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網(wǎng)絡(luò)RTK數(shù)據(jù)通信研究論文

時(shí)間:2020-07-05 16:12:39 通信工程畢業(yè)論文 我要投稿

網(wǎng)絡(luò)RTK數(shù)據(jù)通信研究論文

  摘要:利用網(wǎng)絡(luò)RTK和測(cè)深儀組合測(cè)量的方式獲取瞬時(shí)水底高程可以有效消除水面涌動(dòng)、潮汐、水面傾斜、測(cè)深動(dòng)態(tài)吃水等因素產(chǎn)生的測(cè)量誤差。不同于傳統(tǒng)RTK模式,網(wǎng)絡(luò)RTK無需架設(shè)基站,布設(shè)控制點(diǎn),且不受與基站距離限制。但網(wǎng)絡(luò)RTK的使用與網(wǎng)絡(luò)通信信號(hào)息息相關(guān),在大型湖泊往往存在通信盲區(qū)。以江蘇省“十二五”省級(jí)基礎(chǔ)測(cè)繪五大湖泊1∶10000水下地形測(cè)量項(xiàng)目為例,針對(duì)網(wǎng)絡(luò)RTK特點(diǎn),提出使用數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)發(fā)手簿與數(shù)據(jù)播發(fā)電臺(tái)進(jìn)行數(shù)據(jù)通信的方法。該方法不僅達(dá)到了增強(qiáng)網(wǎng)絡(luò)RTK傳輸信號(hào)的目的,同時(shí)擴(kuò)大了網(wǎng)絡(luò)RTK的使用范圍。

網(wǎng)絡(luò)RTK數(shù)據(jù)通信研究論文

  關(guān)鍵詞:網(wǎng)絡(luò)RTK;水下地形測(cè)量;數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)發(fā)手簿;數(shù)據(jù)播發(fā)電臺(tái)

  引言

  傳統(tǒng)湖泊水下地形測(cè)量主要有2種:①通過利用水位站觀測(cè)水位數(shù)據(jù)內(nèi)插以時(shí)間為序列的水面高程得到水位高程模型推算測(cè)點(diǎn)測(cè)時(shí)的水面高程。該方法受到測(cè)區(qū)有無水位站、水面波動(dòng)、水位高程模型是否準(zhǔn)確等因素影響,使得測(cè)區(qū)的水位變化規(guī)律與水位站的水域變化規(guī)律不完全一致,容易產(chǎn)生較大誤差。②利用自主架站的RTK無驗(yàn)潮模式獲取測(cè)點(diǎn)的瞬時(shí)大地高并利用參數(shù)轉(zhuǎn)換或似大地水準(zhǔn)面模型求得該點(diǎn)的正常高。該方法受到測(cè)區(qū)周邊是否有控制點(diǎn),基準(zhǔn)站與流動(dòng)站間距離等因素的限制,F(xiàn)行的利用網(wǎng)絡(luò)RTK的無驗(yàn)潮模式進(jìn)行水下地形測(cè)量方法無需建立水位站、觀測(cè)水位、布設(shè)控制點(diǎn),且不受與基站距離的限制。但是,網(wǎng)絡(luò)RTK的方法也有它的弊端,最致命的弱點(diǎn)就是它受到網(wǎng)絡(luò)通信信號(hào)的限制。本文綜合分析網(wǎng)絡(luò)RTK在湖泊水下地形測(cè)量中的應(yīng)用特點(diǎn),以江蘇省“十二五”省級(jí)基礎(chǔ)測(cè)繪五大湖泊1∶10000水下地形測(cè)量項(xiàng)目為例,提出增強(qiáng)網(wǎng)絡(luò)RTK數(shù)據(jù)通信的可行性方法,從而達(dá)到擴(kuò)大其使用范圍的目的。

  1網(wǎng)絡(luò)RTK通信原理

  網(wǎng)絡(luò)RTK也稱多參考站RTK,是一項(xiàng)基于傳統(tǒng)RTK技術(shù)、計(jì)算機(jī)科學(xué)技術(shù)、通訊網(wǎng)絡(luò)技術(shù)的高精度、高可用性的實(shí)時(shí)動(dòng)態(tài)定位技術(shù)。其中流動(dòng)站的基本原理為:流動(dòng)站實(shí)時(shí)采集坐標(biāo)通過通訊網(wǎng)絡(luò)將坐標(biāo)傳輸?shù)剑茫希遥又行模茫希遥又行母鶕?jù)用戶坐標(biāo),結(jié)合其自身通過參考站網(wǎng)獲取的衛(wèi)星觀測(cè)數(shù)據(jù)和參考站坐標(biāo)計(jì)算出差分改正數(shù)再經(jīng)過通訊網(wǎng)絡(luò),將差分改正數(shù)發(fā)送給流動(dòng)站;流動(dòng)站利用自身的衛(wèi)星觀測(cè)值加上差分改正數(shù),得到實(shí)時(shí)高精度的載波相位觀測(cè)值,因而計(jì)算出高精度坐標(biāo)。因此,網(wǎng)絡(luò)RTK的正常運(yùn)轉(zhuǎn)需要流動(dòng)站接收機(jī)、參考站接收機(jī)、CORS中心系統(tǒng)軟件等協(xié)同作業(yè),且需要多次使用通信網(wǎng)絡(luò)進(jìn)行數(shù)據(jù)傳輸。以JSCORS為例,網(wǎng)絡(luò)RTK的通信是使用中國(guó)移動(dòng)GPRS完成,用戶需在流動(dòng)站端配備中國(guó)移動(dòng)SIM卡進(jìn)行。由于解算的實(shí)時(shí)性,要求雙向數(shù)據(jù)傳輸持續(xù)穩(wěn)定,對(duì)移動(dòng)通訊信號(hào)質(zhì)量要求較高。因此,如何解決在移動(dòng)通訊數(shù)據(jù)難以到達(dá)的區(qū)域的數(shù)據(jù)通信問題(如大型湖區(qū)因湖面寬廣,湖區(qū)中心很難有穩(wěn)定的中國(guó)移動(dòng)網(wǎng)絡(luò)進(jìn)行數(shù)據(jù)通信)成為一個(gè)技術(shù)難題。

  2網(wǎng)絡(luò)信號(hào)增強(qiáng)方案

 。玻毕嚓P(guān)硬件

  數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)發(fā)手簿內(nèi)置一種GNSS數(shù)據(jù)鏈組合模塊,該模塊可在定位后完成CORS服務(wù)參數(shù)、IP地址、端口號(hào)、用戶名、密碼等參數(shù)的設(shè)置。同時(shí)它具備GPRS模塊、內(nèi)插SIM卡,可通過GPRS或者WIFI與CORS中心完成通信,接收差分改正數(shù)(圖1)。數(shù)據(jù)播發(fā)電臺(tái)是一款大功率可調(diào)頻的電臺(tái)設(shè)備,傳送距離可達(dá)20km以上。它既可通過串口接收數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)發(fā)由手簿轉(zhuǎn)發(fā)的數(shù)據(jù),也可通過廣播電臺(tái)的形式接收。無論使用哪種模式接收,均可將差分?jǐn)?shù)據(jù)通過廣播形式播出。

  2.2工作原理

  既然在大型湖區(qū)中心GPRS通信信號(hào)十分微弱,我們?nèi)钥梢圆扇∫环N方法避開在測(cè)區(qū)使用GPRS通信。我們將數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)發(fā)手簿放置在手機(jī)信號(hào)穩(wěn)定的岸邊,接收差分改正數(shù)。通過數(shù)據(jù)播發(fā)電臺(tái)將這些數(shù)據(jù)以廣播形式播出,傳送給湖區(qū)作業(yè)的'各條測(cè)船。如果岸邊與測(cè)點(diǎn)所在區(qū)域相距過遠(yuǎn),可以在二者之間再加設(shè)一臺(tái)數(shù)據(jù)播發(fā)電臺(tái)起到數(shù)據(jù)中繼的作用(圖2)。這樣的工作模式在保證與CORS中心進(jìn)行連續(xù)穩(wěn)定的數(shù)據(jù)傳輸?shù)耐瑫r(shí)降低了流動(dòng)站的通訊要求:它將信號(hào)傳輸從持續(xù)穩(wěn)定雙向通訊降低為單向通訊,使網(wǎng)絡(luò)RTK可以順暢無阻地在通信信號(hào)薄弱的地方使用。

  3測(cè)試實(shí)例

  為驗(yàn)證該方案可行性與正確性,本文以江蘇省“十二五”省級(jí)基礎(chǔ)測(cè)繪五大湖泊1∶10000水下地形測(cè)量項(xiàng)目的實(shí)測(cè)數(shù)據(jù)為例,做了以下2組測(cè)試。

 。常笨尚行则(yàn)證

  測(cè)試隨機(jī)抽取江蘇五大湖之一高郵湖水域部分測(cè)線4條,每條測(cè)線約4km,50個(gè)測(cè)點(diǎn)。分別用常規(guī)網(wǎng)絡(luò)RTK方法與本文敘述的改進(jìn)網(wǎng)絡(luò)TRK方法進(jìn)行觀測(cè)。測(cè)試從數(shù)據(jù)連續(xù)性、固定解點(diǎn)數(shù)等方面驗(yàn)證本方法的可行性(表1)。表1中,D為測(cè)線各點(diǎn)距岸邊的平均距離,單位為km;“/”前數(shù)據(jù)為常規(guī)網(wǎng)絡(luò)RTK測(cè)試結(jié)果,“/”后為改進(jìn)網(wǎng)絡(luò)RTK方法的測(cè)試結(jié)果。這可以看出改進(jìn)方法在長(zhǎng)距離范圍數(shù)據(jù)通信穩(wěn)定性有了明顯提升。

 。常舱_性驗(yàn)證

  選取湖區(qū)控制點(diǎn),使用改進(jìn)網(wǎng)絡(luò)RTK方法算檢測(cè)各控制點(diǎn)(表2)。從檢測(cè)結(jié)果看出,此方法的RTK成果滿足相關(guān)規(guī)范的精度要求。

  4結(jié)語

 。ǎ保┍疚乃龅木W(wǎng)絡(luò)RTK改進(jìn)方法降低了數(shù)據(jù)通信要求,各模塊的協(xié)同作業(yè)可以保證差分?jǐn)?shù)據(jù)的完成性,使流動(dòng)站能夠正常作業(yè),同時(shí)并不損失精度,數(shù)據(jù)通信穩(wěn)定性也大幅度的增強(qiáng),添補(bǔ)了盲區(qū)數(shù)據(jù)通信的空白,為大型湖泊水下地形測(cè)量提供了一種可操作的方法。(2)同時(shí),這種網(wǎng)絡(luò)RTK的通信方法不僅局限于湖區(qū)的水下地形測(cè)量,在山區(qū)的工程測(cè)量、海洋觀測(cè)、海島測(cè)量等也有極大應(yīng)用前景。

  參考文獻(xiàn)

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