虚拟参考站——GPS网络RTK技术

论在测量工程中如何利用虚拟参考站技术【摘要】虚拟参考站的出现是gps 定位技术的又一次比较大的技术突破，在工程测量中的使用效果更加显著，标志着高精度gps 的发展进人了一个新阶段。

本文在分析了网络rtk 技术的工作原理基础上，针对实际在建筑工程施工测量中的应用做了几点介绍。

在工程使用中，要结合实际情况与科学知识，制定适合的使用方案，进而提高工作效率。

【关键词】虚拟参考站；工程测量；vrs现代虚拟参考站技术vrs（virtual reference stations）的诞生，使测量员一进入测区的任何一点就能立即开始gps高精度实时动态rtk测量，这是一种新型高科技技术，这种技术的研究和开发有利于加快工程建设的发展。

这一创新的定位理论思想是采用了固定参考站网络来合成“虚拟参考站”。

其最大的优势在于它不再要求用户建立自己的参考站，从而可以节省时间，也节约了投资。

1 虚拟参考站技术概述1、虚拟参考站技术虚拟参考站技术是网络rtk技术中的一种，其基本原理是在三个或更多参考站覆盖范围内（参考站间距离可达到50~70km），流动站首先进行任意单点定位确定一个概约坐标，这是至关重要的一点，然后通过无线网络将该坐标发送至vrs数据处理中心。

处理中心的作用是处理原始观测数据，通过计算机技术，直接计算出各参考站的各种偏差改正。

如轨道偏差、多路径效应等，这种技术的使用大大减少测量的误差，并且保证测量数据准确，优势明显，误差模型如下：①含l个高程因子的三参平面拟合模型（hlqm3）dt=a0+alx+a2y+a3h（h为测站高程）既顾及对流层随平面位置的线性变化又考虑对流层随高程的线性变化。

②含1个高程因子的四参曲面拟合模型（hlqm4）dt=a0+alx+a2y+a3xy+a4h相对传统rtk明显优势如下：1、效率高费用低从作业过程讲，其优势是显而易见的。

由于我们所接收到的改正信息是由虚拟的vrs所发送，避免了更多多余设备的使用，vrs 系统实际上是一种多基站技术。

网络RTK网络RTK，全称Real-Time Kinematic，是一种基于全球定位系统（GPS）、全球导航卫星系统（GNSS）或其他定位技术的实时动态测量技术。

它提供了高精度的位置和姿态信息，广泛应用于测绘、地理信息系统、建筑、农业、交通等领域。

RTK技术的基本原理是通过接收来自卫星的信号，并与基准站或参考站的位置差异进行比较，从而实时计算出目标位置的误差。

与传统的GPS定位相比，RTK具有更高的精度和实时性。

在RTK系统中，至少需要两个接收器，一个作为基准站，另一个作为移动站。

基准站接收卫星信号，并计算差分修正数值，然后通过无线电信号传输给移动站。

移动站接收到差分修正数值后，将其应用于接收到的卫星信号，可以实时获得高精度的位置和姿态信息。

RTK技术的精度主要受到多路径效应、信号遮挡、大气条件等因素的影响。

为了提高定位精度，可以采取一些措施，例如选择较好的观测环境，使用多频率接收器，设置合适的天线高度等。

RTK技术除了提供高精度定位信息外，还可以实现实时动态监测。

例如，在建筑工地上，可以实时监测工程机械的运动状态，以及土壤沉降等变形情况。

这为工程施工提供了准确的数据支持，有助于提高工程质量和安全性。

此外，RTK技术还可以与其他技术结合，实现更多应用。

例如，与地理信息系统（GIS）结合，可以实现车辆定位、导航和调度管理。

与自动驾驶技术结合，可以实现高精度的自主导航。

与无人机技术结合，可以实现精准的航拍和物资运输。

综上所述，网络RTK作为一种高精度定位技术，具有广泛的应用前景。

随着相关技术的发展和成熟，RTK技术在各个领域的应用将越来越广泛，为人们的生产和生活带来更多的便利和效益。

什么是RTK 技术RTK定位技术是以载波相位观测值为根据的实时差分GPS定位技术，实施动态测量。

在RTK作业模式下，基准站通过数据链将其观测值和测站坐标信息一起传送给流动站。

流动站不仅通过数据链接收来自基准站的数据，还要采集GPS观测数据，并在系统内组成差分观测值进行实时处理，同时通过输入的相应的坐标转换参数和投影参数，实时得到流动站的三维坐标及精度。

常规的GPS测量方法，如静态、快速静态、动态测量都需要事后进行解算才能获得厘米级的精度，而RTK是能够在野外实时得到厘米级定位精度的测量方法，它采用了载波相位动态实时差分（Real - Time Kinematic 实时动态差分）方法，是GPS应用的重大里程碑，它的出现为工程放样、地形测图，各种控制测量带来了新曙光，极大地提高了外业作业效率。

高精度的GPS测量必须采用载波相位观测值，RTK定位技术就是基于载波相位观测值的实时动态定位技术，它能够实时地提供测站点在指定坐标系中的三维定位结果，并达到厘米级精度。

在RTK作业模式下，基准站通过数据链将其观测值和测站坐标信息一起传送给流动站。

流动站不仅通过数据链接收来自基准站的数据，还要采集GPS观测数据，并在系统内组成差分观测值进行实时处理，同时给出厘米级定位结果，历时不到一秒钟。

流动站可处于静止状态，也可处于运动状态；可在固定点上先进行初始化后再进入动态作业，也可在动态条件下直接开机，并在动态环境下完成周模糊度的搜索求解。

在整周末知数解固定后，即可进行每个历元的实时处理，只要能保持四颗以上卫星相位观测值的跟踪和必要的几何图形，则流动站可随时给出厘米级定位结果。

RTK技术的关键在于数据处理技术和数据传输技术，RTK定位时要求基准站接收机实时地把观测数据（伪距观测值，相位观测值）及已知数据传输给流动站接收机，数据量比较大，一般都要求9600的波特率，这在无线电上不难实现。

1.2 RTK技术推广应用的主要方向1、双星系统（GPS+GLONASS双系统导航定位）是GPS RTK发展的热点，它可接收14-20颗卫星左右，是常规RTK所无法比较的，该技术使GPS设备具备最短时间达到厘米级精度的能力与最强的抗干扰遮挡能力。

虚拟基站（VRS） 虚拟参考站技术（Virtual Reference Station，简称VRS）也称虚拟基准站技术，是⼀种⽹络实时动态测量实时动态测量（RTK）技术，通过在某⼀区域内建⽴构成⽹状覆盖的多个基准站，在流动站附近建⽴⼀个虚拟基准站，根据周围各基准站上的实际观测值算出该虚拟基准站的虚拟观测值，实现⽤户站的⾼精度定位。

虚拟参考站技术主要由控制中⼼、固定站和⽤户3部分组成。

与常规的不同，VRS⽹络各固定参考站不直接向移动⽤户发送任何改正信息，⽽是将所有的原始数据通过数据通讯线发给控制中⼼。

同时，移动⽤户在⼯作前，先通过的短信息功能向控制中⼼发送⼀个概略坐标，控制中⼼收到这个位置信息后，根据⽤户位置，由⾃动选择最佳的⼀组固定基准站，根据这些站发出来的信息，整体的改正GPS的轨道误差，，和引起的误差，将⾼精度的发送给移动站。

这个差分信号的效果相当于在移动站旁边，⽣成⼀个虚拟的参考基站，从⽽解决了RTK作业距离上的限制问题，并保证了⽤户的精度。

2000年，天宝公司正式推出了该项技术。

⼀、虚拟基准站的优缺点优点：1. VRS最突出优势是覆盖范围更⼴：VRS⽹络中固定参考站的距离增⼤，站间距离可达到70KM，三个站覆盖的⾯积可以达到2100多平⽅公⾥。

缺点：1. 采⽤双向通信，限制了它的同时在线⽤户数量。

2. 虚拟参考基站随着⽤户（流动站）的移动（超过⼀定距离）要重新初始化，并且是不可追踪、不可重复的虚拟的参考基站。

3. ⼈为的规定了⼀个参考站站⽹中参考站的数量，⼀般情况下为三个。

它们是由参考站软件所决定的，⽤于计算流动站所需要的改正数。

此项约束限制了系统采⽤合适数量的参考站解决占主导地位的⼤⽓条件。

4. 其播发的数据格式不标准，偏向某⼀类型的接收机（天宝还是希望你买它的接收机）。

⼆、虚拟基准站的计算⽅法 虚拟基准站主要是在移动站附近虚拟出⼀个基准站，通过⽹络技术将多个参考站的数据传递给控制中⼼，控制中⼼通过⼀定的算法模拟虚拟站的观测值，最后将虚拟的观测值传给移动站实现差分定位。

网络RTK技术在土方测量中的应用摘要：为保障工程测量的合理性及科学性，需要做好土方测量工作之中的监测，在实际的测量工作之中需要保障现代化技术的发展，在以往的发展过程中，通常采用常规技术对于土方进行测量，但随着网络的发展，网络RTK技术在土方测量中得到了广泛的应用，本文通过分析网络RTK技术在土方测量中的实际应用重点进行探讨。

关键词：网络RTK技术；测量技术；土方测量一网络RTK测量技术网络RTK技术是利用一张涵盖测区范围的GNSS观测网，并利用基础参考站播发相应的差分信息至流动站，进行抵消或减少测参考站之间的公共偏差以实现提升流动站的真实准确度的目的。

网络 RTK 网络系统由数据通信链路、参考站网络和信息处理中心组成。

参考站长期连续监测，通过数据链路实时传输观测数据到数据处理中心，数据处理中心在获得移动端的近似定位结果后计算出流动站位置的改正数，再通过数据通信链路将改正数传输到流动站，最后根据上述改正数得出流动站位置的高精度结论。

1.1虚拟参考站VRS（Virtual Reference Station）技术虚拟参考站VRS技术的基本原理是: 在数据中心采集并获得探测站的近似地址后，将移动坐标的地址作为虚拟现实参考站，然后根据虚拟现实参考站地址上电离层和对流层的延迟参数，建立误差模型，获得虚拟现实参考站的虚拟观测地址，并将改正后的数据发送到流动站，从而在很短的时间内实现差分定位目标。

1.2区域改正数FKP（Flachen Korrektur Parameter）技术和广播FKP技术的工作特点基本上是把在测量范围内的所有基准点的监测资料进行了统一化的处理。

同时，针对测点上方位置的非差分误差值进行了统一化的建模，从而使整个天各一方的探测数据都集成在同一个测点的范围内。

我们将把每个参量值都系统提供给测区内的广大流动站的客户们，以便真实掌握对应的流动站的实际位置数据。

1.3主辅站MAC（Master-Auxiliary Concept）技术采用改进的 FKP-MAC方法，该标准是 RTCM委员会发布的唯一一个用于网络RTK 差分校正的标准。

一、GPS RTK定位技术GPS实时动态定位（RTK）技术应用于测量领域已经是一项很成熟的技术，使用RTK技术可以方便、快捷、高效、快速地实现高精度的测量作业。

RTK（Real Time Kinematic）技术按实现手段可分为两种：一种以通过无线电技术接受单基站广播改正数的常规RTK 技术；另一种具有代表性的是基于Internet数据通讯链获取虚拟参考站（VRS）技术播发改正数的网络RTK技术。

常规ＲＴＫ仅局限在较短距离范围内，随着流动站与参考站间距离的增长，各类系统误差残差迅速增大，导致无法正确确定整周模糊度参数和取得固定解。

常规RTK解算精度通常仅为分米级，且随着基线的增长而降低。

为了解决常规RTK 技术存在的缺陷，实现区域范围内厘米级、精度均匀的实时动态定位，网络RTK技术应运而生，其中比较有代表性的有VRS( Virtual Reference Station)的虚拟参考站技术和FKP(Flchenkorrekturparameter)的区域改正参数法技术。

二、VRS技术的工作原理VRS是Trimble公司提出的基于多参考站网络环境下的GPS 实时动态定位技术，通常把VRS技术归为网络RTK 技术的一种。

虚拟参考站技术就是利用地面布设的多个参考站组成GPS连续运行参考站网络（CORS），综合利用各个参考站的观测信息，通过建立精确的误差模型（如电离层、对流层、卫星轨道等误差模型），在移动站附近产生一个物理上并不存在的虚拟参考站（VRS），由于VRS位置通过流动站接收机的单点定位解来确定，故VRS与移动站构成的基线通常只有几米到十几米，移动站与虚拟参考站进行载波相位差分改正，实现实时RTK。

VRS技术是集Internet技术、无线通讯技术、计算机网络管理技术和GPS定位技术于一体的定位系统，由若干个连续运行的参考站、数据控制中心、移动站（用户——GPS接收机）组成，其工作原理和流程如下：１、各个参考站通过Internet连续不断地向数据控制中心传输观测数据；２、控制中心实时在线解算各基准站网内的载波相位整周模糊度值和建立误差模型；３、流动站将单点定位/或DGPS 确定的位置坐标（NMEA 格式），通过无线移动数据链路（如GSM/GPRS、CDMA）传送给数据控制中心，控制中心在移动站附近位置创建一个虚拟参考站（VRS），通过内插得到VRS上各误差源影响的改正值，并按RTCM格式通过NTRIP协议发给流动站用户；４、流动站与VRS构成短基线。

网络RTK技术在道路施工测量中的应用随着全球卫星定位技术、计算机技术、网络和通讯技术的迅速发展，网络RTK技术已日益成热，其应用范围也日益扩大，网络RTK技术在相关工程测量中的应用也越来越普及，其高效率、高精度及可靠性赢得了广大测绘工作者的青睐。

文章阐述了网络RTK的原理、作业流程及在道路施工测量中的应用，希望对相关技术人员提供理论参考。

标签：网络RTK；工程测量；CORS1 引言GPS RTK技术是一种常用的GPS测量方法，能够在野外实时得到厘米级的定位精度，是GPS 应用的重大里程碑，它的出现为工程放样、地形测图、各种控制测量带来方便。

但常规RTK技术因采用单基准站作业模式，在实际应用中存在一定的局限性，如：每次作业都要单独架设基准站、其测量的可靠性和精度随着作业半径的增大而降低等。

近年来随着网络通讯技术、计算机技术、数据处理技术的发展，网络RTK技术得到了快速发展，且解决了传统RTK技术存在的问题，逐渐代替了传统的RTK测量模式，极大提高了测绘生产作业效率[1]。

2 网络RTK技术的基本原理网络RTK也称多参考站RTK，是近年来在常规RTK、计算机技术、通讯网络技术的基础上发展起来的第二代实时动态定位新技术，网络RTK 技术比较有代表性的有VRS的虚拟参考站技术和FKP的区域改正参数法技术。

其中在公路测量中主要应用的是虚拟参考站技术，与常规RTK不同，VRS网络中各固定参考站不直接向移动用户发送任何改正信息，而是将所有的原始数据通过数据通讯线发给控制中心，控制中心由计算机自动选择最佳的一组固定基准站，根据这些站发来的信息，整体地改正GPS的轨道误差，电离层对流层和大气折射引起的误差，将高精度的差分信号发给移动站。

这个差分信号的效果相当于在移动站旁边生成一个虚拟的参考基站，从而解决了RTK作业距离上的限制问题，并保证了用户的精度[2]。

3 网络RTK技术在道路施工测量中的应用3.1 参数设置3.1.1 打开南方GPS接收机主机，把主机调成“移动站”模式，打开手薄中的“工程之星”软件，将主机和手薄通过蓝牙连接。

地质勘查测绘中GPS-RTK技术发布时间：2023-01-15T06:22:13.062Z 来源：《建筑实践》2022年9月18期作者：苏波[导读] 在地质勘查测绘阶段，通过GPS-RTK技术的应用，提高了地质勘查测绘的效率苏波江苏华东有色深部地质勘查有限责任公司(江苏省有色金属华东地质勘查局资源调查与评价研究院) 江苏南京 210000 摘要：在地质勘查测绘阶段，通过GPS-RTK技术的应用，提高了地质勘查测绘的效率。

为了能够对GPS-RTK技术的应用情况有更为全面的了解，本文在阐述地质勘查测绘工作要求的同时，对GPS-RTK测绘技术的优势以及应用方式进行了深入研究。

分析表明GPS-RTK测绘技术的应用在实践阶段可以提高测绘的数据精度，同时具有简便、快捷性，能够给该行业的发展提供良好帮助，该技术值得推广使用。

关键词：地质勘查；测绘；GPS-RTK；技术分析引言当前随着我国科学技术的不断发展，各种新型的测绘技术得以出现。

新型测绘技术的出现，在一定的程度上能够有效克服传统野外测绘存在的问题以及相关的局限性，满足促进测绘发展的需求。

GPS-RTK测绘技术作为一种全新的技术类型，具备便捷的数据采集能力和显著的数据处理能力，大大的提高了矿产测绘的效率以及质量。

因此对GPS-RTK技术的应用情况进行分析，对提高地质勘查勘查各项工作开展有着重要帮助。

1 概述RTK(Real-Time-Kinematic)技术是GPS实时载波相位差分的简称。

这是一种将GPS与数传技术相结合，实时解算并进行数据处理，在1~2秒时间内得到高精度位置信息的技术。

与静态定位方法相比，定位模式相同，仅要在基准站和流动站间增加一套数据链，实现各点坐标的实时计算、实时输出。

这是一种新的常用的卫星定位测量方法，以前的静态、快速静态、动态测量都需要事后进行解算才能获得厘米级的精度，而RTK是能够在野外实时得到厘米级定位精度的测量方法。

RTK测量采用了载波相位动态实时差分方法，是GPS应用的重大里程碑，它的出现为工程放样、地形测图，各种控制测量带来了新的测量原理和方法，极大地提高了作业效率。