Trimble RTX 技术综述

徐以厅，宋济宇

(天宝寰宇电子产品(上海)有限公司，上海 200131)

一、Trimble RTX 技术简介

Trimble RTX(Real-Time eXtended)实时差分扩展技术是Trimble新近开发的一种定位技术，它把多种创新技术结合在一起，使用户能在地球表面或靠近地球表面的任何地方进行厘米级实时定位，能够在不采用基准站、电台或网络参考站链接的情况下，实现从亚米到厘米精度的GNSS 定位服务。

这种新定位技术以L波段卫星链路或互联网在全球范围生成和交付的精确的卫星改正数据(轨道、时钟和系统偏差)作为基础，总体系统基本架构如图1 所示。

图1 Trimble RTX 定位技术基本架构

从遍布全球的控制站得到的GNSS 原始数据通过互联网发送至各个数据处理中心。为了保证高度的系统可用性，处理中心(图1 中的虚线框内部分)是冗余配置的。如果有处理需求，差分改正数据流能够在冗余处理中心和(或)中心内部的处理服务器之间自动切换。在处理中心内部，冗余通信服务器用于把GNSS 网络观测数据转发至数据处理服务器。这些服务器主管着GNSS 网络处理器，而网络处理器的任务是计算精确的轨道、卫星时钟和系统模型误差，用于全球任何位置的GNSS 差分改正。

网络处理器产生的精确卫星差分数据以CMRx 格式进行数据压缩，CMRx 是为了采用更高压缩比传输卫星差分数据以支持RTK 定位、Trimble RTX 和Trimble xFill 而专门开发的压缩格式。然后，这些差分改正信息经由卫星链路或互联网传输到用户端。现在的Trimble RTX 跟踪网络大约包含100个分布于全球的GNSS 控制站，如图2 所示。

图2 Trimble RTX 跟踪网络分布图

二、Trimble RTX误差模型

影响GNSS 测量精度的因素主要有卫星时钟误差(satellite clock errors)、卫星绕行轨道误差(satellite orbit errors)、大气影响(atmosphere errors)和测量偏差(biases errors)。采用参考站+流动站方式测量时，在GNSS 处理期间会把参考站和流动站的GNSS 数据结合在一起。由于这些误差量在流动站和参考之间基本一致，当把两组测量数据结合在一起时，它们几乎就相互抵消了。任何残差通常都非常小，小到可以使相对定位精度达到厘米级。

虽然Trimble RTX 技术采用的方式与传统差分RTK 的方式相当不同，但是，由于它们处理的是相同来源的误差，如在进行RTK测量时，一旦无线电链路中断，数据只能从流动站获得，卫星时钟、轨道和测量偏差这些在标准RTK 处理中所需要的数据将被模型化并作为Trimble RTX 改正数据流的一部分而传输。然后，这些影响将变成已知量并在处理流动站测量数据时被恰当使用。为Trimble RTX系统特别制订的运算规则将用于处理大气误差，把任何残差减少到高精度GNSS 定位应用所能接受的程度。

Trimble RTX 数据处理提供卫星观测数据的残差模型可与差分RTK 所提供的残差相比拟。虽然各种不同的模型化误差来源不是针对参考接收机所经历的相似误差而消除的,但是Trimble RTX 处理器(如图1 所示)运算规则所提供的质量相当高，可使最终的RTX定位精度与传统RTK 差分处理的精度一致。Trimble RTX L 波段数据流提供的差分改正质量很高，使误差模型方法的质量相当于传统差分RTK 的质量。

三、Trimble RTX服务和应用

1. Trimble CenterPoint RTX 修正服务

Trimble RTX 是一个高精度、低收敛时间的精密单点定位(PPP)系统，它不需要 RTK 基站或 VRS 网，就能够实时提供厘米级的定位精度。对于基于陆地的改正信号不可用的空旷区域，可以用卫星提供的 CenterPoint RTX 改正进行测量。当在偏远地区跨越很大距离进行测量时，如管线或基本民用设施，CenterPoint RTX 消除了不断移动基站或始终保持连接蜂窝移动网的需要。在经过30 min收敛时间后，RTX能够达到3.8 cm的精度，它无需基准站或其他基础设施，采用卫星 L 波段和 IP 播发，实现全球覆盖。

2. Trimble xFill断点续测技术

Trimble xFill 断点续测技术是由Trimble 开发的一种新技术，能使RTK 用户从Trimble RTX L 波段的卫星服务中受益。通过对GNSS 基本误差(如卫星轨道、时钟和系统偏差)的高级模型化和估算，使采用传统方法处理的差分RTK 性能得到增强。

Trimble xFill 首先应用于Trimble R10 GNSS 智能接收机，使Trimble R10 接收机能够有效地应对无线电或互联网连接的中断，这也是丢失RTK 改正数据的主要原因。它在长达数分钟的连接中断期间，能够无缝地提供不间断定位，并且保持测量级精度。Trimble xFill 自动激活时没有延迟，对于要求不严格的应用，还有可能延长Trimble xFill 测量周期。在许多外业环境中偶发的无线电接收中断问题将不再对外业工作造成不良影响，可实现最短停机时间和最大生产效率(如图3所示)。

图3 使用Trimble xFill 的Trimble R10 接收机的预期表现