GPS Technology  Real Time Kinematic

Einführung

Die wirkliche Zeit-kinematic-Technik ist ein Weg, GPS-Maße zu benutzen, die wirkliche Zeit-centimetric-Positionierung zur Verfügung stellen. Als solchen kann es als ein Präzisionsmaßinstrument, das von Ingenieuren benutzt werden kann, Topographen, Landvermesser und andere Profis, die diese Art von einem Werkzeug verlangen, auf die gleiche Weise als traditionelle Instrumente betrachtet werden, optisch oder optoelectronic, wird beschäftigt. In dieser Form benutzt, der GPS bieten bedeutungsvolle Vorteile verglichen sich zu klassischeren Geräten, besonders in Hinsicht auf Produktivität und entspanntere betriebsbereite Zwänge, GPS operiert 24 Stunden pro Tag, in irgendeinem Wetter oder Sichtbarkeit konditioniert, und kann infolgedessen, in einigen Fällen, resultieren Sie insgesamt in eigentlichen vollständigen Ersatz der traditionelleren Werkzeuge.

Kinematic GPS kann nicht nur als ein einfaches metrology-Instrument benutzt werden, aber auch als ein Kern für Navigationssysteme oder automatische maschinelle Leitung, in Antragsgebieten so weit auseinander als Hoch- und Tiefbauingenieur und das Ausbaggern.

Technisch sprechend, ist Echtzeit kinematic ein GPS unterscheidendes, Verfahrensweise, die Boten benutzt, führt Maße stufenweise durch, als solchen ist es eine Technik, die lieferte durch das GPS-System die genausten Informationen nutzt. Die genommenen eigentlichen Phasenbeobachtungen verlangen einen vorläufigen Ambiguitätsbeschluß, bevor sie die Verwendung davon gemacht werden können. Dieser Ambiguitätsbeschluß ist ein entscheidender Aspekt irgendeines kinematic-Systemes, in besonders Echtzeit, wo die Mobiles-Geschwindigkeit entweder der durchführbaren Stellungsaufführung oder den Systemen keine gesamte Zuverlässigkeit erniedrigen sollte.

THALES Navigation wird mit zwei mit Ambiguitätsbeschluß fertig, erzählte, aber etwas anders brachte computationally Lösungen voran, die besonders innovatorisch und Hochleistungs-sind,: KART für einzelne Häufigkeitshörer und LRK® für doppelte Häufigkeitshörer.

KART

KART, oder Kinematic Applications in Wirklichem Time, eine kinematic-Methode wird am Anfang von den 90'ern von THALES Navigation entworfen und wird seit 1994 kommerziell verfügbar gemacht. KART's besonderes unterscheidendes Merkmal ist, daß, entgegen " klassisch " Algorithmen, es erlaubt jeder initialisation-Form mit GPS einzelne Häufigkeitsmaße, von initialisation bei einer "Reibungselektrizität" (reparieren) Hinweispunkt zu " im Flug ", (OTF), Ambiguitätsbeschluß. Dieses Merkmal, das immer noch heute im Markt einmalig ist, Ergebnisse davon, eine im Grunde andere Strategie einzusetzen, als das, das von den klassischeren Methoden adoptiert wird. Tatsächlich, in Kontrast zu den Ergebnissen, der vom KART-Algorithmus erreicht wird, das damit gerufen hat, "klassische" Methoden haben sich unfähig erwiesen, akzeptabel zuverlässige Ergebnisse zu liefern wenn nur mit einzelnen Häufigkeit-L1-Maßen benutzt hat.

Die konventionellen Algorithmen operieren auf dem folgenden
Plan:

1.Definition eines Suchvolumens basierend auf eine genäherte Lösung und seine Ungewißheit.
2.Statistische Erprobung aller potentiellen Lösungen innerhalb
dieses Volumens 3.Selection von das " am besten " Lösung unter
diesen Bewerberlösungen, das Gewähren von Kriterium 4.Validation
dieser Wahl, das zu statistischen Kriterien gewährt, (Vergleich mit
dem zweit-besten Bewerber) im allgemeinen zu einem minimalen
Unterschied
 

"Konventionelle" Suche: mehrfache Berechnung	KART-Konvergenz: einzelne Lösung

Dieser Prozeß ist in Theorie völlig korrekt, und es ist sogar möglich, zu demonstrieren, daß es unter bestimmten Bedingungen optimal ist. Leider in der Wirklichkeit ist es unzulänglich als an eigentliche einzelne Häufigkeitsmaße für zwei wesentliche Gründe gewandt.

Zuerst, wenn nur L1 Häufigkeitsmaße verfügbar sind, enthält das Suchvolumen zahlreiche potentielle Bewerberlösungen, ganz nahes zu einem anderen. Unter diesen kann die Lösung mit minimalem Unterschied als das eigentliche wirkliche anders sein und deshalb für irgendeine Zeit bleiben.

Zweitens können die statistischen Prüfungen und die Kriterien, die benutzt werden, keine zuverlässigen Ergebnisse bereitstellen außer wenn der Zweckmäßig und stochastische "ein Priori" modelliert gebraucht, kann die Wirklichkeit, der in Übung nicht der Fall, korrekt darstellen.

Für diese Gründe ist jeder Ambiguitätsbeschluß in wirklicher Zeit, das Benutzen dieses konventionellen Ansatzes, fast unmöglich, außer dem Benutzen von doppelten Häufigkeitsmaßen oder dem Adoptieren einer weiterer Strategie.

Wie für KART operiert es auf eine vollkommen andere Weise:

1.Kalkulation einer ungefähren Position davon, den EDGPS-Algorithmus zu benutzen, der keine Zweideutigkeit präsentiert, ist unbefangen, und tendiert zur wahren Position.
2.Wiederkehrende Kalkulation, von der EDGPS-Lösung, von der unzweideutigen "reinen Phasenlösung, die das minimale Risiko des Fehlers in Ambiguitätsbeschluß gibt.
3.Gültigkeitserklärung dieser Position davon, die Reste der wenigsten Quadrate-Änderung zu benutzen.
4.Bestätigung für diese Lösung, die die Zeit über stabil sein sollte, um als die richtige Lösung, im Gegensatz zu den anderen, die mit Zeit auseinandergehen werden, betrachtet zu werden.

Ohne in zu viel Detail über die anderen Techniken zu geraten, können wir sehen, daß KART ein viel ökonomischerer Ansatz in Hinsicht auf Computerressourcen, die es machen, gepaßt gut zu wirklichen Zeitanträgen ist; und besonders können wir auch sehen, daß KART nicht darauf abhängt, ein ein Priori stochastisches Modell für den Weg es durchsucht die kinematic-Lösung noch für das Bestätigen dieser Lösung, die es zu einer robustesten Lösung macht. These outstanding features allows KART to be used successfully in contexts where competing techniques demand dual frequency measurements.

LRK®

LRK® "Long Range Kinematic" is a THALES Navigation-proprietary kinematic method which derives all the possible advantages available from the use of dual frequency measurements: whereas the more conventional algorithms simply use these measurements only for solving ambiguities during the initialisation phase, LRK® takes full advantage of a more sophisticated functional model which results in the provision of operation in kinematic mode at distances up to 40 km.

Typically, a conventional classical method uses a combination of observations on the L1 and L2 frequencies to build a derived observation called a "widelane" which is ambiguous to more or less 86 cm. The initialisation algorithm solves ambiguity in a first phase on these observations, then in a second phase it determines a kinematic solution that uses only measurements taken on the L1 frequency. Therefore, these methods allow for initialisation and operation in kinematic mode as long as the de correlation of atmospheric errors is compatible with a pure phase single frequency solution, this is limited in practice to about 10 km.

As opposed to its counterparts, LRK® makes use of ambiguity resolution algorithms derived from that used by KART. It therefore benefits from the same advantages as KART, whilst also taking advantage of the availability of measurements taken on L2 which results in a shortening of the initialisation period to a few seconds. By using the L2 information efficiently LRK® maintains the ability to initialise over distances of approximately 40 km even with a reduced number of visible satellites and maintains the resulting positional accuracy at the centimetre level over this whole surveying area.

Whereas other techniques use dual frequency measurements only for facilitating the initialisation of their algorithms, LRK® uses the additional L2 data in order to make it economically and technically possible to get real time centimetric accuracy over much larger baselines.