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(shù)又稱RTK（Real Time Kinematic）技術(shù)，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(tǒng)（ Continuous Operational Reference Systems）簡稱CORS。
1.1 傳統(tǒng)RTK
所謂RTK定位是將參考站的單點定位的觀測結(jié)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(shù)，并將改正數(shù)發(fā)送給移動臺，移動臺則根據(jù)參考站的改正數(shù)，實時對定位結(jié)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(xiàn)代計算機、數(shù)據(jù)通信和互聯(lián)網(wǎng)（LAN/WAN)技術(shù)組成的網(wǎng)絡(luò)，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(jīng)過檢驗的不同類型的GNSS觀測值（載波相位，偽距），各種改正數(shù)、狀態(tài)信息、以及其他有關(guān)的GNSS服務(wù)項目的系統(tǒng)。它是在RTK技術(shù)的基礎(chǔ)上發(fā)展而來。
CORS技術(shù)在用途上可以分成單基站CORS、多基站CORS和網(wǎng)絡(luò)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(wù)器，通過NRS-SERVER軟件實時監(jiān)控衛(wèi)星狀態(tài)，存儲靜態(tài)數(shù)據(jù)和實時通過網(wǎng)絡(luò)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(nèi)的多個基站聯(lián)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(shù)據(jù)發(fā)送到一個服務(wù)器。移動站作業(yè)時，只要發(fā)送它的位置信息到服務(wù)器，系統(tǒng)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(shù)據(jù)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(wǎng)絡(luò)CORS：就是采用網(wǎng)絡(luò)參考站系統(tǒng)軟件，對分布在一定區(qū)域內(nèi)的多臺基準站的坐標和實時觀測數(shù)據(jù)進行系統(tǒng)綜合誤差改正建模，盡可能消除區(qū)域內(nèi)流動站觀測數(shù)據(jù)的系統(tǒng)綜合誤差，從而獲得高精度的實時定位結(jié)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(nèi)部分城市已經(jīng)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(tǒng)，通過地球靜止軌道（GEO）衛(wèi)星搭載衛(wèi)星導航增強信號轉(zhuǎn)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(xiàn)對于原有衛(wèi)星導航系統(tǒng)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(jīng)建立起了多個SBAS系統(tǒng)，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(tǒng)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(shù)據(jù)（偽距、衛(wèi)星播發(fā)的相位等）并送至中央處理設(shè)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(wù)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(shù)“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(wù)系統(tǒng)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(shè)基站的情況下，在全球任一地點單機實現(xiàn)厘米級定位增強服務(wù)。 “中國精度”是中國首家具備世界級領(lǐng)先水平的覆蓋全球運營的星基增強服務(wù)系統(tǒng)。
整個系統(tǒng)由五部分組成：1、參考站；2、數(shù)據(jù)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(shù)據(jù)被送到數(shù)據(jù)處理中心，經(jīng)過處理以后生成差分改正數(shù)據(jù)或差分改正模型，差分改正數(shù)據(jù)通過數(shù)據(jù)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(shù)據(jù)。當這些改正數(shù)據(jù)被應(yīng)用在GPS測量中時，一個實時的高精度點位結(jié)果就出來了。
中國精度提供三檔定位精度服務(wù)：
4cm (RMS) 使用H10服務(wù)
15cm (RMS) 使用H30服務(wù)
50cm (RMS) 使用H100服務(wù)
附錄：高精度定位板卡廠商
1. 合眾思壯
P326
GNSS技術(shù)參數(shù)
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(wù)
15cm (RMS) 使用H30服務(wù)
50cm (RMS) 使用H100服務(wù)
2. 華測
B380
GNSS技術(shù)參數(shù)
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(shù)參數(shù)
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(shù)參數(shù)
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(shù)參數(shù)
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
