虛擬參考站技術(Virtual Reference Station,簡稱VRS)也稱虛擬基准站技術,是一種網絡實時動態測量實時動態測量(RTK)技術,通過在某一區域內建立構成網狀覆蓋的多個GPS基准站,在流動站附近建立一個虛擬基准站,根據周圍各基准站上的實際觀測值算出該虛擬基准站的虛擬觀測值,實現用戶站的高精度定位。
虛擬參考站技術主要由控制中心、固定站和用戶3部分組成。與常規的RTK測量不同,VRS網絡各固定參考站不直接向移動用戶發送任何改正信息,而是將所有的原始數據通過數據通訊線發給控制中心。同時,移動用戶在工作前,先通過GSM的短信息功能向控制中心發送一個概略坐標,控制中心收到這個位置信息后,根據用戶位置,由計算機自動選擇最佳的一組固定基准站,根據這些站發出來的信息,整體的改正GPS的軌道誤差,電離層,對流層和大氣折射引起的誤差,將高精度的差分信號發送給移動站。這個差分信號的效果相當於在移動站旁邊,生成一個虛擬的參考基站,從而解決了RTK作業距離上的限制問題,並保證了用戶的精度。2000年,美國天寶公司正式推出了該項技術。
一、虛擬基准站的優缺點
優點:
- VRS最突出優勢是覆蓋范圍更廣:VRS網絡中固定參考站的距離增大,站間距離可達到70KM,三個站覆蓋的面積可以達到2100多平方公里。
缺點:
- 采用雙向通信,限制了它的同時在線用戶數量。
- 虛擬參考基站隨着用戶(流動站)的移動(超過一定距離)要重新初始化,並且是不可追蹤、不可重復的虛擬的參考基站。
- 人為的規定了一個參考站站網中參考站的數量,一般情況下為三個。它們是由參考站軟件所決定的,用於計算流動站所需要的改正數。此項約束限制了系統采用合適數量的參考站解決占主導地位的大氣條件。
- 其播發的數據格式不標准,偏向某一類型的接收機(天寶還是希望你買它的接收機)。
二、虛擬基准站的計算方法
虛擬基准站主要是在移動站附近虛擬出一個基准站,通過網絡技術將多個參考站的數據傳遞給控制中心,控制中心通過一定的算法模擬虛擬站的觀測值,最后將虛擬的觀測值傳給移動站實現差分定位。虛擬基准站參考站的位置通常是在移動站周圍5千米范圍內,但實際情況中一般是幾米內。
- 衛星位置是已知的(廣播星歷/SP3精密星歷) XYZ1。
- 虛擬基站的位置是已知的(GGA初始化的) XYZ2。
- 主參考站的位置是已知的(前期聯測IGS獲得) XYZ3。
空間中三點(XYZ1,XYZ2,XYZ3)的相互距離很容易算出來。設虛擬參考站與衛星距離是P1,主參考站與衛星距離是P2 ,假設虛擬參考站的載波相位模糊度與主參考站的載波相位模糊度相同。那么就可以在主參考站的實際觀測值(L1/L2)上加減幾何上的差值(P1與P2的差值),這樣就可以得到虛擬參考站的觀測值。我們把這個值叫做虛擬觀測值。
三、虛擬基准站的定位精度
通過網絡信息和參考相關文獻得知,目前通過虛擬參考站的定位精度只能達到厘米級。在VRS快速動態定位模式時,還受到如整周模糊度解算等誤差影響,且對流層延時采用Hopfild模型或Saanstamoinen模型等,在這種情況下估算得到的坐標解算標准差為2.193.62cm,在差分事后處理模式時,多采用GAMIT軟件進行基線解算,此時估算得到的坐標標准差約為1.753.37cm。要想使坐標介紹算標准差達到1cm的高精度,除必須采用差分事后處理模式外,還需要保證相鄰基站的基線不超過24km。
參考文獻
VRS虛擬參考站:http://www.360doc.com/content/14/0727/16/9024860_397435223.shtml
三句話明白VRS基本原理:http://blog.sina.com.cn/s/blog_6fe174db0101234z.html
虛擬參考站(百度百科):https://baike.baidu.com/item/虛擬參考站/10491331?fr=aladdin
虛擬參考站(VRS)系統的定位精度分析:https://www.doc88.com/p-608276208951.html