淺談gps實(shí)時(shí)動(dòng)態(tài)定位原理及應(yīng)用(已修改)
2025-07-07 11:58 本頁(yè)面
【正文】 [技術(shù)]淺談GPS實(shí)時(shí)動(dòng)態(tài)定位原理及應(yīng)用0、引言隨著我國(guó)經(jīng)濟(jì)的高速發(fā)展，為了滿足工程施工、測(cè)繪等工作的需要,采用GPS實(shí)時(shí)動(dòng)態(tài)定位技術(shù)的測(cè)繪系統(tǒng)逐步進(jìn)入我國(guó)市場(chǎng)。采用傳統(tǒng)GPSRTK（RealTimeKinematic）技術(shù)的測(cè)繪系統(tǒng)的數(shù)據(jù)鏈路電臺(tái)，必須經(jīng)過(guò)無(wú)線電管理部門批準(zhǔn)才可設(shè)置使用，但在此前的幾起此類設(shè)備所造成的無(wú)線電干擾案例中，所查獲的無(wú)線電臺(tái)均未向無(wú)線電管理部門申報(bào)。目前這類設(shè)備使用時(shí)所造成的無(wú)線電干擾越來(lái)越多，因此無(wú)線電管理部門應(yīng)該加強(qiáng)對(duì)這類設(shè)備的管理。而增加對(duì)GPSRTK技術(shù)的了解和認(rèn)識(shí)，將會(huì)對(duì)查處工作及無(wú)線電管理工作大有幫助。1RTK概述RTK（RealTimeKinematic）技術(shù)是GPS實(shí)時(shí)載波相位差分的簡(jiǎn)稱。這是一種將GPS與數(shù)傳技術(shù)相結(jié)合，實(shí)時(shí)解算并進(jìn)行數(shù)據(jù)處理，在1～2秒時(shí)間內(nèi)得到高精度位置信息的技術(shù)。RTK的工作原理是將一臺(tái)接收機(jī)置于基準(zhǔn)站上，另一臺(tái)或幾臺(tái)接收機(jī)置于載體（稱為流動(dòng)站）上，基準(zhǔn)站和流動(dòng)站同時(shí)接收同一時(shí)間、同一GPS衛(wèi)星發(fā)射的信號(hào)，基準(zhǔn)站所獲得的觀測(cè)值與已知位置信息進(jìn)行比較，得到GPS差分改正值。然后將這個(gè)改正值通過(guò)無(wú)線電數(shù)據(jù)鏈電臺(tái)及時(shí)傳遞給共視衛(wèi)星的流動(dòng)站精化其GPS觀測(cè)值，從而得到經(jīng)差分改正后流動(dòng)站較準(zhǔn)確的實(shí)時(shí)位置。精密GPS定位均采用相對(duì)技術(shù)。無(wú)論是在幾點(diǎn)間進(jìn)行同步觀測(cè)的后處理(RTK)，還是從基準(zhǔn)站將改正值傳輸給流動(dòng)站(DGPS)，這些都稱為相對(duì)技術(shù)，以采用值的類型為依據(jù)可分為4類：（1）實(shí)時(shí)差分GPS，其精度為1m～3m；（2）廣域?qū)崟r(shí)差分GPS，其精度為1m～2m；（3）精密時(shí)差分GPS，其精度為1cm～5cm；（4）實(shí)時(shí)精密時(shí)差分GPS，其精度為1cm～3cm。差分的數(shù)據(jù)類型有偽距差分、坐標(biāo)差分和相位差分三類。前兩類定位誤差的相關(guān)性，會(huì)隨基準(zhǔn)站與流動(dòng)站的空間距離的增加而迅速降低。故RTK采用第三類方法。RTK的觀測(cè)模型為：因軌道誤差、鐘差、電離層折射及對(duì)流層折射的影響在實(shí)際的數(shù)據(jù)處理中一般采用雙差觀測(cè)值方程來(lái)解算，在定位前需確定整周未知數(shù)，這一過(guò)程稱為動(dòng)態(tài)定位的“初始化”（OnTheFly即OTF）。實(shí)現(xiàn)OTF的方法有很多種，美國(guó)天寶導(dǎo)航有限公司的做法是：采用偽距和相位相結(jié)合的方法，首先用偽距求出整周未知數(shù)的搜索范圍，再用相位組合和后繼觀測(cè)歷元解算和精化；利用偽距估計(jì)初始位置和搜索空間，快速確定精確的初始位置。我們以美國(guó)天寶導(dǎo)航有限公司生產(chǎn)的4800GPS雙頻接收機(jī)為例介紹RTK系統(tǒng)組成。天寶RTK系統(tǒng)由兩部分組成，如圖1所示。2RTK系統(tǒng)基準(zhǔn)站的組成和作用RTK系統(tǒng)基準(zhǔn)站由基準(zhǔn)站GPS接收機(jī)及衛(wèi)星接收天線、無(wú)線電數(shù)據(jù)鏈電臺(tái)及發(fā)射天線、直流電源等組成，如圖2所示。RTK系統(tǒng)基準(zhǔn)站的作用是求出GPS實(shí)時(shí)相位差分改正值，然后將改正值通過(guò)數(shù)傳電臺(tái)及時(shí)傳遞給流動(dòng)站以精化其GPS觀測(cè)值，進(jìn)而得到更為精確的實(shí)時(shí)位置信息
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