【文章內容簡介】 ，在GPS測量中必須確定地區(qū)性坐標系與全球坐標系的大地測量基準之差，并進行兩坐標系統(tǒng)之間的轉換。中海達HD2003后處理軟件很方便就可實現WGS－854坐標系、80坐標系中空間直角坐標、大地坐標及高斯平面直角坐標之間的轉換，并且可以采用高斯投影或UTM投影在任何獨立坐標系中進行網平差處理。 GPSRTK動態(tài)原理（測量）GPS動態(tài)定位（測量）是利用GPS信號，測定相對于地球運動的用戶天線的狀態(tài)參數，這些狀態(tài)參數包括三維坐標、三維速度和時間七個參數。（1）GPS動態(tài)定位的應用導航 – 探險、車輛、船舶、航空器等跟蹤、監(jiān)控與調度 – 車輛、船舶、航空器等制導 – 武器制導、自動駕駛等定軌 – 衛(wèi)星、航天器等姿態(tài)確定 – 衛(wèi)星、航天器、航空器等測量 – 測圖、放樣、監(jiān)測等導航，是測得運動載體的狀態(tài)參數，并導引運動載體準確地運動到預定的后續(xù)位置。（2）GPS動態(tài)定位的特點用戶多樣性速度多異性定位實時性數據短時性精度要求多變性(3) GPS動態(tài)定位的類型1）單點動態(tài)定位（動態(tài)絕對定位）2）實時差分動態(tài)定位法： ①位置差分 ②偽距差分 ③相位平滑偽距差分：載波多普勒計數平滑偽距、載波相位平滑偽距 ④載波相位差分：修正法、求差法 GPS動態(tài)定位的基本原理（1）單點偽距動態(tài)定位（動態(tài)絕對定位） GPS絕對定位主要是以GPS衛(wèi)星和用戶接收機天線之間的距離為基本觀測量，并利用已知的衛(wèi)星瞬時坐標來確定接收機天線對應的點位在協(xié)議地球坐標系中的位置。 動態(tài)絕對定位是確定處于運動載體上的接收機在運動的每一瞬間的位置。由于接收機天線處于運動狀態(tài)，故天線點位的坐標是一個變化的量，因此確定每一瞬間坐標的觀測方程只有較少的多余觀測(甚至沒有多余觀測)，且一般常利用測距碼偽距進行動態(tài)絕對定位。因此，其精度較低，一般僅有幾十米的精度，在SA政策影響下，其精度甚至低于百米。通常這種定位方法只用于精度要求不高的飛機、船舶以及陸地車輛等運動載體的導航。 （2）位置差分原理位置差分的優(yōu)點是需要傳輸的差分改正數較少，計算方法較簡單，任何一種GPS接收機均可改裝成這種差分系統(tǒng)。其缺點主要為： 1)要求基準站與用戶站必須保持觀測同一組衛(wèi)星，由于基準站與用戶站接收機配備的不完全相同，且兩站觀測環(huán)境也不完全相同，因此難以保證兩站觀測同一組衛(wèi)星，并會導致定位所產生的誤差可能會不很匹配，從而影響定位精度。 2)位置差分定位效果不如偽距差分好。（3）偽距差分原理偽距差分是目前應用最廣泛的一種差分定位技術之一。該定位技術通過在基準站上利用已知坐標求出測站至衛(wèi)星的距離，并將其與含有誤差的測量距離比較，然后利用一個αβ濾波器將此差值濾波并求出其偏差，并將所有衛(wèi)星的測距誤差傳輸給用戶，用戶利用此測距誤差來改正測量的偽距。最后，用戶利用改正后的偽距求出自身的坐標。如果基準站、用戶站均觀測了相同的4顆或4顆以上的衛(wèi)星，即可實現用戶站的定位。 （4）相位平滑偽距差分原理偽距差分實際上是在測站之間求偽距觀測值的一次差，因而消除了兩偽距觀測值中所含有的共同的系統(tǒng)誤差，但是卻無法消除偽距觀測值中所含有的隨機誤差，從而限制了偽距差分定位的精度。 載波相位測量的精度較測距碼偽距測量的精度高2個數量級，如果能用載波相位觀測值對偽距觀測值進行修正，就可提高偽距定位的精度，但是載波相位整周數無法直接測得，因而難以直接利用載波觀測值。 （5） 載波相位差分原理載波相位差分GPS定位與偽距差分GPS原理相類似，其基本思想是：在基準站上安置一臺GPS接收機，對衛(wèi)星進行連續(xù)觀測，并通過無線電傳輸設備實時地將觀測數據及站坐標信息傳送給用戶站；用戶站一方面通過接收機接收GPS衛(wèi)星信號，同時還通過無線電接收設備接收基準站傳送的觀測數據，然后根據相對定位原理，實時地處理數據，并能實時地以厘米級的精度給出用戶站的三維坐標。實時差分動態(tài)（Real Time Kinematic——RTK）測量系統(tǒng)，是GPS測量技術與數據傳輸技術相結合而構成的組合系統(tǒng)。它是GPS測量技術發(fā)展中的一個新的突破。 RTK 測量技術，是以載波相位觀測量為根據的實時差分GPS測量技術。RTK 測量技術是準動態(tài)測量技術與AROTF算法和數據傳輸技術相結合而產生的，它完全可以達到“精度、速度、實時、可用”等各方面的要求。3 GNSS控制網布設 GNSS測量控制網的依據GNSS測量控制網技術設計的主要依據是GNSS測量規(guī)范（規(guī)程）。GNSS測量規(guī)范（規(guī)程）是國家測繪管理部門或行業(yè)部門制定的技術法規(guī)，目前GNSS網設計依據的測量規(guī)范（規(guī)程）有： ①1997年建設部發(fā)布的行業(yè)標準《全球定位系統(tǒng)城市測量技術規(guī)程》； ②各部委根據本部門GNSS工作的實際情況制定的其它GNSS測量規(guī)程或細則； ③本次畢業(yè)設計的任務書及指導書。 GNSS網的密度設計在GNSS方案設計時，一般首先根據測量任務書提出GNSS網的密度和經濟指標，再結合規(guī)范（規(guī)程）規(guī)定并現場踏勘具體確定各點間的連接方法，各點舌戰(zhàn)觀測的次數、時間長短等布網觀測方案。各種不同的任務要求和服務對象，對GNSS點的分布要求也不同。對于一般城市和工程測量布設點的密度主要滿足測圖加密和工程測量的需要，平均邊長一般在幾公里以內。 《規(guī)程》GPS網中相鄰點間距離 (km)級別項目二等三等四等一級二級相鄰點最小距離31相鄰點最大距離2715633相鄰點平均距離95211閉合環(huán)或附合路線的邊數≤6≤8≤10≤10≤10布網原則與設計① GPS網應根據測區(qū)實際需要和布網狀況進行設計。GPS網的點應有二點以上的點相互通視，有利于常規(guī)測量施測時的應用。② 在布網設計中應顧及原有的測繪成果以及各種大比例尺地形圖的沿用。③ 為求定GPS點在地面坐標系的坐標，應與附近的國家高級控制點聯測，聯測點數不應少于2個。④ GPS網應由一個或若干個獨立觀測環(huán)構成，也可采用附合線路形式構成。各等級GPS網中每個閉合環(huán)或附合線路中的邊數應符合下表規(guī)定： 等級 三等 四等 一級閉合環(huán)或附合路線的邊數（條） ≤8 ≤10 ≤10GPS網的主要技術要求。等級 等級平均距離(KM) A(mm) B(1*106) 最弱邊相對中誤差 三 等 5 ≤10 ≤5 1/80000 四 等 2 ≤10 ≤10 1/45000 注：當邊長小于200m時，邊長中誤差應小于20mm。 當GPS網的世界大地坐標系統(tǒng)轉換成1954年北京坐標系統(tǒng)時。，采用高斯正形投影統(tǒng)一3186。帶的平面直角坐標系統(tǒng)。，可采用投影于抵償高程面上的高斯正形投影3186。帶的平面直角坐標系統(tǒng)或高斯正形投影任意帶的平面直角坐標系統(tǒng)。 GNSS控制網選點 ①點位選擇應符合技術設計要求，并有利于其他測量手段擴展與聯測； ②點位的基礎應堅實穩(wěn)定，易于長期保存，并有利于安全作業(yè)； ③周圍應便于安置接收設備和操作，視野開闊，被測衛(wèi)星的地平高度角應大于15176。； ④點位應遠離大功率無線電發(fā)射源（如電視臺、微波站），其距離不小于200m并應遠離高壓輸電線其距離不得小于50m。 ⑤附近不應有強烈干擾接收衛(wèi)星信號的物體； ⑥交通應便于作業(yè)； ⑦充分利用符合要求的舊有控制點及標石。 埋石 鑒于所選待定點是臨時性使用，可埋設簡易標志即可，如木樁、水泥釘等。 控制網略圖 控制網略圖 GNSS外業(yè)觀測①作業(yè)組應嚴格按調度表規(guī)定的時間進行作業(yè)。保證同步觀測同一衛(wèi)星組。當情況有變化需修改調度計劃時，應經作業(yè)隊負責人同意，觀測組不得擅自修改。表3 《規(guī)程》規(guī)定的GNSS測量各等級的作業(yè)的基本技術要求項 目等級觀測方法二等三等四等一級二級衛(wèi)星截止高度角（176。）靜 態(tài)≥15≥15≥15≥15≥15快速靜態(tài)有效觀測衛(wèi)星數靜 態(tài)≥4≥4≥4≥4≥4快速靜態(tài)——≥5≥5≥5≥5平均重復設站數靜 態(tài)≥2≥2≥≥≥快速靜態(tài)——≥2≥≥≥②用三腳架安置天線時，其對中誤差不應大于3mm.③沒時段開機前，作業(yè)人員應量取天線高，并及時記錄測站名、觀測日期、時段號、天線高等信息。關機后在量取一次天線高互差不得大于3mm，取平均值作為最后結果，記錄在手薄。若互差超限，應查明原因，提出處理意見記入測量手薄備注欄中。④觀測期間，不得在天線附近10m之內接打手機或接發(fā)短信。⑤觀測員在作業(yè)期間不得擅自離開測站，并應防止儀器受震動和被移動，防止人和其他物體靠近天線，遮擋信號。 GNSS外業(yè)成果記錄①記錄項目應包括下列內容：測站名、觀測日期、天氣情況；開始與結束時間；接收機型號；天線高。②原始觀測值和記錄項目，應按規(guī)范現場記錄，字跡要清楚、整齊、美觀，不得涂改、轉抄。天線高不得連環(huán)涂改。③觀測中應保證接收機正常工作，數據記錄正確，每日觀測結束后，應及時將數據轉存至計算機上，保證觀測數據不丟失。不得進行任何剔除或刪改，不得調用任何對數據實施新加工組合的操作指令。 GNSS靜態(tài)數據處理GPS在測量中的應用打破了人們所遵循的以角度、距離、高度為原始數據進行數據處理的常規(guī)測量工作模式。用于GPS測量的儀器GPS接收機并不記錄上述數據類型，而采集記錄的是天線至衛(wèi)星的偽距、載波相位和衛(wèi)星星歷等數據類型，因此GPS數據處理的過程與常規(guī)測量不同。GPS測量數據處理是指從對外業(yè)采集的原始觀測數據的處理到最終獲得測量成果的全過程。該過程大致分為數據預處理、GPS基線向量解算、基線向量網平差或與地面網聯合平差等幾個階段。 數據預處理 GPS數據預處理的目的是：對數據進行平滑濾波檢驗，剔除粗差；統(tǒng)一數據文件格式并將各類數據文件加工成標準文件；探測整周跳變并修復觀測值；對觀測值進行各種模型改正。共分為四個步驟：數據文件標準化、數據篩選與編輯、線性組合差分觀測值形成、基線向量近似值估算。在數據處理軟件中，這四個步驟在數據導入時均由軟件自動完成。 基線向量解算 在Compass軟件中導入數據，單擊“靜態(tài)基線→處理全部基線” 然后對不合格的基線進行單獨處理。在基線測量中，一般規(guī)定Ratio超過3就說明基線合格。適度修改采樣間隔和高度截止角，然后單獨處理此基線 工作原理圖 基線網平差菜單“網平差→網平差設置”檢查并修改 成果輸出 計算完成后，應提供以下資料：測區(qū)和各測站信息；觀測值數量、時段起止時刻和持續(xù)時間；基線質量檢驗與分析；平差計算的坐標系統(tǒng)、高程系統(tǒng)、基本常數、起算數據、觀測值類型和數據處理方法；平差采用的約束條件、先驗誤差；平差結果及精度。4 GPSRTK測量 配置參考站 配置參考站電臺（1）設置參考站電臺的數據傳輸速率（波特率）。如果使用擴頻電臺，則不要求選速率。（2）設置參考站電臺的發(fā)射功率。如果作業(yè)距離比較遠的話，一般選擇大一些的功率， 如20W；如果平時作業(yè)距離在10km以內，功率可設在10W左右。 為了盡量避免參考站設備之間的干擾，在GPSRTK作業(yè)時，大于25W的數據鏈電臺的發(fā)射天線，應距離GPS接收天線至少2m，最好在6m以上；發(fā)射天線與電臺的連接電纜必須展開，以免形成新的干擾源。（3）設置參考站電臺的發(fā)射頻率。不同GPS接收機電臺的頻段是不一樣的，將流動站和基準站電臺設置成相同頻率，即可順利進行通信、接收數據。 配置參考站GPS接收機一般GPS接收機沒有面板，要通過使用掌上電腦上的GPSRTK應用軟件來完成此任務。（1） 確保掌上電腦連接與GPS接收機連接，可注意觀察掌上電腦的應用軟件上是否顯示GPS接收機接收到的衛(wèi)星個數和GPS接收機電量等信息。（2） 確定坐標系統(tǒng)。GPS系統(tǒng)采用世界大地坐標系WGS84。我們常用的有194年北京坐標系、1980西安坐標系或地方獨立坐標系，（2）所示。要把大地坐標投影到高斯平面坐標