高精度定位的幾種解決方案
高精度定位解決途徑
1. RTK
載波相位差分技術又稱RTK（Real Time Kinematic）技術，是實時處理兩個測站載波相位觀測量的差分方法。即是將基準站采集的載波相位發(fā)給用戶接收機，進行求差解算坐標。載波相位差分可使定位精度達到厘米級。目前測量中常用的動態(tài)測量方法主要是RTK和連續(xù)運行參考站系統（ Continuous Operational Reference Systems）簡稱CORS。
1.1 傳統RTK
所謂RTK定位是將參考站的單點定位的觀測結果與參考站的已知坐標進行比較，計算出參考站至衛(wèi)星的距離改正數，并將改正數發(fā)送給移動臺，移動臺則根據參考站的改正數，實時對定位結果進行改正，從而提高定位精度。目前單基站RTK定位方法中有偽距法和載波相位法，因載波相位差分法比其他幾種方法的精度要高，因此目前市場上主流RTK儀器的解算方法也多為載波相位差分法。
1.2 CORS
CORS可以定義為一個或若干個固定的、連續(xù)運行的GNSS參考站，利用現代計算機、數據通信和互聯網（LAN/WAN)技術組成的網絡，實時地向不同的類型、不同需求、不同層次的用戶自動地提供經過檢驗的不同類型的GNSS觀測值（載波相位，偽距），各種改正數、狀態(tài)信息、以及其他有關的GNSS服務項目的系統。它是在RTK技術的基礎上發(fā)展而來。
CORS技術在用途上可以分成單基站CORS、多基站CORS和網絡CORS。
- 單基站CORS：就是只有一個連續(xù)運行站。類似于一加一或一加多的RTK，只不過基準站是由一個連續(xù)運行的基站代替，基站同時又是一個服務器，通過NRS-SERVER軟件實時監(jiān)控衛(wèi)星狀態(tài)，存儲靜態(tài)數據和實時通過網絡向移動站（用戶終端）發(fā)送差分信息。
- 多基站CORS：就是分布在一定區(qū)域內的多個基站聯合作業(yè)，基站與基站之間的距離不超過50公里，他們都將數據發(fā)送到一個服務器。移動站作業(yè)時，只要發(fā)送它的位置信息到服務器，系統自動計算移動站與各個基站之間的距離，將距離近的基站差分數據發(fā)送給流動站，確保達到最佳的測量精度。多基站CORS作業(yè)原理與單基站基本相同。
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網絡CORS：就是采用網絡參考站系統軟件，對分布在一定區(qū)域內的多臺基準站的坐標和實時觀測數據進行系統綜合誤差改正建模，盡可能消除區(qū)域內流動站觀測數據的系統綜合誤差，從而獲得高精度的實時定位結果。
- RTK和CORS區(qū)別
CORS就是固定的永不斷電的基站,優(yōu)點就是作用距離遠,作業(yè)方便,缺點是費電,維護費用高,局限某個地區(qū)；RTK就是可移動的基站作業(yè),優(yōu)點是機動性強、可以跨地區(qū)工作,缺點是做點校正繁瑣。
無論是RTK還是CORS都需要基站的支持才能使用，目前國內部分城市已經建成覆蓋全市區(qū)的CORS，移動站需要登錄才能使用。
2. SBAS（DGPS）
SBAS（Satellite-Based Augmentation System），即星基增強系統，通過地球靜止軌道（GEO）衛(wèi)星搭載衛(wèi)星導航增強信號轉發(fā)器，可以向用戶播發(fā)星歷誤差、衛(wèi)星鐘差、電離層延遲等多種修正信息，實現對于原有衛(wèi)星導航系統定位精度的改進，從而成為各航天大國競相發(fā)展的手段。目前，全球已經建立起了多個SBAS系統，如美國的WAAS（Wide Area Augmentation System）、俄羅斯的SDCM（System for Differential Corrections and Monitoring）、歐洲的EGNOS（European Geostationary Navigation Overlay Service）、日本的MSAS（Multi-functional Satellite Augmentation System）以及印度的GAGAN（GPS Aided Geo Augmented Navigation）。
上述SBAS系統的工作原理大致相同。首先，由大量分布極廣的差分站（位置已知）對導航衛(wèi)星進行監(jiān)測，獲得原始定位數據（偽距、衛(wèi)星播發(fā)的相位等）并送至中央處理設施（主控站），后者通過計算得到各衛(wèi)星的各種定位修正信息，通過上行注入站發(fā)給GEO衛(wèi)星，最后將修正信息播發(fā)給廣大用戶,從而達到提高定位精度的目的。
SBAS服務可以免費使用，但部分地區(qū)沒有信號覆蓋。在定位板卡模塊中以參數“DGPS”給出定位精度，一般精度為0.4m。
3. 中國精度
“中國精度”星基增強服務系統由合眾思壯于2015年6月面向全球發(fā)布，使衛(wèi)星導航用戶在無需架設基站的情況下，在全球任一地點單機實現厘米級定位增強服務。 “中國精度”是中國首家具備世界級領先水平的覆蓋全球運營的星基增強服務系統。
整個系統由五部分組成：1、參考站；2、數據處理中心；3、注入站；4、地球同步衛(wèi)星（INMARSAT）；5、用戶站。
參考站由分布在全球近100個參考基站，每時每刻都在接收來自GPS衛(wèi)星的信號，參考站獲得的數據被送到數據處理中心，經過處理以后生成差分改正數據或差分改正模型，差分改正數據通過數據通訊鏈路傳送到衛(wèi)星注入站并上傳到INMARSAT同步衛(wèi)星，向全球發(fā)布。
用戶站的GPS接收機實際上同時有2個接收部分，一個是GPS接收機，一個是L波段的通信接收器，GPS接收機跟蹤所有可見的衛(wèi)星然后獲得GPS衛(wèi)星的測量值，同時L波段的接收器通過L波段的衛(wèi)星接收改正數據。當這些改正數據被應用在GPS測量中時，一個實時的高精度點位結果就出來了。
中國精度提供三檔定位精度服務：
4cm (RMS) 使用H10服務
15cm (RMS) 使用H30服務
50cm (RMS) 使用H100服務
附錄：高精度定位板卡廠商
1. 合眾思壯
P326
GNSS技術參數
接收衛(wèi)星信號：GPS L1/L2/L2C(L5，無B3時支持)、GLONASS G1/G2,P1/P2, BeiDou B1/B2/B3以及Galileo，QZSS
SBAS跟蹤：3通道并行跟蹤
水平定位精度
單機：1.2米（RMS）
DGPS：0.3米（RMS）
RTK：8mm+1ppm
中國精度：4cm (RMS) 使用H10服務
15cm (RMS) 使用H30服務
50cm (RMS) 使用H100服務
2. 華測
B380
GNSS技術參數
接收衛(wèi)星信號：BDS:B1/B2/B3、GPS:L1/L2/L5、GLONASS:L1/L2、SBAS:L1
水平定位精度
單機：3米（RMS）
RTK：1.0cm + 1ppm(RMS)
3. 和芯星通
UB4B0
GNSS技術參數
接收衛(wèi)星信號：BDS B1/B2/B3、GPS L1/L2、GLONASS L1/L2、QZSS L1/L5、SBAS L1
水平定位精度
單機：1.5米（RMS）
DGPS：0.4米（RMS）
RTK：10mm+1ppm
4. 司南導航
k708
GNSS技術參數
接收衛(wèi)星信號：GPS L1C/A, L1P, L2P, L2C,L5、BDS B1I, B2I, B3I、GLONASS G1C, G2C, G1P, G2P、SBAS L1C/A
水平定位精度
單機：1.5米（RMS）
RTD：0.5米（RMS）
RTK：10mm+1ppm
E-RTK：20cm+1ppm
5. 北云
BY381
GNSS技術參數
接收衛(wèi)星信號：BDS:B1/B2/B3、GPS:L1/L2/L5、GLONASS:G1/G2
水平定位精度
單機：1.5米（RMS）
DGPS：0.5米（RMS）
RTK：10mm+1ppm
