虚拟参考站技术在工程测量中的应用

姚杰

（武昌理工学院城市建设学院 湖北武汉 430000）

摘 要：虚拟参考站是GPS技术应用过程中一个非常重要的成果，这标志着GPS技术的定位精度又上了一个新的台阶。它采用PTK网络技术结束了以前GPS作业中分散作業的局面，这对我们来说是一大进步，因为在很大程度上改变了工程测绘工作的现状，使得测绘工作成为了一个有机整体，下文根据笔者从日常的工作出发对虚拟参考站技术在工程测量中应用的相关问题进行了总结。希望能够对改善我们的工作现状有所帮助。

关键词：虚拟参考站技术；工程测量；应用

PTK网络技术是现在GPS应用技术中最先进的部分，它的全称是“实时载波相位测量”。过去静态、快速静态、动态测量的方式都需要事后进行处理，而应用这一技术却能够实时的得到最终的测量精度。所以说这一技术就不需要在进行复杂的计算，采集的数据可以即时应用，大大提高野外测量作业的效率和准确度，为地形测图、工程数据采集提供了极大的便利。进一步提高了作业的范围和精准度，也扩大了GPS的应用范围和质量，推动了网络系统的科学化发展。

一、VRS系统的组成部分

1、控制中心

控制中心顾名思义就是协调控制各个系统构件数据信息的部分，能够根据相应的情况进行判断，对数据进行必要的分析处理。[1]系统控制中心是VRS系统运行的核心，它的稳定性与否能够直接关系到最后测量工作的结果。一方面它与固定的GPS接收系统建立相应的数据通讯通道，这样的通讯通道会用作数据的传输，另一方面是通过网络技术和用户实现数据通讯，发出指令，将数据以及相关的结论发送到用户终端之上。

2、固定站

系统固定参考站分布于VRS网络中的个别站点之中，一般在整个系统中需要让站点数量大于三个才能够保证其测量工作的进行。传统的高精度GPS网络站间的距离在10米至20米之间，但是随着科技的发展以及相关技术的进步，目前个站点之间的距离已经能够达到70米的距离，而且也做到了24小时不间断的进行数据分析。固定站的主要作用就是将系统运行过程中收集到的数据信息进行集中，并且进行初步的处理，这样的处理主要是为了数据能够更好的进行传输，而最终结论的得出还是要靠控制中枢的分析。

3、接收机部分

用户可以根据自己的需求和现有的外部资源，将无线通讯的调节器放在不同的载体上，这一点极大的方便了相关员工的工作。[2]不仅如此这也同样改变了我们的生活，例如我们最常见的汽车的GPS定位，它的工作原理就是，接收机通过网络把自己的所在位置发送到控制中心，并且接收控制中心发出的相关数据，这样用户就能够获得自己需要的信息。

二、VRS系统工作的基本原理

VRS系统在数据处理上利用的是多个参考点联合数据的方法，也就是各个参考点的消息并不是直接发送给相应的用户，而是将所有的数据信息发给控制中心先由控制中心进行处理。用户在获取信息之前会通过GSM向控制中心发送一个自己所处的大概位置。然后控制中心会对这一消息进行分析，自动选择最佳的固定参考站，然后将数据传回给用户。现如今经过改正的高精度的差分信号已经能够直接将信号传送到参考点，这样才能够有效的避免错误的发生，提高测量数据的精准度，提高测量工作的工作效率。

三、VRS技术的优点

1、VRS技术作业精准度高

经过实践我们可以得知，VRS的信号传播距离较远，因此在实际的测量工作中不需要额外的架设基站，这在无形之中扩展了PTK技术的作业距离。在过去常规的PTK作业因为距离的限制，所以时常需要进行换站，这就会放大系统在测量过程中产生的累积误差。而如果采用VRS技术的话，就能够有效避免这种情况的发生，这样作业精度自然就能够保证了。而且VRS技术在实际测量之中参考的都是相同的“参考站”，数据的采集过程基本是一致的，这同样也能够保证整体测量的精度。

2、VRS技术应用范围广泛

目前采用GPS—PTK网络技术建立的VRS系统，已经被应用在很多领域。如国土规划以及城市规划这样的工程，应用这项技术就能够在很大程度上提高我们的作业精度。而市政管理、公安消防以及地质测绘等工作应用这方面的技术，其实更是保证了居民生活的安定，所以说这项技术是科技进步带来的便利。相关人员要从落实自己的本职工作出发，从而推动这项技术的进步，真正让这项技术带给我们生活更多的改变。

3、系统可靠度高

PTK网络技术是要优于常规的PTK测量系统的，这是因为常规PTK能够参考的只有单个参考站，而且参考站与参考站之间也缺乏联动机制。如果参考站因为各种因素的影响而出现问题，那么参考站覆盖的区域就会成为测量盲区，这就很难保证收集上来的数据能够准确。[3]自然也就会影响到后期的数据分析工作，如此整体系统的稳定性是很受影响的。而PTK网络技术应用到实际的测量工作中，它参考的是整个GPS网络系统，再加上参考站与参考站之间的联动性较强，所以说就算是其中一个参考站出现问题相关人员也能够及时发现并且进行维护。这对于保持整体数据的稳定是非常有必要的，这同时也就降低了错误数据被使用的概率，因此这种测量方式比过去的测量方式的可靠性更有保障。

四、PTK技术进行测量的优点

PTK技术在近几年被迅速应用，其优点还是显而易见的，具体来说主要有以下方面：首先它继承了所有GPS技术的优点，全球适应、不受气候影响等等。其次借助于网络技术的优势，它可以实时获取厘米级别的定位点坐标，改变了过去需要后期处理的工作过程，这大幅度的提高了我们的工作效率。[4]特别是对于一些极端地质条件下的测量工作来说，保证工作的效率是非常关键的。最后要说的就是它就算是在运动过程中，也同样可以做到高精度的采样，这项优点使得它的应用范围已经不仅仅局限于固定位置的测量了。

总结：PTK技术之下的VRS系统具有很多优点，它实现了精度测量而且也扩宽了GPS技术的应用范围。这也是近年来这项技术得到应用的一个很重要的原因，但是其中仍然存在一些我们不能忽视的问题。比如说VRS系统各构件的配置如何让其发挥出最大的效果等等，上文是根据笔者的经验对此进行的总结，希望能够对改善虚拟参考站技术在工程测量中的应用有所帮助。

参考文献：

[1]关宗江. 虚拟参考站VRS技术在工程测量中的应用[J]. 科技信息，2012，20：373.

[2]张宝廷，于久申，张彦军. 虚拟参考站技术在物探测量中的应用[J]. 物探装备，2012，03：195-196.

[3]石力，叶水全，梁刚. VRS-GPS网络虚拟参考站技术在重庆城区控制测量中的应用与浅析[J]. 城市勘测，2010，02：84-87.

[4]刘小生，谢忠俍. 虚拟参考站技术在管线测量中的应用[J]. 全球定位系统，2009，01：43-45+49.