统计中国的网络GPS网

楼主^#

更多发布于：2006-01-09 16:10

我是做TrimbleGPS市场推广的,现在想向各位同行了解一下,中国的GPS台站网络建设情况下面发的是天宝在中国建设的网络情况.
借助Trimble VRS技术
中国增建5座高精度GPS基础网络
 
上海、武汉、东莞、天津、北京实施GPS RTK网络
加州桑尼维尔，2005年11月2日Trimble（纳斯达克交易代码：TRMB）今日宣布：该公司已经提供了全球定位系统（GPS）参考站和Trimble虚拟参考站（VRS）软件，以便在中国增设5个新的基础设施网络。位于上海、武汉、东莞、天津和北京的这些多功能网络将在这些地区提供地理空间基础设施。网络将能够为不同的应用提供快速而精确的GPS定位，应用包括测量、城市规划、城市及乡村建设、环境监测、资源及区域管理、防灾救灾、精准农业、科研以及交通管理。
在此之前，中国的成都和深圳已经安装了Trimble虚拟参考站。此外，全球各地都有Trimble基础设施网络，包括：德国、奥地利、瑞士、美国（包括阿拉斯加州）、加拿大、挪威、瑞典、芬兰、丹麦、比利时、法国、西班牙、意大利、英国、荷兰、波兰、捷克共和国、斯洛文尼亚、克罗地亚、塞尔维亚、澳大利亚、马来西亚、台湾、韩国和日本。如欲获得关于Trimble VRS设施参考资料，请访问<a href="http://www.trimble.com/vrsinstallations.shtml." target="_blank" >http://www.trimble.com/vrsinstallations.shtml.</A>
关于中国VRS网络
上海VRS网络由上海市测绘院负责运营，作为数字上海信息系统基础结构系统之用。合成了该城市的智能运输系统、网络和通信系统，VRS网络能够提供精确度高且迅速的定位服务以及GPS移动定位服务。网络目前包括4套Trimble NetRS GPS参考站，这些参考站运行Trimble GPSNNetTM和RTKNetTM软件。此外，还采购了12套Trimble R8 GPS接收机用于该系统。上海网络运营商计划将来将系统扩展到10套参考站。
武汉系统由武汉市勘测设计研究院运营，由6套运行Trimble GPSNet和RTKNet软件的Trimble NetRS GPS参考站组成。该网络是中国第一套用虚拟专用网（VPN）来传输GPRS无线通讯数据的网络。
东莞网络包括5套使用Trimble GPSNet和RTKNent软件的Trimble 5700连续运行参考站。它由东莞市国土资源局运营。
天津系统由天津市测绘院负责运营。网络利用一套Trimble 5700 CORS GPS和10套Trimble NetRS GPS参考站组成，使用Trimble GPSNet和RTKNet软件。
北京VRS网络由北京信息资源管理中心运营，包括9套Trimble 5700 CORS GPS参考站，使用Trimble GPSNet和RTKNet软件。网络预计将会在2008奥运会的场馆建设和交通运输中起到重要作用。
关于Trimble VRS技术公司
Trimble VRS技术公司使用来自Trimble RTKNet软件的网络RTK解决方案，为多个领域提供高精度GPS定位服务。任何时候在无需配置基站的情况下都能使用Trimble VRS网络，并在网络内的任何位置提供控制。
由于Trimble RTKNet软件能够同时处理整个网络，因此，与常规单基线RTK相比，Trimble VRS网络能够在更远的距离提供更高质量的控制和更高的数据精确度。在外业，用户越深入的使用常规RTK获取参考站数据，由于系统误差如电离层和对流层影响，他们在精确度和效率方面就越受影响。在Trimble VRS网络中，RTKNet软件提供了一套完全模式化的解决方案，方案考虑了潜在系统误差因素。用户通过无线链接连接到系统；软件获得用户的外业位置，然后使在参考站的情况下运行-虚拟参考站-连接在流动站旁。RTKNet软件使用六套最接近接收机位置的参考站来计算接收机的虚拟参考站位置。作为结果，PPM误差被消除或明显减少，使得测量员可以在更大距离更少参考站的情况下实现RTK准确性。用户还可以通过互联网检索控制中心所储存的GPS数据以进行后处理。
现在苏州工业园区也有trimble的台站网络了,想索取具体信息可以和我联系<a href="mailtyangjinming@maggroup.org" target="_blank" >yangjinming@maggroup.org</A>

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goldyang911

路人甲

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1楼^#

发布于：2006-03-27 11:45

GPS台站网知识 VRS技术 1. 什么是GPS台站网? 答：目前关于GPS台站网(或称参考站网)并没有一个统一的定义。比较普遍认同的说法为：一个或若干个国定的、连续运行的GPS参考站，利用现代计算机、数据通信和互联网(LAN／WAN)技术组成的网络，实时地向不同类型、不同需求、不同层次的用户自动地提供经过检验的不同类型的GPS观测值(载波相位，伪距)，各种改正数、状态信息，以及其他有关GPS服务项目的系统。 所谓不同类型的用户是指台站网服务对象具有跨行业特性，不再局限于测绘领域及设站的单位与部门；所谓不同需求的用户是指实时性方面的差异，台站网必须能够同时满足实时RTK、RT-DGPS、静态或动态后处理、后处理DGPS及现场高精度准实时定位的需求；所谓不同层次的用户是指对定位精度期望指标的覆盖范围是广谱的，包括米级、亚米级、分米级、厘米级以及毫米级。 其中准实时GPS定位是一个新的概念，广泛被引用于台站网的技术资料中。作者将其定义为：用户在距参考站较远的或因为数据通信困难无法进行实时RTK作业的现场，借助于因特网或其他通信手段，利用延迟的时间段内(一般为几分钟或个把小时)获取的台站网服务信息进行的现场定位作业。目前可以将厘米级／分米级定位延伸到50－100公里以上。 2. 台站网的应用领域有哪些？ 答：台站网目前主要在以下几个方面得到了广泛的应用： ①建立并维护一个高质量地心坐标基准。参考站建立起来之后，利用参考站的长期跟踪数据和因特网上随时可以收集的周边地区固定台站的观测数据，可以借助于一些高层次科研软件(如国内比较熟悉的伯尔尼软件和Gamit软件)周期性地更新参考站的地心坐标，相对精度可以达到10-8至10-9左右，绝对精度可望优于分米级。 ②取代常规测量控制网。单参考站网的基本功能相当于现有的国家或城市基本控制网。它为当地各行各业的可持续发展与基本测绘提供了一组永久性的，而且能够自我完善，不断更新的动态基准点，最终将与周边省市自治区的同类网络连成一片，全面取代现有的国家级天文大地控制网的功能。 ③实现城乡GIS系统的实时更新。一个不断实时更新的城市和乡镇的GIS系统，是省、市、区、县各级领导、规划部门科学决策的依据。参考站网系统的建成，任何野外实时采集的信息都可以连同它们的空间属性数据一起，通过系统的逆向数据通道反馈到市县不同类型的GIS系统数据库中，实时进行数据库的更新。 ④满足地球物理与环境监测的需求。参考站网的一个重要应用领域就是满足地球物理与环境监测方面的需要。其中包括与周边地区连续跟踪台站进行数据交换，分析研究所在板块相对于其它周边板块的运动规律，也支持地震监测等部门从事参考站网服务区内流动监测点位进行毫米级精度的监测研究作业。 可持续发展是人类面临的一个重大课题。对环境与地质灾害的监测和预防是其中一个有待关注和解决的重大问题。在参考站网支持下，采用GPS定位技术可以大大提高作业效率，缩短观测周期，降低施工成本，而且以均匀的精度指标分析对比沉降的状况与趋势。类似地参考站网积累的数据还可以用于对所在地区存在崩塌危险的边坡、岩体，乃至大坝、河堤、流沙和活动断层进行长时间的连续跟踪观测和分析研究。 ⑤服务于公共安全。改革开放以来，随着经济的蓬勃发展，经济犯罪活动也呈上升趋势。机动车辆的盗窃，针对出租车、银行运钞车的抢劫活动也时有发生，其它有关公共车辆安全的防暴、防盗、放火、急救、调度，特种车辆运行路线的全程监控，提高车辆的运行效率，都可以在参考站网系统的支持下一一得到有效的满足，必将对当地公共安全带来一个质的提高。 ⑥GPS气象学。GPS气象学是最近一二十年内形成的一门新兴学科，利用GPS无线电信号穿越大气圈时受到电离层与对流层的弥散效应和出现的折射现象，进行数值分析，特别是可以精确地提取大气层中的水气含量和分布，从而对可能出现的降水时间和强度作出前所未有的精确预报，服务于当地的农业、交通、旅游、体育和社会公共活动的精密部署，减少灾害性天气给各行各业带来的生命财产损失。 ⑦地面施工机械的自动引导。参考站网系统建成后，野外地面机械施工的用户(如挖掘机、筑路机、摊铺机)可以通过引进或开发，利用高速实时动态响应的GPS接收机设备，实现生产工艺的彻底改造，淘汰传统的、落后的、劳动力密集型的生产模式，进入现代化、自动化、数字化新阶段，大大节省时间、人力、物力与财力，并显著改善生产环境的安全水平。 ⑧提供实时RTK测量作业服务。参考站网系统建设的一个最基本、最核心的任务就是满足以设站点位为中心的周边30公里以内，包括规划、设计、施工以及其它部门，拥有单台GPS接收机的测绘用户，提供全天24小时、全年365天的实时厘米级RTK作业支持，确保城市各种地图的快速更新，各项工程的实时施工放样。每个地形点、碎部点、工程点的点位测定时间缩短到几秒钟，甚至几分之一秒。在这些点位外围距离参考站30至50公里范围内各个点处，系统支持各种厘米级、亚分米级准实时定位作业。 ⑨提供各种后处理技术服务。参考站网系统还将为需要提供各种后处理技术服务的用户提供事后数据检索、摘录、电邮；对于用户采集的外业数据代为进行质量分析、基线解算、整体平差、高程与点位坐标成果的系统换算，原始数据的永久性委托存档管理；接受对第三方数据资料(含国内外其它台站和用户系统的观测数据以及相应时间区间的精密星历等等)的委托收集、加工处理和成果报告的编制。 ⑩满足节水、精密农业的需要。我国大部分地区严重缺水，另一方面水资源的浪费仍然比较严重。参考站网系统建成后，农业部门有可能将开发相应的节水、精密农业系统列入未来的发展规划，并彻底废除漫灌等落后、费水的耕作技术。借助于地下管道灌溉系统，根据GPS引导的机械设备采集的各点土壤墒情和化学成分，控制供水和施肥量。同时也在高精度GPS(厘米级)设备引导下进行机耕，防止机械对管道系统的破坏。此外，还可以在计算机系统管理下实现精密轮作与套种，真正实现农业生产的现代化。 3. 台站网思想是谁首先提出来的? 答：台站网思想是在长期发展的过程中形成的。上一个世纪八十年代中叶的早前，加拿大首先提出了一个“主动控制系统(Active Control System)”的概念，应该被称为最早的台站网理论。当时GPS界著名的学者D.E.Wells等人普遍认为未来实时GPS测量的主要误差来源是广播星历，要想在距离参考站一二十公里以外的流动点位上实时地获取高精度的测量成果，必须依靠一批永久性的参考站点组成的主动控制系统提供改进后的预报星历，服务于加拿大及北美地区的广大用户。 后来又有了基准站点(fiducial points)的概念，即在同一批测量的GPS点中选出一些点位可靠，对整个测区具有控制意义的测站，采取较长时间的连续跟踪观测，通过这些站点组成的网络解算，获取覆盖该地区和该时间段的“局域精密星历”及其他改正参数，用于测区内其它基线观测值的精密解算。当时实时GPS测量技术尚处于可行性讨论阶段，基准站点概念主要不是为了解决实时GPS测量的，而是为了提高静态基线的解算精度。 1986年深秋北京召开的国内第一次GPS及卫星导航技术研讨会上有人提出了实时参考站及参考站网的概念，介绍了可能采取的四种差分定位服务模式(见1987年《导航》杂志第一期)，1992年第二期《武汉测绘科技大学学报》有关“GPS定位模式”及同年发表在澳大利亚大地测量杂志上的一篇论文提出基于中心化差分技术的网解概念与数学模型。 具有综合性服务功能的台站网概念与建设始于1995年瑞典与丹麦之间奥雷桑特海峡跨海工程。该项工程中，徕卡的设计思想在几十家参与投标的厂商中脱颖而出，一举取得成功。随后我们见到了德国两位博士关于虚拟参考站网的论文和案例，瑞士徕卡公司的研究人员在这些成果的基础上也提出了主辅站技术，并受国际组织的委托着手主持制定有关台站网的国际标准。 4. 衡量台站网性能的技术指标有哪些? 答：台站网性能指标目前国际国内都没有相应的标准。从应用实践角度来说应该覆盖以下几个方面： (1) 有效服务范围。分别给出在指定设备配置条件下，不同作业模式用户的可利用系统服务的水平。一般应该就RTK、准实时GPS测量、RT-DGPS、后处理静态或动态定位等作业模式分别给出相应的服务半径和覆盖面积。不同的配置将产生极大的性能指标差异。 (2) 可利用性(availability)。在有效服务范围内，并正常取得卫星信号情况下，能够取得台站的服务信息并获得定位解的概率。系统设计与建设部门应该尽量使此项指标保持在85％以上的水平。 (3) 可靠性(reliability)。在获得定位解的条件下，符合精度指标的与采用的观测样本总数的比值。台站网的设计和施工部门都应该力争将此项指标维持在95％以上，也就是说定位成果抽样检查的淘汰率应该小于5％。 (4) 精度(accuracy)。给出不同距离条件下不同模式定位成果的误差范围。 (5) 效率(efficiency)。是指在不同距离上不同作业模式获取可靠定位成果所需要的最少时间、安全时间、保守时间。 (6) 系统的平均无故障时间、完备性监测功能(integration monitoring)、容错性以及系统的智能化、自动化、信息化水平。 (7) 其他指标。如可供使用的通信手段、同步服务用户的数量、兼容性、系统建设与维护的成本等等。 5. 台站网有哪些类型? 答：目前国内外已经建成或在建的综合性台站网大致有以下三类： 一类是基于VRS(Virtual Reference System)理论的虚拟参考站系统。它是由Herbert Landau博士提出，并由Spectra/Terrasat公司推向市场的模型。它通过与流动站相邻的各个参考站之间的基线计算估计各项误差，中心控制站根据三角形插值方法建立一个对应于流动站点位的虚拟参考站(VRS)，将这个虚拟参考站的改正数信息传输给流动站，然后流动站结合自身的观测值实时解算出流动站的精确点位。服务区内每一个流动站对应着一个不同的VRS参考站，所以，存在许许多多个VRS参考站。由于VRS参考站发送的是正常格式的RTCM信息，因而流动站并不需要知道参考站所用的参数模型。 因为参考站需要根据流动站点位建立相应的局部改正数模型，所以流动站必须通过NMEA格式把它的点位信息发送给中央控制站，这就是说流动站需要配备类似GSM移动电话的双向数据通讯装置。 另一类则是由GEO++公司Gerhard Wuebenna博士提出的全网整体解算模型，这是一种动态模型。它要求所有参考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，实时地传输给中心控制站，通过中心参考站的实时处理， 产生一个称为FKP的空间误差改正参数，然后将这种FKP参数 通过扩展的RTCM 信息，发送给所有服务区内的流动站。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，但是流动站系统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，每一个流动站需要借助于一个称为AdV盒的外部装置，配合流动站接收机的RTK作业。 还有一种就是徕卡公司目前推荐采用的单参考站模式。原理上与普通GPS作业时的参考站没有太大的区别。每一个参考站服务于一定作用半径内所有的GPS用户。对于长时间静态跟踪数据后处理的用户，借助于接收调频副载波、宽带快速网络通信，以及其它数据通信手段提供的DGPS伪距差分改正数信息，从事准实时定位或实时精密导航的用户来说，服务半径可以达到几十公里、几百公里，甚至更长一些。至于需要实时给出厘米级定位精度的用户来说，徕卡的单参考站的服务半径目前可以达到30公里以上。 6. 各类参考站系统的主要优缺点是什么？ 答：各种虚拟参考站系统在理论上具有明显的优势。系统在DGPS、准实时定位及事后差分处理的服务半径上与单参考站没有任何差别，但是在RTK作业半径方面应该可以得到较大距离的延伸。只要无线电通信或其它数据传输手段能够保证，那么RTK的作业半径也有可能达到30公里以上，未来的潜力甚至可以更大。虚拟参考站系统的另一个显著优点就是它的成果的可靠性、信号可利用性和精度水平在系统的有效覆盖范围内大致均匀，同离开最近参考站的距离没有明显的相关性。在虚拟参考站领域内的最新进展就是徕卡公司于2002／2003期间提出的主辅站技术，又称改进的FKP技术，它克服了原始的VRS及FKP技术很多固有的缺陷，有关国际标准正在研究制定之中，不久将来会陆续推广使用。 虚拟参考站系统的不利之处在于：⑴目前由于各种方法都不是十分成熟，技术上还没有统一的国际标准，非标准化带来一系列兼容性问题。⑵同时整体解法从事RTK作业需要额外的外部装置，给外业人员增加一定的负担，给系统的稳定性造成一定的隐患；插值解法则因模型完善性较差，且需要双向通信，经常无法实现RTK作业。⑶系统的首期投入较大，需要较多的启动资金，明显超出我国绝大多数中小城市和一般省市自治区主管业务部门的承受能力。它至少需要建立三个以上台站构成一个网络，才能按照虚拟参考站理论开展模型计算工作。⑷误差模型的生成还存在许多问题，在电离层和对流层强烈活动条件下出现的大误差仍然是一个影响实际使用的大问题。由于采用的模型不正确，实时获得的流动站点位成果根本无法确定其实际可靠性程度，贸然使用则存在较大的风险。[5]任何一个台站故障都有可能导致整个系统的瘫痪；任何一个台站的某一个卫星的信噪比欠佳，都有可能减少卫星模型改正数的数量，导致RTK无法正常进行。[6]覆盖一个数万平方公里的大城市，至少需要一次建立十来个甚至更多台站，不但投资数额惊人，而且日常管理与维持费用也十分可观，所以在国内外除一些小型试验网外，还很难找到几个大型综合性台站网成功运行的案例。 单参考站网的优势就在于：⑴首期投入较少。只要人民币150-200万左右的投资即可初步满足一个大中城市广大用户不同层次空间信息技术服务的需要：台站所在城中心及近郊区、城市进出口主要交通沿线，以及各设站点区县城镇城乡地区都可以进行快速厘米级实时定位，城市其他地方均可进行厘米级准实时定位或获得其它各种快速定位技术服务。⑵随时可以升级和扩展。除了单参考站系统可以随时增加新的台站，加大实时RTK作业的覆盖区外，一旦虚拟参考站系统有了国际标准，只要进行系统软件的升级，花费不大的投资，单参考站系统即可轻松地纳入虚拟参考站网系统。⑶系统灵活、安全、可靠、稳定，即使在前几年太阳活动的高峰期内，由于徕卡GPS接收机机内实时处理模型存在多种选择，在适当缩短作业半径的条件下，仍可保证上述技术指标的实现，目前徕卡的RTK作业半径已经扩大到30公里以上，利用GSM进行50－80公里左右RTK测试成功案例已经屡见不鲜。⑷不需要任何额外的装置，不需要报告流动站点位的双向数据通信设备，流动站进行自主被动定位，不会暴露流动站的目标位置，可以满足军事等特殊部门的精密定位要求。[5]施工周期短。单参考站网技术经过多年实践表明它是一种比较成熟的技术，从方案落实开始采购设备，安装调试，到验收运作不超过6个月，基于虚拟参考站理论的其它方案存在许多不确定的因素，增加了系统的投资风险。 根据以上简单的对比，我们可以得出如下基本结论：在当前技术水平和市场可供产品条件下，我国各省、市、自治区及城市开展GPS参考站网建设，从规避系统风险、提高投资效益角度出发，选择单参考站网系统是比较符合中国国情的一个优选方案。 7. 台站网的发展趋势如何? 答：综合性台站网是一种正处在蓬勃发展的阶段，其功能将日益完善，应用领域还会不断扩大。随着科学技术的不断发展和各地的开发建设，在未来五至十年时间内，各区县级城镇都有可能相继建立起当地的单参考站系统，现有参考站网系统应该通过软件升级，把所有这些参考站纳入一个更高层次的参考站网系统。估计那时候虚拟参考站网或基于通信网络的参考站网模型已经相当成熟，并拥有相应的国际标准和大批不同规模网络的应用案例，因而它们不仅仅是具有理论优势，而且具有实际的可操作性。在这样一个前提下，用户可以不必考虑离开最近的参考站究竟有多远，系统总能帮你找到一个最佳的解算方案，给出最精确的结果。 今后的城市、乡镇以及交通沿线不仅设有参考站网的站点或信息转发系统，供用户通过无线或专线进行数据信息交换之外，还可能在机场、码头、车站、标志性建筑物、主要道路交叉口、城市出入通道口、重要的人行天桥中间、公园、广场、学校，及一些政府机关、厂矿、公司设立一系列标准点位标志，供不具备接收DGPS信号的廉价低档手持式(价格有可能相当于目前人民币几十元至百把元)，或表式接收机“对点”，校正点位信息。经过这种简单的公共设施校正后，点位坐标也可以达到米级精度。那时，人们可以真正称自己生活在一个信息化时代里，实现了“数字XX”的宏伟理想。 8. 如何建设一个连续运行的GPS台站网？ 答：综合性台站网建设大致需要经过以下几个阶段： (1) 调研、立项和可行性论证阶段。 (2) 软硬件设备引进、安装、调试和人员培训阶段。 (3) 系统运行维护和优化完善阶段。 9. 如何挑选台站网的主要软硬件设备？ 答：综合性台站网软硬件设备的筛选应该坚持以下几个原则： (1) 各项技术指标应该尽可能地先进。很难想象指标低下的软硬件设备能够支持流动站取得高可靠性、高精度、高效率的定位成果。 (2) 系统结构应该体现简洁、适用、操作简便和低成本运行的概念。 (3) 系统具有良好的兼容性、可升级和可扩展性。 10. 如何挑选您的合作伙伴？ 答：综合性台站网建设是一项涉及计算机、通信、网络、卫星大地测量和现代信息管理的多学科、高科技的系统工程，需要有从事过同类项目和工程设计、施工，并取得成功记录和资质的人员和公司所承担。建设单位应该尽可能将方案设计、工程施工和项目监理同时进行招标，确保工程的质量和进程。建设单位与方案设计、工程施工和项目监理单位是合作伙伴关系，同时存在相互制约、相互监督的关系，千万不要把台站网建设单纯地理解为软硬件设备的采购活动，更不能以合同报价高低为准绳来评价，任何忽略台站网系统供应者在台站网领域中所必须承担的大量售后技术服务都不可避免地导致工程延误或失败。

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