谈工程测量中虚拟参考站的技术原理优势及其应用

摘要：虚拟参考站在实际工程测量中有广泛的运用，它的出现是GPS定位技术的一项重大突破，它在一般情况下代表的是GPS的网络RTK技术。本文基于工作实践，分析了工程测量中虚拟参考站应用的一些现状，并主要讲了虚拟参考站费用将大幅度降低，相对于传统RTK来说精度更高等五项具体应用，希望给相关人士一些启迪和思考，进一步引进这项新技术并完善该技术的一些应用，促进相关行业的不断健康发展。

关键词：工程测量;虚拟参考站;技术应用

Abstract: Virtual reference station is widely used in practical engineering survey, generally representing RTK network technology of GPS, whose appearance is a major breakthrough in GPS technology. Based on work practice, this paper analyzes the current application situation of the virtual reference station in the engineering survey, points out that the costs of virtual reference station will be substantially lower, and puts forward the five specific applications of higher accuracy compared to conventional RTK, wanting to give some enlightenment and thinking to the relevant personel and further introducing and improving this new technology to promote continuous and healthy development of related industries.

Key words: engineering survey; virtual reference station; technology application

中图分类号：TB22 文献标识码：A 文章编号：2095-2104(2012)

虚拟参考站简称是VRS，随着它的出现，GPS的发展就向高精度时代迈进了一大步。由于GPS中RTK技术变得越来越成熟，RTK技术已被引入了工程测量中，需要一种效率高且费用低还能够全面取代传统测量方法的手段来满足新技术的要求，这就是网络RTK技术。

一、虚拟参考站(VRS)技术的构成及工作原理

目前应用于网络RTK数据处理的方法有多种，但最成熟、最有效的方法就是虚拟参考站法(VRS)了，本文从实际情况出发，主要讲了VRS技术的原理构成和技术现状，并着重讲了它的优势和运用。

1、VRS系统主要构成部分

VRS主要由控制中心、固定参考站、接收机三部分组成，其中控制整个系统的核心部分是控制中心，它主要负责整个通讯工作，也是整个数据处理的核心部分。固定参考站与控制中心之间通过通讯线相连接，这样控制中心就可以随时收到数据。接收机部分就是用户自己的那一部分，可以放在任何方便的位置。

2、VRS系统的工作原理

VRS网络在使用的过程中，移动用户并不直接接收各固定参考站发来的任何改正的信息，而是通过数据通讯将所有的原始数据发送给控制中心。用户在工作之前，先通过短信息功能向整体控制中心发送一个大概的坐标位置，等到这个信息被传到控制中心后，控制中心会根据用户的计算机坐标自动选择一组最佳的基准站，这个基准站可以修正数据在传送过程中产生的误差，最后将高精度的差分信号发送到移动站那里。其效果等同于在移动站的左右设置一个虚拟的参考站，用来保证其精度要求。

二、虚拟参考站技术现状

虚拟参考站技术是要求在流动站的左右想办法建立一个虚拟的参考站，并根据周围相应的参考站上的实际测量值算出该虚拟站上的观测值。由于虚拟站和流动站的距离不远，一般来说只有数米到数十米。所以说移动用户只需要采用比较常规的RTK技术就能和虚拟参考站进行实时的各自的定位，从而获得较为准确的定位结果。该技术的优点在于减少网络中数据的播发量，每一个独立的参考站发送相对于主参考站的全部改正信息及其坐标的信息。

网络RTK技术为工程测量带来了很大的利益。但其自身也有一定的局限，在使用过程中受到一些限制，比如，参考站的误差距离与流动站的误差距离都有影响因素，随意性较大，用户自身如需架设本地的参考器，会出现很多限制情况和局限性。而VRS技术的最大意义在于它能克服上面所说的局限，从根本上扩展RTK的工作距离。

三、虚拟参考站技术的具体优势和在工程测量中的具体运用

1、费用将大幅度降低

由于使用了VRS技术，用户就不用架设自己的基准站了，这就省去了一大笔费用。VRS技术的一些优点可以明显解决以上问题，比如说它具有全天候无需通视、定位高精度、实时定位，同时由于其较高的精度，用户不用去花费更高的代价去进行数据的精确处理了。与此同时，用户可以从省下来的费用中适量的拿出一些费用出来进行VRS技术的创新研究，争取能取得突破，从而能省下更多的费用。

2、相对于传统RTK来说精度更高

VRS技术能把误差控制在1-2厘米之内，这可以说是一个飞跃。以往的技术的精确度一般在几十厘米之内甚至更大，这么大的误差会给实际工程测量带来极大的不便，造成的损失也是无法估量的。所以VRS技术准确的精度不仅给实际测量工作带来很大的便利，也给整体数据的处理带来了极大的好处。

3、可靠性也随之提高

由于有多个参考站的数据联合检验，那么它得到的数据的可靠性就有了大大的保证。以往的技术在测量方面得到的数据是单一的，没有比较性，无法检测数据的可靠性。而VRS技术在这方面有了大大的提高，不仅使得数据有了可比性，而且能够知晓数据的问题所在，从而极大的减少误差。

4、更广的应用范围

现在的VRS技术的应用不止是在工程测量方面，也应用在其它很多方面，比如说城市的规划、交通的管理和气象环保、农业以及所有在室外进行的一些勘测工作，并且提高了相关工作的效率和准确度。与以往传统的技术应用单一化相比，这不得不说是科技的进步带来产业的革命，新技术的开发在新时代显得越来越重要。如今的很多技术由于应用方面单一而被淘汰，所以应用方面多种多样的VRS技术必定会在今后的某一段时间内时常活跃在工程测量具体工作中。

5、虚拟参考站在工程测量中的具体运用

这里主要讲一下虚拟参考站应用于地籍图测绘。在以往很长的一段时间内，在地籍测绘中运用的主要是全站仪，并且还比较普遍，因为他使测图变得简单易行，操作也比较简单，深受业内人士欢迎。但是“先控制，后碎步”的整体思路，尤其是控制测量从具体选点、测绘到最后的计算过程需要花费很长的时间，且容易出现较大的误差，总的来说，全站仪比较适合高校的教学实习过程，具体测绘工作还是要靠VRS技术。VRS技术的一些优点可以明显解决以上问题，比如说它具有全天候无需通视、定位高精度、实时定位，这就使得GPS在测绘的图根加密控制和碎部测量的应用方面成为了可能。在实际工作中，可以明显发现VRS技术在地籍图测绘中的优越性。

四、总结

GPS测量技术的发展随着虚拟参考站技术的进步进入了一个新的高度，这种网络RTK技术应用了国内外最先进的多基站RTK算法，它集最流行的计算机网络管理技术、无线通讯技术和优秀的GPS定位技术于一身，突破了最新技术的瓶颈，完成了工程测量新技术的飞跃。VRS技术将使GPS的应用范围领域极大的伸展，业内研究人士认为，在未来的5到10年内，国家会高速发展GPS网络的建设，而这种GPS网络RTK技术(VRS)，将毫无疑问的代表着GPS未来发展的方向。

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