浅析虚拟参考站技术在物探测量中的应用

王洋

摘要：随着我国社会经济的不断发展，我国的物理测量领域已由原来的手工水平测量仪向自动水平测量、经纬仪、现代全站仪和GPS定位系统以及RTK技术的转变，反映了物探测量行业的发展。本文在对虚拟参考站VRS波束测量的专业观点进行分析的基础上，阐述虚拟基准站技术在城市物理测量中的应用，仅供参考。

关键词：虚拟参考站技术;物探测量;应用

工程测量中虚拟基准站的诞生，使先进的GPS技术在技术上获得了更多的创新。具体地反映了GPS网络RTK在实际应用中的分散性状况，虚拟基准站的出现可以使RTV技术的精度得到提高，使水位和水质的测量进入一个崭新的阶段。从技术角度来看，虚拟基准站不仅提高了测量和定位的精度，而且拓宽了全球定位系统技术的范围和工作范围，大大提高了工程测量的精确性和可靠性。目前，我国一些城市已经建立了GPSVRS网络，并在一定程度上得到了完善，在工程测量中起着重要的作用。

一、虚拟参考站的构成

（一）VRS系统

一般而言，VRS由控制中心、固定基准站和接收站三部分组成，在工程测量中发挥着重要作用。VRS系统控制中心是系统的核心部分，在整个系统中起着非常重要的作用。它不仅是通信的控制手段，也是数据分析和处理的核心。控制中心通过具有传输能力的线路，如光纤电缆、电话线或其他传输介质，与系统中的所有非移动基准站建立通信联系，这可以为其随后的控制提供依據;另一方面，甚小孔径终端控制中心使用无线网络，例如电信网、移动网络或连接网络，然后与实际运行线路上的非固定用户进行数据通信，并从中获得用户的信息和控制指令。一般而言，甚小口径终端控制中心主要依靠计算机和网络技术，并在GPS-NET核心控制软件的帮助下，将两个系统作为一个整体来处理其相应的数据信息并将其存储在数据处理软件中，供控制中心处理和发送信息之用。第二，VRS系统的固定基准站是一个具有信息传输和临时存储功能的单站。因此，在实践中也可以称之为车站。根据我国测绘技术的发展，站与站之间的距离最长可达70公里。与传统的GPS网络基准站相比，它比原站高3倍以上，测量结果精度不低于原站。VRS固定基准台站通过一条通信线路与控制中心相连接，从而能够通过台站的远程功能实时传输相应的数据，供控制中心处理。第三，服务接收部分主要用于接收各种处理过的信息数据，如基本地理信息、通过控制中心传输的数据等。一般接收部分可根据实际需要，例如飞机、农业和挖掘机，安装在移动载体上，并通过非有线通信传输到调制解调器的无线传输中。一般来说，服务接收部分可以由测量员携带在身体上接收相关的数据信息。准确地说，接收端侧重于无线网络的作用，将其初始坐标传输到控制中心，然后接收者通过接收函数接收来自指挥中心的差分信号，从中获取基础的精确位置信号。

（二）原理

甚小孔径终端技术的运作方式是将一个全球定位系统接收器放在一个非常高的基准台站的顶部，对所有观测到的卫星进行连续观测，并通过无线电向有关设备传输观测和接收的信号，以便传输到移动中心。这样，安装在空间站的全球定位系统接收机接收来自基准台站的数据，并根据其最初全球定位系统定位确定准确的位置和三维坐标。

二、VRS技术于城区物探测量中的运用

（一）城区建筑物对物探测量的影响

GPS信号主要受到各种建筑物和大功率发射机的影响。地球物理勘探在特定城市地区的有限重点体现在以下几个方面：与静态全球定位系统制图一样，RTK测量也受到卫星信号的限制。RTK的初始化过程需要5颗以上的卫星。在城市高楼区以及卫星接收较差的其他地区，存在一种无法初始化或固定的现象。RTK监测成功与否的关键是基站信号能否持续稳定。在城市地区，由于高层建筑和其他无线电波的堵塞，移动电台往往不能接收来自基准站的信号，这使得RTK测量无法顺利进行。第一，大功率发射器的影响。除了间隔发射机200米以外，还利用甚小口径终端技术测量了两点，并安装了一个总站，以绘制在地图上标出的各点。然后从距离到接近点测量每个点的坐标，并对结果进行比较。通过试验发现，大功率发射机对RTK有很大影响，其影响范围为大容量发射台中点的一个圆，可以达到分米级的水平。第二，大型建筑结构影响。除了50米的大型建筑结构外，还使用甚高分辨率辐射计测量了两个点，地图上的标记点是用一个总台站仪器绘制的。然后从远处测量每个点的坐标，然后对测量结果进行比较。在这两座大型建筑结构之间，每一个点都用RTK技术进行测量，在空地上安装了一个总站，测量了坐标，并对结果进行了比较。实验表明，在卫星数量足够的情况下，大多数定位结果不受多路径干扰，即卫星数满足5颗时，可以有效地处理多路径效益，从而使检测结果的精度提高。

（二）城区物探测量

城市地区地球物理勘测的最大障碍，即城市内的建筑结构，不仅是要减少对城市设施的破坏，而且要确保有效的地震信息。因此，城市中各种设施的布局对初始标定是至关重要的。在缺乏更准确的地形信息的情况下，绘制城市地区主要设施的地图特别重要。首先，直接测量。对于一般建筑，可以直接通过提高天线的高度来测量。对于易于攀爬的高层建筑结构，如果顶部平坦，测量简单，可直接测量。对于传统的高层建筑结构，还可以扩展GPS天线杆的尺寸，直接垂直检测棒材。第二使用解析法测量。这一测量方式主要使用五点法测绘、内切圆法测绘以及交会法测定。

三、结语

综上所述，VRS技术在物探测量中的应用对提高物探测量的效率和质量起着重要的作用。虽然GPSRTK技术已用于准确地传送和定位信息，但由于研究时间短，不可避免地存在一些缺陷。因此，需要进一步优化和改进VRS技术，为物探测量工程的发展奠定坚实的基础，促进其健康发展。

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