網(wǎng)絡(luò)CORS基站與單基站的應(yīng)用與分析

王曉燕 宋東坡 鄭迪松 周峰

【摘?要】最近幾年中國自動化駕駛技術(shù)突飛猛進，進而要求提供一種精確度更高的定位系統(tǒng)。隨著我國北斗衛(wèi)星系統(tǒng)的組網(wǎng)，中國的RTK建設(shè)也全面展開。這種上世紀(jì)末的技術(shù)如今得到了更廣泛的應(yīng)用，在農(nóng)業(yè)上在測繪上，其能提供厘米級別的定位精度，為自動駕駛精準(zhǔn)農(nóng)業(yè)等多個領(lǐng)域提供更好的定位方式。但是受制于天氣，建筑物，網(wǎng)絡(luò)RTK的定位精度依舊會受到很大影響。在此，通過對比不同地區(qū)的定位精確度來分析各種應(yīng)用環(huán)境對RTK的影響。

【關(guān)鍵詞】網(wǎng)絡(luò)RTK;CORS基站;單基站

引言

實時動態(tài)載波相位差分技術(shù)，是實時處理兩個測量站載波相位觀測的差分方法。因為GPS在設(shè)計之初是基于時間來計算精度，因為衛(wèi)星與地球之間遙遠的距離，所以導(dǎo)致數(shù)據(jù)傳輸大氣電磁環(huán)境等干擾會產(chǎn)生延遲，而這微小的延遲帶來的是定位精度的較大偏差。所以在世紀(jì)之后不久就有專家思考建立基準(zhǔn)站以減小這種偏差，將基準(zhǔn)站采集到的載波相位發(fā)給用戶既流動站，進行求解算時間差，以提高定位精度。但是基于觀測站信號強度以及數(shù)據(jù)冗余，用戶只能在半徑10-20KM的距離上使用，為了提高使用便捷性，也隨著移動通信技術(shù)的提高網(wǎng)絡(luò)RTK應(yīng)運而生。

網(wǎng)絡(luò)RTK

網(wǎng)絡(luò)RTK和單基站RTK有很大區(qū)別，不僅僅是精度以及使用便捷程度上。雖然在建設(shè)成本上單基站花費更低，也更便捷，但是隨著科技的進步元器件采購成本的降低尤其是RTK板卡既載波相位差分解算芯片，根據(jù)市場反饋板卡價格下降幅度超過90%，網(wǎng)絡(luò)RTK的建設(shè)成本也在大幅度下降，而且應(yīng)用更為廣泛。

網(wǎng)絡(luò)RTK與單基站RTK的一個區(qū)別在于觀測站的數(shù)量。顧名思義，單基站RTK是一個觀測站，既一個流動的基準(zhǔn)點。其優(yōu)勢在于建設(shè)方便，成本低，因為流動站與觀測站距離近，信號強度以及數(shù)據(jù)延遲要優(yōu)于網(wǎng)絡(luò)RTK。這非常適用于戶外探索以及沒有網(wǎng)絡(luò)信號覆蓋的地方，在小范圍內(nèi)有著充分的應(yīng)用場景，相較于網(wǎng)絡(luò)RTK每年數(shù)千元的服務(wù)費，單基站更是物美價廉。

建設(shè)單基站的效果是顯著的，但這并不能說明單基站遠勝于網(wǎng)絡(luò)基站。網(wǎng)絡(luò)RTK基站是由多個基站觀測點的基準(zhǔn)站，其優(yōu)勢在于更大面積的覆蓋范圍，可以為更多用戶提供數(shù)據(jù)服務(wù)，同時網(wǎng)絡(luò)RTK可靠性更高，因為4G技術(shù)的發(fā)展數(shù)據(jù)延遲只有10-20，其精度和范圍也擴大了數(shù)倍。基于北斗定位系統(tǒng)，以互聯(lián)網(wǎng)+北斗的應(yīng)用理念順勢而生，現(xiàn)在在中國已經(jīng)可以使用毫米級別精度的定位服務(wù)。未來隨著中國5G技術(shù)的飛躍式發(fā)展，網(wǎng)絡(luò)RTK將會更廣泛的服務(wù)于更行各業(yè)，為每一個用戶提供隨時隨地的高精度定位服務(wù)。

精度對比

網(wǎng)絡(luò)RTK與單基站RTK相比較，在精度上還是有很大區(qū)別的。在自然環(huán)境中，流動站通過GPRS/CDMA無線網(wǎng)絡(luò)向數(shù)據(jù)中心發(fā)送定位坐標(biāo)信息，數(shù)據(jù)中心在接收到流動站概略坐標(biāo)后，使用固定參考站和實時觀測數(shù)據(jù)對流動站進行誤差分析。

本文重點討論兩種RTK的實際應(yīng)用，因此對模糊方法不做過多分析。以下選取基站連接網(wǎng)絡(luò)RTK建立基準(zhǔn)站以及單基站RTK設(shè)置基準(zhǔn)站進行間隔1s的三星數(shù)據(jù)對比，不對定位精度進行比對。

流動站分析

本實驗采用同一流動站分別連接網(wǎng)絡(luò)RTK基站和單基站進行不同環(huán)境下可用性對比，以及其他數(shù)據(jù)的對比分析。

結(jié)論

RTK在生活中最為人們所熟知的應(yīng)用是自動駕駛，最接近你的事共享單車中的位置服務(wù)。在農(nóng)業(yè)已經(jīng)工程勘探中GNSS-RTK與CORS得到了非常廣泛的應(yīng)用。給予中國無人機的發(fā)展，RTK技術(shù)在航空攝影，以及DEM（數(shù)字高程攝影）發(fā)揮了越來越重要的作用，而且許多公司在有力的將數(shù)項技術(shù)糅合在一起更好的服務(wù)于社會。根據(jù)測試結(jié)果，北斗+網(wǎng)絡(luò)RTK服務(wù)的定位精度高，有效可靠，相比于傳統(tǒng)定位初始化速度更快，效率更高，服務(wù)更廣，再有網(wǎng)絡(luò)覆蓋的區(qū)域有著無可比擬的優(yōu)勢，可以全方位滿足電力，交通，農(nóng)業(yè)航空等領(lǐng)域的需求，未來隨著5G的推廣，延遲將會越來越小，另外當(dāng)北斗亞米級精度全球范圍的開放，這項技術(shù)將會有不僅會全力推動自動化駕駛技術(shù)的進步更會有其他廣闊的應(yīng)用范圍和價值。

（作者單位：浙江經(jīng)貿(mào)職業(yè)技術(shù)學(xué)院）