Что такое VRS станции в спутниковых методах, цели и задачи?
VRS «Виртуальная опорная станция»- это сеть опорных станций GPS, непрерывно подключенных через линии передачи данных к центру управления. Компьютер в центре управления непрерывно собирает информацию от всех получателей и создает живую базу данных и создает базу данных региональных поправок. Они используются для создания виртуальной опорной станции, расположенной всего в нескольких метрах от того места, где любой ровер расположен вместе с необработанными данными, которые исходят из этого. Ровер интерпретирует и использует данные как будто, это произошло с реальной справочной станции.
Внедрение идеи VRS в решение функциональной системы следует следующим принципам. Сначала нам нужно несколько опорных станций (не менее трех), которые подключаются к сетевому серверу через некоторые линии связи.
GPS-приемник отправляет свое приблизительное положение в центр управления, на котором работает GPSNet. Он делает это, используя мобильную телефонную линию передачи данных, такую как GSM, для отправки стандартной строки позиции NMEA под названием GGA. Этот формат был выбран, потому что он доступен для большинства сетей приемников.
Центр управления примет позицию и ответит, отправив данные коррекции RTCM в ровер. Как только он будет получен, ровер будет вычислять высококачественное решение DGPS и обновлять его положение. Затем ровер отправляет новую позицию в центр управления.
Сетевой сервер теперь рассчитает новые исправления RTCM, чтобы они, по-видимому, поступали со станции рядом с ровером. Он отправляет их обратно по линии передачи данных по мобильному телефону (например, GSM). Решение DGPS имеет точность до +/- 1 метр, что достаточно хорошо, чтобы гарантировать, что искажения в атмосфере и эфемериды, смоделированные для всей сети опорных станций, применяются правильно. Этот метод создания исходных данных опорной станции для новой, невидимой, незанятой станции является тем, что дает концепции свое название «Концепция виртуальной опорной станции». Используя эту технику, можно выполнить высокоэффективное позиционирование RTK во всей сети станций.
.Network RTK с форматом широковещательной передачи
Как указано выше, технология VRS работает только с двунаправленной связью, такой как GSM / GPRS и т. Д. Для радиоресурсов требуется однонаправленное широковещательное решение со специальным форматом. К сожалению, в настоящее время нет стандартизованного на международном уровне сетевого формата, который можно было бы использовать для этого. В настоящее время комитет RTCM обсуждает и оценивает несколько предложений в сетевом широковещательном формате, но ни один производитель-получатель в настоящее время не реализовал такой формат. Комитет SAPOS в Германии решил стандартизировать очень простое линейное описание компонентов ошибок, также называемое коррекцией локальной сети (FKP). Это предложение теперь является одним из стандартных форматов, используемых в Германии в дополнение к технике VRS. Формат FKP использует описание 59 сообщения RTCM 2.3 для получения специального сообщения, включая параметры линейной коррекции, для приближения поведения ошибки в окрестности физической опорной станции. Эта реализация широковещательного сообщения имеет свои ограничения. Это будет хорошим решением для перемещения по окрестности станции
Сети виртуальной опорной станции (VRS) используют кинематические решения реального времени (RTK) для обеспечения высокоточных глобальных навигационных спутниковых систем RTK.
Чтобы достичь сантиметрового уровня или, что еще лучше, точность позиционирования, как правило, требует использования точных наблюдений фазы двухчастотной несущей. Кроме того, эти наблюдения обычно обрабатываются с использованием дифференциального алгоритма GNSS (DGNSS), такого как кинематика реального времени (RTK) или пост-обработка (PP). Однако, независимо от конкретного дифференциального алгоритма, подразумеваемым в этом процессе является предположение, что качество данных опорной станции согласуется с желаемым уровнем точности позиционирования.
Концепция виртуальной опорной станции (VRS) может помочь удовлетворить это требование с использованием сети опорных станций. В качестве быстрого обзора типичная установка DGNSS состоит из одной опорной станции, из которой необработанные данные (или исправления) отправляются в приемник ровера (то есть пользователь). Затем пользователь формирует разности фаз несущей (или исправляет их исходные данные) и выполняет обработку данных с использованием дифференциальных поправок.
Напротив, сетевые архитектуры GNSS часто используют несколько опорных станций. Этот подход позволяет более точно моделировать дистанционно-зависимые систематические ошибки, вызванные главным образом ионосферными и тропосферными преломлениями, а также ошибки спутниковой орбиты. Более конкретно, сеть GNSS снижает зависимость бюджета ошибки от расстояния до ближайшей антенны.
Реализация идеи VRS в функциональное системное решение по следующим принципами. Для начала необходимы несколько базовых станций (не менее трех), которые подключены к сетевому серверу через некоторые линии связи.
GNSS-ровер посылает его примерное положение в центр управления, с использованием канала передачи данных мобильного телефона. Центр управления принимает данные о положении ровера, и отвечает путем отправки корректирующих поправок на ровер. Как только они получены, ровер вычисляет свое положение в высоком качестве и обновляет координаты точки. А затем вновь направляет данные о своем местоположении в центр управления.
Сетевой сервер теперь будет вычислять новые поправки таким образом, чтобы они воспринимались ровером как поправки от базовой станции, находящейся рядом. И посылает их обратно на канал передачи данных мобильного телефона. Этот метод создания исходных данных базовой станции и дает концепции ее название «The Virtual Reference Station». С помощью данного метода, можно выполняют высоко улучшенную RTK съемку.
Основным назначением VRS является уменьшение длины базовой линии между мобильным приемником и базовой станцией для того, чтобы эффективно удалить пространственно коррелированные ошибки с использованием дифференциальной обработки, и включить поправки, полученные от сети базовых станций.
Поскольку приемник пользователя не может, по определению, отличить реальную базовую станцию и VRS, расстояние между VRS и пользователем должно быть соизмеримо с уровнем поправок, присутствующих в данных VRS. Что позволяет приемнику использовать свои алгоритмы обработки данных, которые изменяются в зависимости от длины базовой линии к базовой станции.
Чтобы проиллюстрировать это, давайте рассмотрим простой пример. Предположим, пользовательский приемник выполняет L1 обработку базовых линий до, скажем, 8 километров и двухчастотные (L1 / L2) комбинации для более длинных базовых линий.
Теперь представьте, что если поправки в данных VRS были похожи на 20-километровую базовую линию, но положение VRS было определено всего в 2 километрах от пользователя. В этом случае приемник пользователя будет пытаться использовать L1 обработку, но уровень поправок в данных, почти наверняка не позволит получить корректные результаты с использованием этого подхода.
Из этого примера мы видим, что VRS нуждается в физической сети GNSS-станций вокруг области измерений, с как минимум тремя базовыми станциями, чтобы получить возможность моделирования поправок. При этом большее количество базовых станций и улучшенная геометрия сети обеспечивают более точное моделирование поправок.
Концепция VRS позволяет использовать менее плотную сеть GNSS-станций без ухудшения точности. В результате максимальное расстояние между ровером и ближайшей базовой станцией может быть увеличено по сравнению с типичными 10 ~ 15 километрами без ухудшения точности. Данная технология значительно упрощает работу геодезистов в условиях сложного рельефа местности, а так же, позволяет оздать сеть поправок на большую территорию и отойти от необходимости введения различных местных систем координат с делением их на зоны.
Размещено: 08.06.2017
