Concept and Comparison Of VRS , MAX , iMAX , FKP , NEAREST in GPS Networks

Concept and Comparison Of VRS , MAX , iMAX , FKP , NEAREST in GPS Networks

VRS:

The virtual reference station (VRS), or virtual base station (VBS), idea, introduced by Trimble, is that a base station is artificially created in the vicinity of a rover receiver. All baseline-length-dependent errors, such as abnormal troposphere variation, ionospheric disturbances and orbital errors, are reduced for this VRS. The rover receiving VRS information has a lower level of these errors than a distant base station. The VRS is calculated for a position, supplied by the rover during communication start-up, with networking software. The VRS position can change if the rover is far away from the initial point. The format for sending the rover’s position is standard NMEA format. Most rovers receive VRS data for a calculated base station that is within a couple of metres away. The VRS approach requires bi-directional communication for supplying the rover’s position to the networking software.

MAX:

For broadcast communication mediums, pre-defined cells, which may be created manually by the network operator, can be used to transmit master-auxiliary corrections, known as MAX, to the rovers. The rover user can connect to the correction service that is most relevant for their geographic location. Depending on the size of the network, multiple cells can be defined to optimise the transmission of data by reducing the number of stations that are contained in the correction messages. In the case of two-way communications, Leica GPS Spider will automatically select the optimum sites for the cell used to generate master-auxiliary corrections for each rover. This correction service is referred to as Auto-MAX. By choosing the most appropriate cell configuration, Auto-MAX corrections minimise the bandwidth required to transmit the corrections. The master station is always chosen as the station nearest to the rover. The auxiliaries are chosen from the surrounding stations to provide the best possible set of corrections for the rover’s position. With Auto-MAX even the largest reference networks can be fully serviced with a single communication channel. The MAX corrections contain the full information from the cell and therefore provide the maximum level of accuracy and reliability for the rover. With MAX, the network operator has to ability to transmit corrections using both two-way and broadcast communication technologies.

iMAX:

The iMAX idea, introduced by Leica Geosystems, is that networking software corrections, based on the rover’s position, are calculated as with VRS. However, instead of calculating the base station observations for the provided position, or another position closer to the base station, original observation information is corrected with the calculated corrections and broadcast. VRS works so that although the rover is unaware of errors the VRS is taking care of, there still might be ionospheric remains in the base station observations. iMAX provides actual base station position information. The rover may assume the base station is at a distance and open its settings for estimation of the remaining ionospheric residuals. The iMAX method may trigger the rover to open its settings further than required since the networking software removes at least part of the ionospheric disturbances. However, compared to VRS above, this approach is safer since it notifies the rover when there might be baseline-length-dependent errors in the observation information. iMAX requires bi-directional communication to the networking software for supplying the base station observation information.

FKP :

With FKP methodology, a model of the distance dependent errors (“Flächen-Korrektur-Parameter” FKP) is transmitted to the rover. The interpretation of the FKPs and the individualization of the corrections are done at the rover, i.e. the rover can for itself compute the individualized corrections in the same way as VRS/PRS or alternatively use its own algorithms, which might be better adjusted to the RTK algorithms of the rovers. Thus the FKP method provides to the rover more information than VRS method, so that the rover in principal can get more from the received data. FKPs describe the (horizontal) gradients of the corrections. The correction of a (real) reference station is used in combination with the FKPs to compute the individualized corrections for the rover position.

In the simplest case the FKPs describe a linear dependency of the corrections from the position (linear FKP). The FKPs then define an “inclined plane” for the corrections, centered at the (real) reference station. Per satellite and per frequency two parameters (inclination in North-South and in West-East) are required. FKP models of higher order are possible. Note that the validity of linear FKP is limited to about 100km radius, due to the fact that the physical error sources would lead to noticeable non-linear effects over longer distances.

NEAREST :

In this case, the system remains the same as a base and rover mode and acts as a single station, and the rover device is connected to the nearest reference station and takes corrections.

It is suggested that you use this method if you are out of the network.

مفهوم و مقایسه تصحیحات VRS و MAX و FKP و iMAX و NEAREST در شبکه های دائمی جی پی اس نقشه برداری از جمله شمیم و سمت و تریمبل و …

مفهوم و مقایسه تصحیحات VRS و MAX و FKP و iMAX و NEAREST در شبکه های دائمی جی پی اس نقشه برداری

VRS :

ایستگاه مرجع مجازی  (Virtual Reference Station)  این ایده توسط شرکت تریمبل معرفی شده است بدین شکل که یک ایستگاه پایه به صورت مجازی در مجاورت یک گیرنده Rover قرار میگیرد . تمام خطاهایی که وابسته به بیس لاین می باشند مانند تغییرات غیر طبیعی ترپوسفر و اختلالاتی در یونسفر و خطاهای مداری در VRS کاهش پیدا میکند.

اطلاعات گیرنده Rover برای سرور ارسال شده سپس ایستگاه بیس مجازی به وسیله ی نرم افزار شبکه در لحظه ی اولیه اتصال روور به شبکه با کمک مختصات Rover ایجاد میگردد. اگر Rover از نقطه ی اولیه تشکیل ایستگاه مجازی مختصات فاصله بگیرد VRS میتواند تغییر کند (بهتر است قطع و وصلی ، مجدد به شبکه سرور وصل شد تا ایستگاه مجازی دیگری نزدیک روور تشکیل بشود ).

فرمتی که برای فرستادن موقعیت Rover استفاده میشود یک فرمت استاندارد به نام NMEA است . اکثر Rover ها داده های VRS برای یک بیس استیشن محاسبه شده در عرض چند متری دریافت میکنند . سیستم VRS نیاز به یک ارتباط دو طرفه برای تامین موقعیت Rover به نرم افزار شبکه را دارد .

MAX  :

در روش  ( MAX -Master Auxiliary Correction Method) مجموعه اطلاعات فشرده از شبکه و خطلاها در مشاهدات برای Rover  ارسال می شود ، که بوسیله ی این اطلاعات زیاد دستگاه Rover قادر به ساخت الگوریتم های هوشمند مفیدتر و بیش تری برای حل ابهام فازها و در نتیجه مختصات دقیق ترمی باشد. هر نرم افزار ایستگاه مرجع خود دارای الگوریتم ها و مدل های خاص خود برای این منابع خطا می باشد و سیستم Rover  می تواند تصمیم به استفاده یا چشم پوشی از اطلاعات شبکه RTK  براساس عملکرد الگوریم سیستم عامل خودش می باشد .

برای رسانه های پخش ، سلول های از قبل تعریف شده که می تواند توسط اپراتور شبکه به صورت دستی ایجاد شود . میتواند برای ارسال تصحیحات کمکی اصلی ، به نام Max به Rover ها استفاده شود.

کاربر Rover میتواند به سرویس تصحیحات که برای موقعیت جغرافیایی آن مناسب تر است ، متصل شود.

باتوجه به اندازه شبکه ، می توان سلول های چندگانه را برای بهینه سازی انتقال داده ها با کاهش تعداد ایستگاه های موجود در پیام های تصحیحات تعریف کرد.

در مورد ارتباطات دو طرفه ، Leica GPS Spider  به طور خودکار سایت های بهینه را برای سلول مورد استفاده برای تولید تصحیحات کمکی اصلی برای هر Rover انتخاب می کند.

این خدمات تصحیح به عنوان Auto-max  نامیده میشود. با انتخاب مناسب ترین تنظیمات سلولی تصحیحات Auto-Max پهنای مورد نیاز برای ارسال تصحیحات را به حداقل میرساند. ایستگاه اصلی همیشه به عنوان نزدیک ترین ایستگاه به Rover انتخاب میشود.

کمکی ها از ایستگاههای اطراف انتخاب میشوند تا بهترین تصحیحات را برای موقعیت Rover فراهم کنند. با Auto-max حتی بزرگترین شبکه های مرجع می تواند به طور کامل با یک کانال ارتباطی یکپارچه میشود .

تصحیحات Max حاوی اطلاعات کامل از سلول می باشند و بنابراین حداکثر سطح دقت و قابلیت اعتماد را برای Rover فراهم میکند.

با Max ، اپراتور شبکه دارای توانایی انتقال تصحیحات با استفاده از هردو تکنولوژی ارتباطی دوطرفه و پخش است .

به منظور حمایت از گیرنده های قبلی مدل Rover که قادر به پیام های RTCM 3.0 شبکه RTK نیستند ، Leica GPS Spider  قادر به ایجاد تصحیحات Imax است که به عنوان MAX شناخته میشود . این تصحیحات Imax نیاز به ارتباط دو طرفه دارد و ممکن است در فرمت های RTCM 2.3 و RTCM 3.0 منتقل شود.

برخلاف رویکرد های دیگر ، Imax از یک دستگاه مرجع واقعی به عنوان منبع تصحیح شبکه استفاده می کند بنابراین هماهنگی و ردیابی برای تصحیحات دریافت شده توسط Rover وجود دارد.

IMAX :

نظریه ی (IMAX Individual MAX) توسط شرکت Leica GeoSystem معرفی شده است. بدین شکل که تصحیحات نرم افزاری شبکه براساس مختصات Rover  محاسبه می شود (مانند VRS) . با این حال ، به جای محاسبه مشاهدات Base Station  برای موقعیت ارائه شده و یا موقعیت مجازی دیگر نزدیک به Base Station اطلاعات اصلی مشاهدات به همراه تصحیحات محاسبه شده و منتشر می شود .

در حالت VRS ممکن است مقداری خطلای یونسفر در مشاهدات باقی مانده باشد ، اما Rover  بدون اطلاع از این خطلاهای موجود در VRS از آن استفاده می کند ، حال آنکه Imax اطلاعات مکانی ایستگاه Base  ارسال می کند.

در روش Imax  ، ممکن است از تنظیمات و موقعیت Rover بیش تر از حد نیاز استفاده شود . از زمانی که نرم افزار شبکه  حداقل بخشی از اختلافات یونسفر را از بین ببرد.

با این حال در مقایسه با VRS روش Imax  از آنجایی خطاهای  وابسته به طول خط پایه موجود در اطلاعات مشاهدات را در نظر میگیرد ، مناسب تر است. هم چنین Imax  نیز همانند VRS  نیازمند به یک اطلاعات دو طرفه است که این امر توسط اینترنت به انجام میرسد .

در روش MAX سرور مرکزی از مشاهدات همزمان تمامی ایستگاههای ​مرجع موجود در شبکه برای محاسبه تصحیحات مشاهدات ایستگاه روور استفاده می کند اما در روشهای i-MAX و VRS تنها از مشاهدات نزدیکترین ایستگاه مرجع برای محاسبه تصحیحات مشاهدات ایستگاه سیار استفاده می گردد.

FKP :

با استفاده از روش( FKP “Flächen-Korrektur-Parameter”) یک مدل از خطاهای وابسته به فاصله Rover منتقل میشود.  بیان FKP و جدا سازی تصحیحات در Rover انجام میشود. یعنی Rover میتواند برای خود محاسبه تصحیحات فردی را همانند VRS محاسبه کند یا از الگوریتم های خود به نوبت استفاده کند .

در روش FKP اطلاعات بیشتری به Rover نسبت به روش VRS  فرستاده می شود بنابراین Rover اطلاعات بیشتری دریافت میکند همچنین تصحیحات ایستگاه مرجع با تصحیحات FKP برای محاسبه تصحیحات در Rover مورد استفاده قرار می گیرد.

در ساده ترین حالت FKP یک وابستگی خطی از تصحیحات از  موقعیت را توصیف میکند. پس FKP یک سطح شیبدار را برای تصحیحات تعریف میکند در هر ماهواره و هر فرکانس دو پارامتر(تمایل در شمال و جنوب ، غرب و شرق ) مورد نیاز است.

در مدل های FKP نظم بالایی وجود دارد .

توجه داشته باشید که اعتبار FKP خطی در شعاع ۱۰۰ کیلومتر محدود است . به این دلیل که منابع خطای فیزیکی منجر به اثرات غیر خطی قابل توجه در فواصل طولانی میشود .

Nearest

در این حالت سیستم بمانند حالت یک بیس و روور بوده و به صورت single استیشن عمل نموده و دستگاه روور به نزدیکترین ایستگاه مرجع متصل شده و تصحیحات را از آن می گیرد.

پیشنهاد می شود در صورتی که خارج از شبکه وجود دارید از این روش استفاده کنید.

4 پاسخ
  1. سیاوش
    سیاوش says:

    سلام .میشه بگید چه وقتایی باید روی چه حالتی باشه .مثلا وقتی که بین مرض دو استان مشغول کار هستیم کدوم حالت بهتر جواب میده و آیا درد دقت هم حالتها با هم فرق می کنن

    پاسخ
    • HiTarget 1
      HiTarget 1 says:

      سلام. در نقاط مرزی کشور که خارج از سامانه VRS هستید پیشنهاد میشه که Nearest استفاده کنید . اما در نقاط شهری که بین دو شهر هستید و اگر در اطراف شما ۳ ایستگاه شمیم باشه VRS پیشنهاد میشه.

      پاسخ
  2. حبیب
    حبیب says:

    باسلام
    من از شبکه VRS استفاده میکنم ولی از ساعت ۱۲ به بعد خوب جواب نمیده ؟
    دلیل خاصی داره ؟

    پاسخ

دیدگاه خود را ثبت کنید

Want to join the discussion?
Feel free to contribute!

دیدگاهتان را بنویسید

نشانی ایمیل شما منتشر نخواهد شد. بخش‌های موردنیاز علامت‌گذاری شده‌اند *