多基站差分的实际应用-CORS网络位置服务

此前在多基站差分之一:用最简单的文字说明虚拟参考站文章中介绍了一种常用的多基站差分方法:虚拟参考站方法。那么在实际应用中,多基站差分是如何实施的?

这里可以划分为两种实施模式:

  • • 自建多基站差分系统

  • • 通用网络差分系统

自建多基站差分系统

在特定的区域内建设若干个地面基准站,地面站之间通过光纤网络实现互联,所有基准站的观测数据汇总至控制中心。控制中心负责融合解算、建模、差分数据生成及分发等功能。

区域内存在多个飞行器、地面设备或水面平台等移动目标,各移动目标均配备GNSS接收机和通信链路。根据通信链路的特性,系统采用不同差分方案:

  • • 当控制中心和移动目标之间通信链路为双向时

移动目标将单点定位结果上传至控制中心,由控制中心生成虚拟参考站的观测值(包括伪距、载波相位等),再将数据通过广播的方式分发到移动目标,实现实时差分定位。

  • • 当通信链路为单向时

控制中心能向移动目标发送数据,但是移动目标不能向控制中心发送数据,此时就采用#网格化差分改正数 方案。

控制中心生成区域内的网格差分数据,并以广播的方式分发给移动目标。移动目标根据自身坐标,利用网络差分数据进行内插计算,获取自己的差分改正值用于观测量修正。

这种自建系统主要应用于特殊行业领域,包含自研的多基准站网络、控制中心及网络RTK解算软件。目前国外厂家天宝,国内也有不少头部的厂商已开发出成熟的网络RTK解算系统。

对于普通用户及企业而言,其实平时没有那么多的高精度定位需求,多基站方案建设成本太高,不具备可实施性。

那么是否存在一种高效、便捷、成本低的高精度定位解决方案?

网络差分服务

国内多家企业早就在全国范围内建设了自己的CORS站地基增强系统,并建有自己的位置服务器对外提供商用的网络差分位置服务。其中民营企业如千寻、六分科技等。

CORS地基增强系统,你可以理解成一个超大规模的多基站差分系统。

CORS系统在全国范围内的分布和人口的密度相关。人口密集区布设的基准站数量较多,人口稀少的区域布设的基准站较少。所有基准站通过光纤或4G/5G网络将数据汇聚到服务中心,由服务中心完成建模与解算工作。

网络差分

网络差分

位置服务产品选择

用户在官网上注册账号并购买服务之后,可以登录位置服务器,按照网络差分协议-NTRIP协议从位置服务器上获得用于差分的虚拟参考站的观测量数据。

在厂商的官网上,有多种定位服务可以选择,这里主要是按照提供的精度等级来划分的,有的可以到米级,有的能够到亚米级,最高精度的可以到厘米级。

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设备连接关系

具体的连接关系如下:

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具体操作流程:

  1. 1. 将GNSS接收机串口接入计算机

  2. 2. 计算机运行NTRIP客户端软件

  3. 3. 配置#位置服务器 参数(域名/IP、端口、Mountpoint)

  4. 4. 设置本地坐标获取方式(静态输入/从串口获取)

  5. 5. 建立NTRIP连接并持续接收差分数据

  6. 6. 差分数据通过串口输出给GNSS接收机;

  7. 7. GNSS接收机完成差分定位输出;

这里需要有一个#Ntrip客户端软件。

如果我们要做成产品交付客户,那就自己写一个Ntrip客户端软件。

如果仅仅是自己测试用,可以从网上下载一个软件,比如QX_NTRIPClient。

下面这个是QX_NTRIPClient的开机界面。

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具体操作流程

  1. 我们以#千寻位置服务 为例。

  2. 1. 完成账户注册,根据自己对位置精度的需求,选择合适的服务产品并购买。

  3. 2. 获取分配的账号密码及服务器参数

千寻位置服务器的信息如下:

1)地址

域名:rtd.ntrip.qxwz.com 或IP(60.205.8.49)

2)端口

端口:8001 对应ITRF2008坐标系

端口:8002 对应WGS84

端口:8003 对应CGCS2000

3)Mountpoint/挂载点

RTCM32_GGB 或 RTCM23_GPS
  1. 3. 配置QX_NTRIPClient连接信息(地址、端口、Mountpoint等)、用户名、密码等

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  1. 4. 本机位置怎么处理

有两种方式:

如果本机是静止的,就选择外部手动输入固定的坐标。

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如果本机是运动的,就选择从串口获取坐标。

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  1. 5. 通过QX_NTRIPClient等软件建立连接

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  1. 6. 运行中,实现GNSS接收机与位置服务器的数据交互传输

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1. GNSS接收机输出$GGA语句至计算机

2. NTRIP客户端将GGA语句转换为NTRIP协议

3. NTRIP客户端从服务器下载虚拟参考站观测数据

4. NTRIP客户端解析NTRIP协议并转换为RTCM数据

5. NTRIP客户端通过串口将RTCM数据回传GNSS接收机

6. GNSS接收机完成差分定位计算

总结

本文系统介绍了多基站差分的两种应用模式,重点解析了民用领域如何通过现有网络差分服务实现GNSS接收机的高精度定位(亚米级至厘米级),为普通用户提供可行的解决方案。

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