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GNSS基准站区域改正参数方法

时间:2023-08-27 理论教育 版权反馈
【摘要】:区域改正参数方法是由德国的Geo++GmbH提出来的。其工作原理和流程如下所述:①主控站采用卡尔曼滤波动态模型,对多个或者所有测站采集的同步观测值进行非差网络解算,产生FKP的区域改正参数。由此载波相位L1和L2信号的距离相关误差δr1和δr2分别为:VRS和FKP的区别在于,FKP是一种广播模式,改正数在流动站端得到应用,而VRS是拨号方式生成虚拟参考站数据,改正数在网络RTK服务端得到应用。

GNSS基准站区域改正参数方法

区域改正参数(FKP)方法是由德国的Geo++GmbH提出来的。该方法基于状态空间模型(SSM),要求所有基准站将每一个观测瞬间所采集的未经差分处理的同步观测值实时地传输到数据处理中心。数据处理中心首先计算出网内电离层和几何信号的误差影响,再把误差影响描述成南北方向和东西方向区域参数,然后以广播的方式发播出去,流动站根据这些参数和自身位置计算误差改正数。系统传输的FKP参数能够比较理想地支持流动站的应用软件,但是流动站必须知道有关的数学模型,才能利用FKP参数生成相应的改正数。为了获取瞬时解算结果,每个流动站需要借助于一个称为AdV盒的外部装置或接收机内置解译软件,配合流动站接收机的RTK作业。

FKP技术利用插值算法将区域范围内与距离有关的误差项模型化,是一种动态的全网整体解算模型。其工作原理和流程如下所述:

①主控站采用卡尔曼滤波动态模型,对多个或者所有测站采集的同步观测值进行非差网络解算,产生FKP的区域改正参数。

②主控站将FKP参数按RTCM-TYPE59格式编码并采用单向广播模式发送给用户接收机。

③用户采用FKP专用解码程序,进行距离相关误差修正,然后进行RTK定位

FKP方法是一种广播模式,其优点在于当基准站受到诸如多路径反射或高楼的信号遮挡等影响的时候,可以自动重新组成FKP的平面。此外,FKP采取单向数据通讯代替如VRS方法中的双向数据通讯,不仅可以降低用户的作业成本,而且能够保持用户使用的隐秘性。FKP的方法在德国、荷兰和其他欧洲国家有广泛的应用(Wübbena,et al.,2002)。(www.xing528.com)

FKP以RTCM59格式向RTK流动站提供与距离相关的误差分量,数据处理程序计算每颗卫星覆盖的特定网络区域,并按一定的时间间隔(10s以内)播发包括电离层、对流层轨道等的影响。FKP中用一个线性的区域多项式表示与位置相关的误差,它的参考面平行于WGS84椭球面,高度为参考站的高程高度。流动站相位观测值相对于这个平面的坐标(φ,λ)被用来计算与距离相关的误差:

式中,N0,E0分别为南北方向和东西方向几何信号区域改正参数(无电离层)([ppm]);NI,EI分别为南北方向和东西方向窄巷电离层信号区域误差改正数([ppm]),φR,λR为参考站在WGS84坐标系下的地理坐标(弧度);H=1+16(0.53-E/π)3,E为卫星高度角(弧度);δr0,δrI分别为几何信号(无电离层)和窄巷电离层信号的距离相关误差(m)。

由此载波相位L1和L2信号的距离相关误差δr1和δr2(m)分别为:

VRS和FKP的区别在于,FKP是一种广播模式,改正数在流动站端得到应用,而VRS是拨号方式生成虚拟参考站数据,改正数在网络RTK服务端得到应用。Herbert Landau(2002)认为FKP的参数是通过参考站之间的残差计算出来的,为了计算这些残差必须使用轨道信息和一个对流层模型,否则难以确定网络RTK的模糊度。由于参考站通常不配备气象设备,因此在网络RTK的服务软件中必须使用标准大气参数。这一不确定的对流层模型将会影响改正数的计算。

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