构建完善的CORS运行管理体系.ppt

Distributor Confidential构建完善的CORS运行管理体系——Trimble Integrity Manager及其它管理工具网络RTK算法• Trimble VRS – Trimble专利与注册商标 – GPS+Glonass网络RTK • FKP – 德国国标SAPOS– FKP – 线形差分改正的优劣 • RTCM 3.1 Net （主辅站） – 只有GPS网络RTK的算法 – RTCM的标准格式，不属于某一厂商Trimble 支持的网络RTK算法• VRS – GPS网络RTK – GPS+Glonass网络RTK • RTCM 3.1Net（主辅站） – 目前只支持GPS网络RTK • FKP从建设到运行与维护• CORS系统建设–参考站（天线、接收机、供电、通讯、保护设 施等） –固定通讯（参考站---控制中心） –控制中心（PC，通讯，供电等） • CORS系统验收–可用性、可靠性、稳定性CORS系统运行• 专人管理CORS系统– 问题解决 – 用户管理 • 如何保证CORS系统服务质量 – QoS（服务质量）•快速响应问题 •及时解决问题 •用户管理 – 最重要的是：系统提供的精度CORS系统精度• 系统提供的精度取决于： – 参考站坐标精度； – 参考站位置变化情况； – 影响参考站坐标的其它因素； – 控制中心软件如何进行CORS系统监控• 常用监控方法 – 软件自身功能： •GPSNet中“坐标监视器”Coordinate Monitor – 人工分析参考站坐标变化 •定时人工计算、分析 – 移动站完好性分析（Rover Integrity）•和移动站设备性能有关； •和移动站所处位置无线通讯有关； •和控制中心软件性能有关； •如：广州规划院CORS中监测站应用；CORS系统监控• 存在问题： –参考站坐标响应速度 •24小时后达到1cm（水平），2cm（高程），条 件：电离层处理、对流层比例系数算出、使用预 报星历时； •无法监控参考站的快速坐标变化； •解算方法单一：缓慢收敛、高精度的后处理； –人工分析参考站坐标变化 •处理时间较长，次数有限，3个月或一年/次； •依赖于处理人的经验与使用软件； •不能响应参考站的快速坐标变化； –移动站完好性分析 •固定移动站的成本较高； •无法网内均匀架设；稳定运行+ 精度保证+ 服务+ 动态监控如何解决？= 完好性?Integrity----完好性/完整性• 不仅仅是可用 – 可用性 >99% •备份功能, 系统设计和运行 • 系统可用，但是你如何知 道提供的信息是正确的?Lan：xxx.xxxxLong: xxx.xxxxxHeight: xxx.xxx？？？Integrity 完好性Precision 精度 稳定性Accuracy 准确性 可靠性Validity 有效性 可用性系统完好性可控完好性+ 改进系统完好性• 可控 – 参考站 – 固定通讯 – 控制中心 • 改进 – 移动站接收机 – 测量环境 – 无线通讯条件改善完好性• 如何动态监控系统坐标 – 参考站的缓慢变化； •地壳运动； •地面沉降； •…; – 参考站的突然变化； •地震； •墩标破坏； •突发事件； – 参考站的长期连续坐标监测； •自动解算； •毫米（mm）级精度Trimble提供的管理工具• GPSNet软件中– 坐标监视器：参考站坐标连续变化、反 应速度慢，精度可到mm； – 移动站监视器：监测移动站在已知点上 连续测量结果的精度/初始化时间Trimble Integrity Manager管理网络动态性能Trimble Integrity Monitor• 使用多种复杂算法进行实时动态/事后坐 标监测 –不同的监控模式 •快速运动； •基于服务器端的RTK； •网络运动； •后处理 –用户可选择的解算方法： •未滤波——原始变化； •均值滤波； •加权； •卡尔曼滤波 –模块化结构，支持分布式处理Trimble Integrity Monitor 概念模型引擎滤波器IM报警原始 GNSS数据报告引擎引擎• 性能Engines 引 擎系统的发动机•由复杂的算法组成 •将结果传送到系统的其它部分 •要考虑的3 个主要因素 •基线长度 •测量分辨率 (需要的精度) •报警所需时间(反应时间)引擎介绍• NMEA引擎 – 接收移动站返回的NMEA语句 – 将RTK初始化后的进行计算 – 使用不同的滤波方法 – 检验移动站RTK结果的偏差 – 可用于检验CORS系统性能（移动站完好性）引擎介绍后处理引擎Post Processing Engine 后处理引擎• 大多数精确坐标 • 反应时间缓慢 • 使用RINEX, DAT or T01 • 自动基线处理，最长 到2000 km • 精度最高达到1mm控制, 精度板块构造, 坐标系引擎介绍快速运动引擎快速运动引擎• 使用适当的算法分析 迅速的变化 • 运行并行滤波器以检 测大于3cm/秒的快速 变化速度, 报警已经发生你需要知道的、 显著的变化快速运动引擎引擎介绍基于服务器的RTK引擎基于服务器的 RTK 引擎• 在服务器端使用RTK 技术进行基线解算 • 基线长限于35 km • 检测标准RTK误差 • 应用：– 可以将参考站作为固 定的流动站检验系统 性能快速 生效小站点分析 Small site analysis 引擎对比网络运动引擎网络运动引擎• 持续,长期解决方案 • 长期非常准确，超长 基线 • 对于位置变化的反应 时间很缓慢 • 最高2mm精度，3小 时后；位置, 检验误差检测, 为其它引擎提供 验证引擎对比滤波器• 异常值检测 (如用于网络调整中) • 避免时间发生时的错误检测 • 根据引擎选择滤波器 • 避免持续的误警?滤波器• 在 dN, dE, dh滤波 • 滤波方法 – Unfiltered（未滤波）•快速检测但是有误报警可能 – Median filter （中值滤波） 对异常值 •用户可定义的周期和异常值范 围 – Weighted mean（加权平均 ） •用户可定义的滤波周期 – Kalman—卡尔曼 (基于时间 的预测)•用户可定义的滤波器特性滤波器滤波器滤波方法• 部分引擎模块 • 不同的引擎有不同的滤波器引擎滤波器Post Processing 后处理RTKNMEARapid Motion 快速变化Network Motion 网络运动Median 均值XX XXWeighted mean 加权平均XXXKalman 卡尔曼X XX滤波器加权平均滤波器 滤波器卡尔曼滤波• 静态 • 中等运动 • 突然运动 • 用户自定义卡尔曼滤波器 静态 (收敛) 滤波器卡尔曼滤波器 中速运动 滤波器卡尔曼滤波器 中速运动 (收敛) 滤波器卡尔曼滤波器 快速运动 滤波器引擎IM原始 GNSS数据滤波器IMIntegrity Monitor 完好性监视器• 调整 • 网络调整应用最小二乘法 • 至少一个站固定，至少一个站不 固定 • 在监视器显示调整的 dN, dE 和 dHIM完好性监视器• 监视器 •可视化站偏差 • 以 2D 图 • 以文本 • 调整的基线概览 • 以图表显示历史偏差 • 设置的NMEA输出连接概览图表示例IM图表示例IM图表示例IM图表示例• 黄色: 3D 偏差警告阈值 • 红色:3D 偏差警报阈值IM引擎滤波器IM原始 GNSS报告• 功能强大的工具，可以定制 CSV, XML, HTML 或 PDF 报告 • 独立的用户界面 UI • 从SQL 数据库（DB）中提取数 据 • 可以运行计划报告，或按照需 要创建报告并能按用户喜好的 方式存储报告Trimble Report Generator Trimble报告生成器报告Trimble报告生成器EnginesFiltersIMAlarmsRaw GNSSReports• 最重要的模块 • 通知工具 • 灵活的管理 – 设置 – 状态 – 历史 – 管理Alarms警报Alarms警报Trimble Integrity Manager•CORS运行管理体系的重要工具 –全面管理网络特性（可同时） •快速变化----- 站点突发事件； •中速变化----- 地面沉降等引起的站点变化； •慢速变化----- 地壳运动等引起的变化； •事后处理----- 长期数据分析站点变化 •差分数据QoS – 基于服务器的引擎； – NMEA与RTK引擎； –根据网络特性制定运行管理机制 •定期计算坐标变化； – 网络运动引擎，后处理引擎； •根据情况更改坐标和转换参数； •维护网络完好性的强大的新工具 –参考站坐标 –实时服务质量---QoS –专业数据库管理数据---MS SQL 2005 Express •监测坐标的变化 –不仅仅用于CORS系统谢 谢！。