决方案,从而使误差源的建模更加稳健。第三,Trimble的工程师和科学家已经开发了用于PPP的增强建模技术。还改进了将数据传送到服务器和GNSS漫游者的校正流。【鄂尔多斯市双淇】随着来自更多站点的更多数据被输入到不断改进的算法中,整个系统的性能得到了提高。例如,Trimble现在可以实时模拟精度为1到2厘米的卫星轨道。将其与精确到大约一米的广播轨道数据进行比较。国际GNSS服务(IGS)提供的精确轨道数据提供厘米级精度,但在实地调查后10至15天内无法获得这一信息。


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大气模拟和时钟偏移的计算也得到了改进。大气模型通过分析从卫星已知位置发送到已知地面站的无线电信号来工作。这种方法利用轨道和时钟偏差的高精度模型,实质上是在特定位置直接测量大气。随着台站密度的增加,模型可以变得更加精确。因此,Trimble RTX不仅可以使用全球大气模型,还可以开发区域大气模型(RAM)。在欧洲大部分地区和北美部分跟踪站密度足够的地区,区域大气模型非常精确,提供了更高的分辨率,【工程测量】从而大大加快了收敛时间。快速会聚还利用这些区域可用的更高带宽将校正数据从通信卫星传输到GNSS漫游者。使用CenterPoint RTX Fast可以在不到一分钟的时间内获得这些区域的位置。提供高精度定位的能力还取决于现场硬件能力的提高。新一代的GNSS漫游者,如Trimble R10,能够跟踪所有可用的信号以及PPP校正,这些信号通过L波段传输。新的漫游者还提供了在飞行中处理大量数据和复杂计算所需的计算马力。在收敛期间,中心点RTX用户可以看到基于Trimle使用的专利HD-GNSS方法的控制器上显示的精度估计,这与传统RTK定位技术不需要传统的模糊度固定。这使得系统不再易受“错误”修复的攻击,从而获得更可靠的解决方案。与RTK类似,crews可以占据一个已知的位置,并使用快速启动技术,在无法使用CenterPoint RTX Fast的区域将收敛时间减少到5分钟以内。


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