一、GPS衛(wèi)星定位系統(tǒng)
 
  GPS是一種高精度衛(wèi)星定位導(dǎo)航系統(tǒng)。在實(shí)驗(yàn)期間，它能給出高精度的定位結(jié)果。這時(shí)盡管有人提
出利用差分技術(shù)來(lái)進(jìn)一步提高定位精度，但由于用戶要求還不迫切，所以這一技術(shù)發(fā)展較慢。隨著GPS技術(shù)的發(fā)展和完善，應(yīng)用領(lǐng)域的進(jìn)一步開拓，人們?cè)絹?lái)越重視利用差分GPS技術(shù)來(lái)改善定位性能。它使用一臺(tái) GPS基準(zhǔn)接收機(jī)和一臺(tái)用戶接收機(jī)，利用實(shí)時(shí)或事后處理技術(shù)，就可以使用戶測(cè)量時(shí)消去公共的誤差源 -電離層和對(duì)流層效應(yīng)。特別提出的是，當(dāng)GPS工作衛(wèi)星升空時(shí)，美國(guó)政府實(shí)行了SA政策，其結(jié)果使衛(wèi)星鐘差和星歷誤差顯著增加，使原來(lái)的實(shí)時(shí)定位精度從15m降至100m，致使一些對(duì)定位精度要求稍高的用戶得不到滿足在這種情況下，利用差分技術(shù)能消除這一部分誤差，因此，現(xiàn)在發(fā)展差分GPS技術(shù)就顯得越來(lái)越重要。 
 

二、高精度GPS定位
 
  常規(guī)的GPS測(cè)量方法，如靜態(tài)、快速靜態(tài)、動(dòng)態(tài)測(cè)量都需要事后進(jìn)行解算才能獲得厘米級(jí)的精度，
而RTK是能夠在野外實(shí)時(shí)得到厘米級(jí)定位精度的測(cè)量方法，它采用了載波相位動(dòng)態(tài)實(shí)時(shí)差分（Real－－-
time kinematic）方法，是GPS應(yīng)用的重大里程碑，它的出現(xiàn)為工程放樣、地形測(cè)圖，各種控制測(cè)量帶 了新曙光，極大地提高了外業(yè)作業(yè)效率。
  高精度的GPS測(cè)量必須采用載波相位觀測(cè)值，RTK定位技術(shù)就是基于載波相位觀測(cè)值的實(shí)時(shí)動(dòng)態(tài)定
位技術(shù)，它能夠?qū)崟r(shí)地提供測(cè)站點(diǎn)在指定坐標(biāo)系中的三維定位結(jié)果，并達(dá)到厘米級(jí)精度。在RTK作業(yè)模式下，基準(zhǔn)站通過(guò)數(shù)據(jù)鏈將其觀測(cè)值和測(cè)站坐標(biāo)信息一起傳送給流動(dòng)站。流動(dòng)站不僅通過(guò)數(shù)據(jù)鏈接收來(lái)自基準(zhǔn)站數(shù)據(jù)，還要采集GPS觀測(cè)數(shù)據(jù)，并在系統(tǒng)內(nèi)組成差分觀測(cè)值進(jìn)行實(shí)時(shí)處理，同時(shí)給出厘米級(jí)定位結(jié)果，歷時(shí)不到一秒鐘。流動(dòng)站可處于靜止?fàn)顟B(tài)，也可處于運(yùn)動(dòng)狀態(tài)；可在固定點(diǎn)上先進(jìn)行初始化后再進(jìn)入動(dòng)態(tài)作業(yè)，也可在動(dòng)態(tài)條件下直接開機(jī)，并在動(dòng)態(tài)環(huán)境下完成周模糊度的搜索求解。在整周末知數(shù)解固定后，即可進(jìn)行每個(gè)歷元的實(shí)時(shí)處理，只要能保持四顆以上衛(wèi)星相位觀測(cè)值的跟蹤和必要的幾何圖形，則流動(dòng)站可隨時(shí)給出厘米級(jí)定位結(jié)果。
  RTK技術(shù)的關(guān)鍵在于數(shù)據(jù)處理技術(shù)和數(shù)據(jù)傳輸技術(shù)，RTK定位時(shí)要求基準(zhǔn)站接收機(jī)實(shí)時(shí)地把觀測(cè)數(shù)
據(jù)（偽距觀測(cè)值，相位觀測(cè)值）及已知數(shù)據(jù)傳輸給流動(dòng)站接收機(jī)，數(shù)據(jù)量比較大，一般都要求9600的波 特率，這在無(wú)線電上不難實(shí)現(xiàn)。 
 

三、GPRS技術(shù)在RTK中的應(yīng)用

 
  GPS RTK系統(tǒng)由一個(gè)基準(zhǔn)站和一個(gè)或者多個(gè)移動(dòng)站組成。
  基準(zhǔn)站：架設(shè)一臺(tái)接收機(jī)和一套無(wú)線數(shù)據(jù)發(fā)射器，兩者通過(guò)串口線互連?；鶞?zhǔn)站做靜態(tài)測(cè)量，獲取
實(shí)時(shí)差分?jǐn)?shù)據(jù)，然后通過(guò)無(wú)線數(shù)據(jù)發(fā)射器把實(shí)時(shí)差分?jǐn)?shù)據(jù)發(fā)射出去?；鶞?zhǔn)站一旦架設(shè)，在整個(gè)測(cè)量過(guò)程中不需要進(jìn)行移動(dòng)，也不需要關(guān)閉儀器，可以認(rèn)為一旦開機(jī)就是半天或者一天，甚至多天。 
  移動(dòng)站：架設(shè)一臺(tái)接收機(jī)和一套無(wú)線數(shù)據(jù)接收器，兩者也是有線連接。移動(dòng)站做動(dòng)態(tài)測(cè)量，需要無(wú)
線數(shù)據(jù)接收器能最小延遲的接收到基準(zhǔn)站無(wú)限發(fā)射器所發(fā)射出來(lái)的實(shí)時(shí)差分?jǐn)?shù)據(jù)。移動(dòng)站在整個(gè)測(cè)量過(guò) 程中時(shí)刻處于移動(dòng)中，并且可能會(huì)間斷性的關(guān)閉儀器，可以認(rèn)為連續(xù)工作2、3個(gè)小時(shí)就會(huì)關(guān)閉一次。
  RTK的工作方式?jīng)Q定了需要一條單向傳輸實(shí)時(shí)差分?jǐn)?shù)據(jù)無(wú)線數(shù)據(jù)鏈，傳統(tǒng)方式是采用數(shù)傳電臺(tái)，但由于數(shù)傳電臺(tái)本身的特點(diǎn)而導(dǎo)致在現(xiàn)場(chǎng)作業(yè)中存在一些不足，為了保證在數(shù)傳電臺(tái)無(wú)法穩(wěn)定有效傳輸數(shù)
據(jù)的時(shí)候不影響工作，需要在RTK系統(tǒng)中引入一種可以和數(shù)傳電臺(tái)形成優(yōu)劣互補(bǔ)無(wú)線數(shù)據(jù)鏈。經(jīng)過(guò)考慮我們決定采用中國(guó)移動(dòng)的GPRS服務(wù)。 
  考慮到RTK的實(shí)際情況，對(duì)于這條即將引入RTK系統(tǒng)的GPRS數(shù)據(jù)鏈，我們提出了如下的要求，以便 可以方便高效的為RTK服務(wù) 
  1、在基準(zhǔn)站和每個(gè)移動(dòng)站各有一套GPRS終端設(shè)備：對(duì)該終端設(shè)備，我們要求對(duì)它的體積、接口、
功耗提出一定要求，體積：100*50*20左右，接口：RS232或者3 Wire Serial，功耗需達(dá)到移動(dòng)設(shè)備 
級(jí)別；
  2、基準(zhǔn)站與移動(dòng)站之間采用點(diǎn)對(duì)點(diǎn)的工作方式，（斷線重新連接后IP地址要可以讓用戶輸入或者 
自動(dòng)更新）。最好可以采用點(diǎn)對(duì)多點(diǎn)的廣播方式。不可以采用數(shù)據(jù)中心形式；
  3、GPRS數(shù)據(jù)鏈的操作控制簡(jiǎn)單； 
  4、對(duì)于GPRS的控制提供串口設(shè)置命令； 
  5、用戶數(shù)據(jù)每組不超過(guò)200 Byte ，頻率1Hz，對(duì)這樣的數(shù)據(jù)流要保證GPRS數(shù)據(jù)鏈可以穩(wěn)定通暢， 
延遲要確保在2-5秒左右；
  6、接收數(shù)據(jù)時(shí)出現(xiàn)數(shù)據(jù)和檢校錯(cuò)誤，不需要申請(qǐng)重發(fā)，可以忽略該組數(shù)據(jù)，但這樣的錯(cuò)誤率不能
太高，UDP協(xié)議； 
  7、數(shù)據(jù)傳輸是采用單向方式，即基準(zhǔn)站只負(fù)責(zé)發(fā)送，移動(dòng)站只負(fù)責(zé)接收； 
  8、可以考慮采用區(qū)別于VPN的移動(dòng)內(nèi)網(wǎng)IP互相訪問(wèn)或者穿越NAT的技術(shù)。