Back

Что такое VRS и как это работает?

Понятие виртуальной базовой станции (Virtual Reference Station) основано на сети базовых GNSS-станций, непрерывно соединенных посредством каналов передачи данных с центром управления. Компьютер в центре управления непрерывно собирает информацию от всех приемников, и создает базу данных региональных поправок. Эти поправки используются для создания виртуальной базовой станции, расположенной всего в нескольких метрах от места, где расположен подвижный приемник (ровер). GNSS-ровер интерпретирует и использует данные VRS как если бы они поступили от реальной базовой станции. В результате повышается точность и производительность RTK метода.

Реализация идеи VRS в функциональное системное решение по следующим принципами. Для начала необходимы несколько базовых станций (не менее трех), которые подключены к сетевому серверу через некоторые линии связи.

GNSS-ровер посылает его примерное положение в центр управления, с использованием канала передачи данных мобильного телефона. Центр управления  принимает данные о положении ровера, и отвечает путем отправки корректирующих поправок на ровер. Как только они получены, ровер вычисляет свое положение в высоком качестве и обновляет координаты точки. А затем вновь направляет данные о своем местоположении в центр управления.

Сетевой сервер теперь будет вычислять новые поправки таким образом, чтобы они воспринимались ровером как поправки от базовой станции, находящейся рядом. И посылает их обратно на канал передачи данных мобильного телефона. Этот метод создания исходных данных базовой станции и дает концепции ее название «The Virtual Reference Station». С помощью данного метода, можно выполняют высоко улучшенную RTK съемку.

Основным назначением VRS является уменьшение длины базовой линии между мобильным приемником и базовой станцией для того, чтобы эффективно удалить пространственно коррелированные ошибки с использованием дифференциальной обработки, и включить поправки, полученные от сети базовых станций.

Поскольку приемник пользователя не может, по определению, отличить реальную базовую станцию ​​и VRS, расстояние между VRS и пользователем должно быть соизмеримо с уровнем поправок, присутствующих в данных VRS. Что позволяет приемнику использовать свои алгоритмы обработки данных, которые изменяются в зависимости от длины базовой линии к базовой станции.

Чтобы проиллюстрировать это, давайте рассмотрим простой пример. Предположим, пользовательский приемник выполняет L1 обработку базовых линий до, скажем, 8 километров и двухчастотные (L1 / L2) комбинации для более длинных базовых линий.

Теперь представьте, что если поправки в данных VRS были похожи на 20-километровую базовую линию, но положение VRS было определено всего в 2 километрах от пользователя. В этом случае приемник пользователя будет пытаться использовать L1 обработку, но уровень поправок в данных, почти наверняка не позволит получить корректные результаты с использованием этого подхода.

Из этого примера мы видим, что VRS нуждается в физической сети GNSS-станций вокруг области измерений, с как минимум тремя базовыми станциями, чтобы получить возможность моделирования поправок. При этом большее количество базовых станций и улучшенная геометрия сети обеспечивают более точное моделирование поправок.

Концепция VRS позволяет использовать менее плотную сеть GNSS-станций без ухудшения точности. В результате максимальное расстояние между ровером и ближайшей базовой станцией может быть увеличено по сравнению с типичными 10 ~ 15 километрами без ухудшения точности. Данная технология значительно упрощает работу геодезистов в условиях сложного рельефа местности, а так же, позволяет оздать сеть поправок на большую территорию и отойти от необходимости введения различных местных систем координат с делением их на зоны.

 

Использованы материалы:

[1] Herbert L., and U. Vollath and X. Chen, “Virtual Reference Stations versus Broadcast Solutions in Network RTK –Advantages and Limitations,” paper presented at GNSS 2003 conference, April 2003, Graz, Austria
[2] Hu, G. R., and H. S. Khoo, P. C. Goh, and C. I. Law, “Development and Assessment of GPS Virtual Reference Stations for RTK Positioning,” Journal of Geodesy, Vol. 77, p.292-302, 2003
[3] Retscher, G., “Accuracy Performance of Virtual Reference Station (VRS) Networks,” Journal of Global Positioning Systems, Vol.1, No.1:40-47, 2002
[4] Van Cranenbroeck J., and V. Lui and C. Rizos, “Ultimate Advance in GNSS RTK Monitoring Accuracy,” presented at the 7th FIG (International Federation of Surveyors) Regional Conference, Spatial Data Serving People: Land Governance and the Environment – Building the Capacity, 19-22 October 2009, Hanoi, Vietnam
Ipit