SDAS系统的技术理论及实践应用
《基于C-OTDR原理DAS系统降噪关键技术的研究》范文

《基于C-OTDR原理DAS系统降噪关键技术的研究》篇一一、引言随着光纤传感技术的快速发展,基于C-OTDR(Coherent Optical Time Domain Reflectometer,相干光时域反射仪)原理的分布式声波传感系统(DAS,Distributed Acoustic Sensing)已成为多种领域如地震监测、环境监测和结构健康检测等的重要工具。
然而,由于外界环境干扰和系统自身噪声的影响,DAS系统的数据质量和准确性常常受到挑战。
因此,研究DAS系统的降噪关键技术,特别是基于C-OTDR原理的降噪技术,对于提高系统性能和实际应用具有重要意义。
二、C-OTDR原理与DAS系统概述C-OTDR技术是一种利用光波的相干性来检测光纤中微小扰动的技术。
而DAS系统则是基于C-OTDR原理,通过分析光纤中传播的声波信号来实现对外部环境的高灵敏度监测。
DAS系统由激光器、光纤、光电器件及信号处理单元等组成,通过相干探测技术,能够实现对光纤中声波信号的高精度测量。
三、DAS系统中的噪声问题在DAS系统中,噪声主要来源于光纤中的散射、外部环境的干扰以及系统自身的电子噪声等。
这些噪声会严重影响DAS系统的信噪比和测量精度,从而降低系统的性能。
因此,如何有效地抑制和消除这些噪声,成为提高DAS系统性能的关键。
四、基于C-OTDR原理的DAS系统降噪关键技术为了降低DAS系统中的噪声,提高信噪比和测量精度,本文研究了基于C-OTDR原理的DAS系统降噪关键技术。
主要包括以下几个方面:1. 优化信号处理算法:通过改进和优化信号处理算法,如采用数字滤波、波形分析、模式识别等技术,有效提取出有用的声波信号,抑制和消除噪声。
2. 光纤优化设计:通过优化光纤的结构和参数,如降低光纤中的散射、提高光纤的传输性能等,从而减少光纤自身产生的噪声。
3. 外部干扰抑制技术:针对外部环境干扰,采用如空间滤波、时间滤波等技术,有效抑制和消除外部环境对DAS系统的影响。
简单介绍NAS、DAS以及SAN技术

简单介绍NAS、DAS以及SAN技术本文将为大家介绍DAS、NAS以及SAN的相关内容,希望能为各位读者带来些许收获。
以下是文章的正文部分,有兴趣的读者不妨看看此篇文章。
对于企业来说,数据的安全性极为重要,一旦遭到破坏或丢失,就会造成难以弥补的损失,因此需要对重要数据进行集中存储、维护以及共享。
这就需要涉及到企业数据存储的模式选择。
通常,企业级数据存储有三种方式:DAS(Direct-Attached Storage,直连式存储)、NAS(Network-Attached Storage,网络接入式存储)和SAN(Storage Area Network,存储区域网络)。
本文主要为读者详细介绍这三种数据存储方式,以及如何根据企业自身的实际情况选择合适的数据存储模式。
数据存储的模式在企业刚刚建立初期,用户的数据规模不大,存储需求也很简单,只是要把相关数据集中存放在某地,一是为了能够安全保存,同时还可以确保数据随时被调用。
我们最早都采用一种称之为DAS的存储方式。
这种存储模式的服务器架构如同PC,外部数据存储设备(磁盘阵列、光盘机、磁带机等)都直接挂接在服务器的内部总线上,数据存储设备是整个服务器结构的一部分。
DAS这种直连方式能够解决单台服务器的存储空间扩展、高性能传输需求。
但是,DAS在带来简洁的架构的同时,直连模式也导致了存储容量的提升非常困难。
为了解决存储容量不足,以NAS为代表的第二代企业级存储方案应运而生。
顾名思义,NAS是通过网络直接连接的磁盘阵列,它具备了磁盘阵列的所有主要特征:高容量、高效能、高可靠性。
NAS将存储设备通过标准的网络拓扑结构连接起来,可以无需服务器直接上网,不依赖通用的操作系统,而是采用一个面向用户设计的、专门用于数据存储的简化操作系统。
由于内置了与网络连接所需的协议,因此NAS系统的管理和设置较为简单。
除此之外,NAS还支持即插即用,部署的物理位置灵活,可放置在工作组内,也可放在其它地点。
SDAS石化实时数据采集整体项目解决方案

SDAS石化实时数据采集整体解决方案关键词:实时数据采集、实时数据库1.现状和背景概况当前,信息化已成为石化企业提高生产管理效率、降低生产管理成本的有效手段,并正在不可避免地形成一种趋势。
近年来,随着ERR MES等应用系统的实施,如何及时掌握全面有效的数据信息,成为了各石化企业所面临的一个新的挑战。
对于石化企业而言,基础数据的全面性、实时性、准确性直接决定了MES勺应用效果及企业效益的提高。
信息系统基础数据的自动化数采率以及自动采集数据的有效率直接制约了信息系统的可用性,否则即使拥有信息化系统,企业仍然需要投入大量的人力去做基础数据校验工作,信息系统无法发挥最大效能。
凭借近二十年来在石化行业的工程实践经验,北京上德自动化系统有限公司推出了面向石化企业的实时数据采集和数据存储整体解决方案及相关产品《SDAS石化实时数据采集系统》,该系统能够实现石化企业现有的各种类型仪表、电气、设备等的过程测量数据、运行状态数据采集问题,并最终以一个统一的数据库平台,为企业的信息化系统提供数据支持。
2.系统建设容《SDAS石化实时数据采集系统》以实时数据库为核心,系统主要分为六大部分:数据展示平台、实时数据库、数据采集接口机、数据采集模块、数据采集对象以及通讯网络。
系统的最终目的是要将采集上来的数据用于生产管理中去,SDAS除了提供一个统一的数据库平台外,也在该平台基础之上开发了多种应用功能,满足用户生产管理需求。
针对石化企业的特点,把与企业息息相关的数据归纳为八大板块:生产装置DCS罐区监控、设备监控、可燃有毒气体报警、环保在线监测、电量计量、公用工程计量、包装秤地秤计量。
不同的板块数据来源,《SDAS石化实时数据采集系统》均能有效的实现稳定可靠的实时数据采集,以备上层应用系统提供数据服务。
3.系统主要功能3.1生产流程监视系统对企业生产状况进行实时监视,通过生产模拟图、趋势图、棒状图和参数分类表等多种监视方式实时显示各单元机组及辅助车间等的主要运行参数和设备状态。
DAS技术

分布式声波传感系统(Distributed Acoustic Sensing,DAS)1. 传感测量的发展历程20世纪70年代,低损耗石英光纤问世,研究人员对光纤的损耗机制产生了浓厚的兴趣,在研究中发现,近红外吸收窗口的光波损耗主要源于瑞利散射。
通过对后向瑞利散射的探测可以实现光纤损耗和缺陷的测试,研究人员依此发明了光时域反射计(OTDR),这一技术极大推动了光纤通信事业的发展。
20世纪80年代,人们在OTDR的使用中发现了瑞利散射的干涉效应,探测到的瑞利背向散射光强度会随时空变化,这严重影响了光纤损耗评估的准确性。
为解决这一问题,大量研究工作聚集于相干瑞利散射的机理与特性,这加速了相干OTDR的诞生,并将相干OTDR用于测量超长距离光纤通信线路状态。
20世纪90年代初,H. F. Taylor等人提出利用这一干涉效应进行光纤沿线扰动探测的设想,并开展了验证性试验和测试。
随后R. Juskaitis等人发表了第一篇基于相干瑞利散射的分布式光纤振动传感的学术论文。
21世纪初,随着窄线宽单频激光器技术的成熟和商业化,这一技术得以迅速发展,并称为相位敏感光时域反射计(Φ-OTDR)。
这一阶段的Φ-OTDR是通过直接探测方式获取相干瑞利散射回波的强度,对前后时间内的强度信息进行差分,实现外界扰动动态检测的。
但是,施加在光纤上的物理量变化与散射光强度并不是呈单调变化的,这一信号解调方式只能定性判断扰动事件的有无,难以直接获取扰动信号的准确波形。
这一定性检测阶段的Φ-OTDR通常被称为分布式光纤振动传感(DVS)技术。
2011年,中科院上海光机所在国际上率先提出和开展了基于光纤瑞利散射相位提取的Φ-OTDR技术研究。
研究人员利用瑞利散射光相位空间差分与外界振动的线性映射关系,通过数字相干相位解调,首次实现了光纤沿线外界振动信号的分布式定量化测量,这标志着Φ-OTDR步入定量测量阶段,即分布式光纤声波传感技术(DAS)。
DAS系统在室内信号覆盖中的应用

DAS系统在室内信号覆盖中的应用随着无线通信技术的飞速发展,人们对移动通信设备使用的需求也在不断增加。
在通信设备不断进化、性能不断提升的同时,室内信号覆盖成为新的挑战。
在很多建筑物中,特别是高层建筑和大型商场、会展中心等人流密集的场所,手机信号难以覆盖到每个角落,这会对人们的日常使用和安全带来不少麻烦。
DAS系统便是为解决这一难题而生。
一、DAS系统介绍DAS,全称是Distributed Antenna System,即分布式天线系统。
它是一种通过分布于建筑物内部或室外的许多天线来提供无线通信服务的技术。
为了提高室内的信号覆盖能力,DAS系统将信号源通过分布式天线的方式安装到建筑物的各个角落,覆盖人员较多的区域,从而提高信号的稳定性和覆盖效果。
DAS系统的工作原理是:将无线信号通过基站发射出去,然后经过融合器,到达分布式天线,分别放置在需要信号覆盖的区域内,形成覆盖网络。
不同于传统的室内覆盖系统,DAS系统采用灵活的布线方式,可根据建筑物内部布局及具体需求进行设置,提高覆盖效果。
二、DAS系统的优劣势DAS系统在室内信号覆盖中具有以下优势:1. 提高信号覆盖范围:DAS系统可以在建筑物的各个角落分别安装天线,对一些传统设备覆盖不到的小区域进行弥补。
因此,DAS系统能够提高覆盖范围,让室内的信号更加稳定。
2. 支持多运营商:DAS系统可以同时支持多个运营商的信号覆盖,让不同的手机用户都可以得到更加稳定的信号,从而避免了通信中断的情况。
3. 在可靠性上表现良好:分布式天线可以根据不同的建筑物布局进行设计,针对使用环境进行差异化的不同解决方式。
同时,DAS系统支持多通道退避,达到从容应对不同用户的需求。
但是,DAS系统也存在一些不足之处:1. 成本高:DAS系统的安装、调试及维护成本相对传统设备较高,因此需要更大的投资。
2. 复杂的安装方式:DAS系统采用的是分布式安装方式,需要对建筑物内的设施和通信设备进行详细的勘测,设计方案并施工,这对于室内空间有限的建筑物,会造成更大的困难。
DAS方案理解

DAS方案理解DAS方案是指直接附加存储方案(Direct Attached Storage),它是一种将存储设备直接连接到主机或服务器的存储技术。
DAS方案通常使用SATA、SAS或NVMe等接口来实现快速数据传输。
本文将从以下几个方面详细介绍DAS方案的理解。
一、DAS方案的基本原理DAS方案的基本原理是将存储设备直接连接到主机或服务器,使存储设备成为主机的本地存储。
通过使用SATA、SAS或NVMe等接口,DAS方案能够实现高速的数据传输和低延迟的访问。
与网络存储解决方案相比,DAS方案具有更高的传输性能和更低的延迟,适用于对数据传输速度有较高要求的应用场景。
二、DAS方案的特点和优势1. 高性能:由于存储设备直接连接到主机或服务器,DAS方案能够提供更高的传输性能和更低的延迟,适用于对数据传输速度有较高要求的应用场景,如大数据分析、数据库和虚拟化等。
2. 简单易用:DAS方案不需要额外的网络设备或存储设备,只需要通过接口将存储设备直接连接到主机或服务器即可。
这使得DAS方案的部署和维护变得简单易用,无需专门的存储管理技术人员。
3. 成本低廉:相比于网络存储解决方案,DAS方案的成本更低。
由于不需要额外的网络设备,DAS方案在采购、部署和维护方面都具有较低的成本。
三、DAS方案的适用场景DAS方案适用于许多不同的应用场景。
以下是几个常见的适用场景:1. 大数据分析:大数据分析对数据传输速度和处理能力有很高的要求,DAS方案能够提供高性能的存储解决方案,满足大数据分析的需求。
2. 数据库:数据库对数据的读写速度和响应时间有较高的要求,DAS方案能够实现低延迟的数据访问,提供高性能的存储解决方案。
3. 虚拟化:虚拟化技术的广泛应用使得存储需求呈指数级增长,DAS方案可以满足虚拟化环境对性能和可用性的要求。
四、DAS方案的部署和管理DAS方案的部署和管理相对简单。
在部署方面,只需将存储设备通过SATA、SAS或NVMe等接口连接到主机或服务器即可。
1、SCADA系统简介课件
电力SCADA 系统简介(20120222)一、 SCADA 系统简介电力监控系统又称--SCADA 系统,主要用于实现对地铁各变电所内主要电气设备进行的遥控、遥信、遥测、遥调和遥视等。
它对提高地铁供电系统运行的可靠性、安全性、经济性、减轻调度员的负担、实现电力调度自动化与现代化、提高调度的效率和水平等方面起到了不可替代的作用。
是将远程的供电设备如:断路器、隔离开关、变压器等进行远程状态的自动化监控。
二、 电力监控系统基本组成电力监控以电力调度中心为主,电站为辅,通过控制中心的电调工作站可以对全线电力系统设备进行监控。
电力监控系统是一个分层分布式自动化系统,由上自下分别是:调度中心局域网系统、通信通道、变电站管理层、现场通信网络、间隔层装置。
三、 电力监控系统的功能1、控制中心功能1) 遥控功能2) 信息处理、显示3) 供电系统运行情况的数据归档和统计报表功能4) 用户画面5) 信息打印功能6) 趋势显示7) 人机画面调阅显示8) 信息查询9) 口令功能10) 系统容错能力、自诊断、自恢复功能11) 电力系统控制模式与级别12) 监控系统控制权限 显示大屏幕维护工作站 B 服务器 A 服务器 培训工作站电力调度工作站 CSE 通讯处理机 A2网段牵引变压器配电变压器10KV 系统13)数据采集功能14)控制功能15)电度统计功能16)数据处理功能17)在线帮助功能18)事故追忆功能19)故障录波功能20)SOE(事件顺序记录)功能21)培训功能22)系统时钟同步功能23)调度运行工作管理2、部分功能简述1)控制功能单点遥控改变某一对象运行状态的控制,包括开关合/分、自动装置投入/撤除、保护定值切换等操作。
程序遥控为了简化操作步骤,将某些固定的倒闸作业流程序列定义在一个序列控制中,以简化操作步骤。
程序遥控包括所内程序遥控和所间程序遥控两种。
程序遥控的执行可以具有手动一次启动、手动逐条启动,条件自动(经人工确认)执行等方式。
DAS的名词解释
DAS的名词解释在现代科技的推动下,我们生活在一个高度数字化和连接的世界中。
网络、计算机和数据已经渗透到我们的日常生活和工作中。
而其中一个重要的技术就是DAS(分布式天线系统)。
本文将对DAS进行详细的名词解释,并探讨它对我们生活的影响。
DAS是分布式天线系统(Distributed Antenna System)的缩写,是一种无线电频谱再利用和信号分发技术。
它被设计用于扩展无线覆盖范围,并提供更好的信号质量和容量。
DAS通过将信号分发到多个分布式天线节点,将无线信号从基站传输到用户设备。
这些天线节点位于建筑物、体育场馆、地铁车站等区域内,覆盖范围广泛,可满足大量用户同时连接的需求。
DAS系统由几个核心组件组成,包括天线、分配系统、中继器和主控制器。
首先,天线是DAS系统的关键部分,负责接收和发送无线信号。
这些天线可以是室内天线、室外天线或者是小型基站。
其次,分配系统负责将信号从天线分发到各个节点。
这可以通过有线或光纤传输来实现。
中继器作为信号的放大器,将信号增强并传输到用户设备中。
最后,主控制器用于管理整个DAS系统,包括信道分配、信号优化和网络监控等功能。
DAS在无线通信领域有着广泛的应用。
其中最常见的应用是在大型建筑物中,如商业中心、酒店、医院和机场等。
这些建筑物由于其特殊的结构和材料,会对无线信号的传输造成阻碍和干扰。
DAS系统的引入可以增强信号覆盖,消除死角,并提供高质量的通信体验。
此外,DAS还被广泛应用于体育场馆和地铁站等高人流密集区域。
通过部署DAS系统,可以支持大量用户同时连接,并在高峰期保持稳定的信号质量。
除了提供更好的信号覆盖和质量,DAS还具有其他一些优势。
首先,DAS系统可以提高频谱的效率。
通过将信号从基站分发到分布式天线节点,DAS系统可以减少基站之间的距离,从而降低了无线信号的传输功率和干扰。
其次,DAS系统具有灵活性和可扩展性。
不同于传统的宏基站,DAS系统可以根据需求进行扩展和调整。
OTSDAS系统产品技术资料
OT AS 系 产品技 TSDA 系统产 技术资料一、产品 技术原理 一 品的技 理系统依托 托全球占有率 率最高的三 三维生产设计 计软件 Trib M3,为 bon 为国内的船舶 舶生 产设 设计企业建 建立全面的数 数据管理系 系统、高效的 的设计建模系统、准确 确的生产出图 图系 统。
CPU 500 以 上 , 操 作 系 统 : wind dows 软 件 运 行 的 软 硬 件 环 境 C : PIII5 XP/ /2003/7/vist ta 软件的编程语言及版 版本号:C# (.net framework3.5)、Python2.3 # 3 统的业务需求 求分析,OT TSDAS 系统包含以下 系 下模块:通 通用功能模块 块、 依据系统 船体 体设计模块 块、管子设计 计模块、铁 铁舾设计模块 块、电气设 设计模块。
OTSDAS 系统可以为设计公司 司提供高性 性能、开放型 型、高稳定 定的生产设计 计辅 助功 功能。
ribon M3 三 三维设计系统 统相结合, OTSDAS 系 系统可以准 准确高效地为 为设 通过与 Tr 计人 人员提供建 建模工具,也 也可以及时准 准确的输出 出各类报表和 和图纸,同 同时通过系统 统的 功能 能有效的拉 拉近与国际造 造船模式的 的差距。
进而达成 成下列目标和 和效益: 与 Tribon M3 系 系统无缝结合 合,完善其 其现有功能。
。
一方面对 对原有功能进 进行 进一步 步简化和参 参数化的扩展 展,另一方 方面针对国内 内用户扩充 充了一系列适 适合 国内造 造船的功能 能,是原系统 统的有效补 补充。
通过 OTSDAS 系统,客户 户可以根据 据自己的需求 求准确而高 高效生成各类 类报 表和图 图纸,进一 一步提高生产 产设计的工 工作效率,并 并且更好的 的为设计的后 后续 生产提 提供准确的 的信息指导, ,从而捕获 获更多的效益 益增长点。
2.1 DAS技术介绍
●直连存储(DAS):是一种存储设备与服务器直接相连的架构。
DAS为服务器提供块级的存储服务(不是文件系统级)。
DAS的例子有:服务器内部的硬盘,直接连接到服务器上的磁带库,直接连接到服务器上的外部的硬盘盒。
基于存储设备与服务器间的位置关系,DAS分为内部DAS和外部DAS两类。
●内部DAS:☐在内部DAS架构中,存储设备通过服务器机箱内部的并行或串行总线连接到服务器上。
但是,物理的总线有距离限制,只能支持短距离的高速数据传输。
此外,很多内部总线能连接的设备数目也有限,并且将存储设备放在服务器机箱内部,也会占用大量的空间,对服务器其它部件的维护造成困难。
●外部DAS:☐在外部DAS结构中,服务器与外部的存储设备直接相连。
在大多数情况下,他们之间通过FC协议或者SCSI协议进行通信。
与内部DAS相比,外部DAS克服了内部DAS对连接设备的距离和数量的限制。
另外,外部DAS还可以提供存储设备集中化管理,更加方便。
DAS相对于其它两种存储网络架构来说,初始投资要小得多。
我们将在接下来的两章讨论另外两种网络存储。
DAS配置简单,而且可以快速部署。
DAS的配置通常是通过其相连的服务器上的工具来进行配置,比如主机的操作系统,对于中小型企业来说,这样的配置和管理都比较简单。
与另外两种存储架构来说,DAS可能是最简单的解决方案了,它需要的管理操作很少,对初始配置和操作所要求的硬件和软件也很少。
●DAS中的服务器和存储设备之间的通信采用如IDE/ATA、SATA、SAS、SCSI、FC协议等,这些协议需要硬盘控制器的支持。
存储设备通常也由它支持的协议来命名。
●IDE的英文全称为“Integrated Drive Electronics”,即“电子集成驱动器”,它的本意是指把“硬盘控制器”与“盘体”集成在一起的硬盘驱动器。
把盘体与控制器集成在一起的做法减少了硬盘接口的电缆数目与长度,数据传输的可靠性得到了增强,硬盘制造起来变得更容易,因而硬盘生产厂商不需要再担心自己的硬盘是否与其它厂商生产的控制器兼容。
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SDAS系统的技术理论及实践应用2011-10-27 01:22 作者:张勇政(南方卫星导航)浏览量:323人1.手持GNSS设备的应用发展1.1 传统手持GNSS设备的应用起源———便携、自动化空间地理信息数据采集的手段从最初经典的平板测量、全站仪测量已发展到自动化程度极高的GNSS测量。
GNSS定位方式,以其自动化、全天候、便携性等优点,被广大测绘及地理信息工作者所接受,其效率和效益也比其他传统手段有较大的提高。
尤其手持式GNSS接收机的应用,在我国国民经济建设中,已经有十几年甚至更长的历史,被广泛地应用在国土测绘、规划建设、林业调查、电力勘测、石油管网等领域。
这种设备,被称为“导航型手持式GNSS接收机”或“手持GNSS设备”。
1.2 导航型手持GNSS设备应用的弊端———精度差、易受干扰导航型手持GNSS设备,在硬件上是低端GNSS和天线模块,为了提高灵敏度而不注重或者不进行多路径效应的抑制处理。
在导航定位技术上,属于单点定位原理,既依靠单机的计算进行定位,未进行GNSS系统误差的修正,所以,一般的手持GNSS设备平均定位精度在5—10米,而在实际工作中,因为GNSS的系统误差及遇到各种干扰,可能定位结果会更差。
1.3 导航型手持GNSS设备提高精度的方法———内业后处理在高精度定位设备未出现或不便于野外携带的时代,依靠传统的导航型手持GNSS设备,为了提高数据的精度,能够与原有的地形图或原始数据吻合并符合到西安80、北京54等地方平面坐标系上,需要通过内业差分后处理的方式来消除卫星轨道误差、钟差及信号传播误差等系统误差。
这样的后差分方式,虽然可以适当的提高手持GNSS设备定位的精度,但其不能在野外实时的获得高精度的定位数据,而且增加了内业工作的难度,使整个作业流程变得复杂。
SDAS应用领域↑SBAS主要服务地区实时差分RTD2.实时高精度手持GNSS设备定位技术为了能有效提高手持GNSS设备的精度,除了在终端硬件上的提升,实时改正系统的建设也是至关重要,目前存在的技术主要有三种:SBAS技术、PPP技术和RTD技术。
2.1 热门的星站差分技术———SBASSBAS(Satellite Based Augmentation Systems),即基于卫星的增强系统。
是利用地球静止轨道卫星建立的地区性广域增强系统。
由已知其准确地理位置的地面固定基站系统,探测、计算出GPS信号中的误差。
并通过地球同步通讯卫星以GPS信号同样的频率向地面广播增强信息,若终端的定位主板支持该增强信号的,可以实时的提高定位精度。
该技术自从建立后,因为兼容GPS信号较好,很快的被应用在手持机GPS领域,成为热门的GPS终端(手持GPS)实时改正技术。
SBAS系统属于区域性的增强系统,专为指定区域的GPS终端(手持GPS)提供增强改正信息,可以提供米级的定位改正。
目前全球发展的SBAS系统有:欧洲(EGNOS);美国(WAAS),日本(MSAS);目前我国的一部分GPS用户可以使用到日本的MSAS系统,根据实际测试情况,中国东部可以全时搜索到该信号,最高可使GPS达到1-3米的实时定位精度,但是中、西部用户,SBAS的可用性和可靠性较差,不能满足要求。
而且目前的SBAS主要支持GPS系统,对于新兴的星系尚不支持,受到一定的局限。
2.2 新兴的精密单点定位技术———PPP精密单点定位PPP(Precise Point Positioning)技术其实早在1997年就由美国提出。
该技术的思路非常简单,在GNSS定位中,主要的误差来源于三类,即轨道误差、卫星钟差和电离层延时。
通过给定卫星的轨道和精密钟差,采用精密的观测模型及算法,消除这些影响,就可以单机计算出GNSS接收机的精确位置。
根据PPP技术实现的要求,定位中需要系统提供“卫星的精密轨道和钟差”。
目前,只有国际GNSS服务组织(IGS)的几个数据分析中心及少数科研机构具备提供卫星的精密轨道和钟差的能力,虽然现有的轨道产品能提供足够高的精度,但是实时的高时间分辨率高精度钟差产品仍然欠缺。
此外,对比差分技术而言,PPP通常需要比较长的收敛时间(几分钟到十几分钟)达到亚米级精度。
这些因素导致了现阶段PPP难以大规模应用。
2.3 成熟的实时差分技术———RTD实时差分(Real Time Difference)技术,是通过移动站(既手持GNSS 设备),与基准站(CORS等)同步观测相同的GNSS卫星的情况下,由基准站发射相关的差分改正信息,当移动站(或称手持GNSS设备)接收到差分改正信号后,即可进行迅速解算,消除卫星的轨道误差、钟差,接收机钟差以及电离层和对流层的折射误差等,从而提高移动站(或手持GNSS设备)的实时定位精度,可以达到亚米或更高。
2.4 三种定位技术对比手持GNSS设备终端要达到其米级、亚米级甚至更高的定位精度,必须要经过实时的误差改正:星站差分SBAS技术有地域的局限性,精度稳定性及可靠性也不高;PPP技术目前还不成熟,可操作性较差;这样,实时差分RTD 技术成为最适合手持GNSS设备提高精度的方式。
3.南方SDAS技术原理及应用3.1 南方SDAS技术原理“南方SDAS”采用的基础原理为实时差分RTD技术,并以南方连续运行参考站系统NRS(Network Reference Station)技术作为主要依据,利用地面布设多个基准站组成的GNSS连续运行网络,综合利用各个基站的观测信息,通过精确的误差模型修正距离相关误差,在用户站附近产生一个物理上不存在的虚拟参考站,与用户站构成短基线或者超短基线差分,用户站接收该基准站的差分信息进行定位。
南方公司在NRS技术的基础上进行了适应性改良,将NRS发展成为广域网络参考站(Wide Net Reference System,W-NRS)技术,将NRS技术有效的延伸到RTD领域,使得“网络RTK”应用发展成“网络RTD”应用。
基于该技术,在一个较大区域内,只需要建立较少的基站就能够有效满足了该区域网络RTD服务的需要。
目前的技术使得基站和基站之间的距离可达数百公里。
基于W-NRS技术,针对手持GNSS设备用户所使用的是RTD差分信号等特点,南方适时推出了服务南方高精度手持GNSS设备用户的“南方广域差分增强系统”(South Difference Augmentation System,SDAS),为高精度手持GNSS设备用户提供全时的、可靠的网络RTD信号。
手持GNSS设备在SDAS系统模式下的作业流程为:(1)各个参考站连续采集观测数据,并实时传输到数据处理与控制中心的数据库中,进行网络计算;(2)计算中心利用各参考站观测值计算每条基线上各种误差源的实际或综合影响值,并依此建立电离层、对流层、轨道误差等距离相关误差的空间参数模型;(3)手持GNSS用户将单点定位或DGPS确定的用户概略坐标(NAME —GGA格式),通过无线移动数据链(内置的GPRS模块)传送给数据处理中心,中心利用W-NRS技术在该位置创建一个虚拟参考站,利用中央计算服务器结合用户、基站和GPS卫星的相对几何关系,通过内插得到虚拟参考站上各误差源影响的改正值,并按RTCM格式发给手持GNSS设备用户;(4)手持GNSS设备用户与虚拟参考站构成短基线。
用户接收控制中心发送的虚拟参考站差分改正信息或者虚拟观测值,进行实时差分解算得到用户的精确位置。
3.2 南方SDAS所采用的W-NRS技术优势及特点南方测绘拥有自主知识产权国际领先的NRS技术,其采用先进的网络虚拟参考站算法及深度可用站搜索技术,可以大大提高参考站网服务的距离、移动站解算的速度及差分信息的可靠性,从2008年开始,已在全国建立几十套系统并成功通过行业验收且持续良好运行。
在此基础之上,南方广域网络参考站(W-NRS)技术,根据RTD应用技术的特点和要求作了进一步的延伸和发展,使之可以有效的解决网络RTD服务的问题,并将基站之间的距离提高到数百公里,系统可用性大大提高。
南方W-NRS的技术特点:※先进性:将NRS技术有效的延伸到RTD领域,使得网络RTK发展成网络RTD,站与站之间数百公里的距离也能实现有效覆盖;※自主性:自主知识产权,利于升级维护及技术更新;※可靠性:成熟的网络RTD算法,确保为用户提供可靠的差分数据;※可用性:DEEP-NRS热冗余技术,确保全天候、全区域可用;※安全性:领先的完好性监测技术,数据质量安全有效;3.3 南方SDAS技术的应用当高精度手持GNSS设备依托实时差分RTD技术来提高定位精度成为主要条件,当自动化、高可靠性的RTD信号源成为用户的迫切需求。
南方SDAS 系统的建立对于高精度手持GNSS设备用户而言,可谓“如鱼得水”,它必将充分发挥设备性能,就单单精度的提升和保障,就可以使原本很多不能使用或无法大范围投入的应用成为可能,以下列举几个高精度手持机的功能特点及典型行业的应用案例,实际上,结合SDAS的高精度手持GNSS设备应用模式,是不胜枚举的。
※专业级高精度定位处于一个覆盖比较好的SDAS网区域内,自动地接入了SDAS网络差分信号,高精度手持GNSS设备真正实现了实时高精度定位,定位成果满足国土测绘、规划、电力GIS等对精度的高要求。
※专业的测绘软件高精度手持GNSS设备结合SDAS定位精度的应用,配备设计了专有的测绘、GIS采集软件,精确的面积测量、地形图测绘、地籍勘界、电力设计、GIS属性采集,可以满足高精度测量、GIS采集的专业需求。
※工业级高端配置能够接入SDAS的高精度手持GNSS设备,考虑到野外专业环境应用,不仅仅在定位模块上配置专业,在功能上也配备具有工业级标准的高端配件———高速CPU和内存、高IP等级的机身设计、高亮细腻的触摸屏、稳定多模的无线网络模块等,完全满足野外作业的行业需求。
※通用的智能开放平台高精度手持GNSS设备,为了支持行业应用及二次开发设计,通常采用国际通用的平台系统,如标准的Window操作系统平台,标准的通讯接口及开发平台,标准的卫星定位数据协议平台等,为行业及高端功能定制提供良好的支撑。
除此之外,结合SDAS的高精度手持GNSS设备,还可以通过专门定制的行业GIS系统,满足传统小比例尺地形图测量、土地规划执法监察、电力电信GIS采集、林业水利调查、石油燃气水务管线巡检等行业应用。