Leica GNSS Spider中心化网络RTK监测应用

周 俊

(徕卡测量系统贸易(北京）有限公司，北京 100020）

Leica GNSS Spider中心化网络RTK监测应用

周 俊

(徕卡测量系统贸易(北京）有限公司，北京 100020）

一、引 言

目前，随着城市进程的不断加快，越来越多的高层、超高层建筑及大型桥梁出现在大中型城市。由于高层建筑物处在很多不利因素的监测环境中，使得在利用传统监测方法时显得力不从心，GNSS因其连续、实时、高精度、全天候测量和自动化程度高等优点，在这类监测中被广泛使用。

众所周知，GNSS RTK结果是与距离相关的。随着监测站与参考站之间距离的增加，监测站与参考站误差相关性变得越来越差，轨道误差、电离层延迟的残余误差和对流层延迟的残余误差都将迅速增加，从而导致难以正确确定整周模糊度，进而无法获得固定解，定位精度迅速下降。

在监测项目中为了达到GNSS RTK高精度，参考站和监测站之间基线要保持尽可能短，这可能导致和产生某些问题，如参考站建在变形区域或建筑物阻碍GNSS天线跟踪信号。另外，在某些低纬地区，常规GNSS RTK结果在午后还会因电离层扰动受到较明显的影响。

由于常规RTK的局限性，越来越多的省份、地市建立连续运行参考系统(CORS），用来减少大气和几何误差对GNSS信号的影响。将中心化网络RTK引入高层/超高层建筑、桥梁实时监测具有广阔前景。

二、Leica GNSS Spider中心化实时网络RTK定位

徕卡GNSS参考站网软件包Leica GNSS Spider V4.x，处理内核采用非差处理算法及优异的徕卡智能检测(SmartCheck＋）技术，使得该系统能够提供出色的可靠性和良好的操作性能。GNSS Spider是模块化设计的，可为各种测绘、地震和结构监测等应用量身定做所需要的软件功能。

实时数据处理基于Leica GNSS Spider Positioning中心化网络RTK处理功能模块。该模块能够应用主辅站网络改正数实时处理来自监测站的观测数据，可以20 Hz的高速率和高精度对所有基线组合提供实时和后处理，如图1所示。

图1 监测区域与网络RTK区域示意图

三、试 验

将网络RTK用于监测，通常要求GNSS网络RTK必须覆盖变形区域/建筑物，至少需要3个参考站进行处理，笔者推荐5个参考站，以便更好地建模和有足够的冗余来提高估算精度。

笔者选取监测区域周边5个站点组成一个集群(cluster），选取距离监测区域较近的一个站点为主站，其余4个为辅站，通过Spider软件进行网络解算，并将包含主辅站(MAX）网络改正数的数据流应用于实时定位计算。分布在变形区域的监测接收机将观测值以数据流形式实时发送给运行Spider软件的服务器。

在Spider软件里选用监测点为流动站，将包含MAX网络改正数的参考点设为参考站，实时进行基线解算，同时对比常规RTK定位监测结果，如图2―图4所示。

图2 流程示意图

图3 Spider网络处理

图4 中心化网络RTK(使用网络改正数用于定位计算）

试验结果使用Leica GNSS SpiderQC软件进行分析，结果如图5―图6所示。

图5 定位平面图

图6 定位高程图

从试验数据来看，Leica GNSS Spider中心化网络RTK改正数对结果有明显的改善。这里的结果仅仅是Spider计算的基线以NMEA格式输出显示，并未进行过滤或平滑。图中，黑色代表常规RTK解决方案，灰色代表应用GNSS网络解决方案）

同一时间仅使用GPS L1处理基线，验证单频GPS L1接收机也能从GPS网络解决方案中受益，结果如图7―图8所示。图中，起伏很大的曲线是代表仅L1常规RTK解决方案，起伏平缓的曲线代表应用GNSS网络解决方案）。

图7 定位平面图

图8 定位高程图

四、结束语

数据结果证明GNSS监测项目结合Leica Spider GNSS中心化网络RTK具有突出的优点，包括：

1）获得更高的精度和可靠性；

2）更好地控制操作和结果；

3）对低纬度电离层严重影响信号处理地区提供良好的解决方案；

4）支持单频(L1）和双频(L1/L2），降低监测传感器成本；

5）无须网络平差；

6）无须为高层建筑、桥梁监测而在城区特别建立单参考站。

(本专栏由徕卡测量系统和本刊编辑部共同主办）

天宝测绘解决方案专栏