【文章內容簡介】 系統的建立 1973 年 12 月，美國國防部批準他的海陸空三軍聯合研制新的衛(wèi)星導航系統：NAVSTAR/GPS。 G PS 系統包括三大部分：空間部分 — GPS 衛(wèi)星星座，地面控制部分 — 地面監(jiān)控系統，用戶設備部分 — GPS 信號接收機。 （ 1） GPS 衛(wèi)星星座：由 21 顆工作衛(wèi)星和 3 顆在軌備用衛(wèi)星組成 GPS 衛(wèi)星星座，記作（ 21+3） GPS 星座。 24 顆衛(wèi)星均勻分布在 6 個軌道平面內，衛(wèi)星高度為 20200km，軌道傾角為 55 度，衛(wèi)星運行周期為 11 小時 58 分（恒星時 12 小時），載波頻率為 MHz和 MHz。 （ 2）地面監(jiān)控系統：包括一個主控站、三個注入站和五個監(jiān)測站。作用：監(jiān)測和控制衛(wèi)星運行，編算衛(wèi)星星歷（導航電文），保持系統時間。 （ 3） GPS 信號接收機：任務是能夠捕獲到一定衛(wèi)星高度截止角所選擇的待測衛(wèi)星的信號，并跟蹤這些衛(wèi)星的運行，對所接收到的 GPS 信號進行變換、放大和處理，以便測量出GPS 信號從衛(wèi)星到接受機天線的傳播時間。 GPS 的特點 GPS 系統具有以下特點： （ 1）定位精度高； （ 2）觀測時間短； （ 3）測站間無需通視； （ 4）可提供三維坐標； （ 5）操作簡便； （ 6）全天候工作； （ 7）功能多，應用廣。 GPS 應用廣泛，可以進行海陸空的導航，導彈的制導，大地測量和工程測量的精密定第二章 RTK 技術的 基本原理及應用 2 位，時間的傳遞和速度的測量等。 RTK 技術的興起 隨著通信技術和信號處理技術的快速發(fā)展，更精確、更有效的定位方式層出不窮，實時動態(tài)測量技術 (Real Time Kinematic,簡稱 RTK)就是其中比較有代表性的技術之一。 實時動態(tài)測量的基本思想是在基準站上安置一臺 GPS 接收機， 對所有可見 GPS 衛(wèi)星進行連續(xù)地觀測，并將其觀測數據，通過無線電傳輸設備，實時地發(fā)送給用戶觀測站。在用戶站上， GPS 接收機在接收 GPS 衛(wèi)星信號的同時，通過無線電接收設備，接收基準站傳輸的觀測數據，然后根據相對定位的原理，實時的計算并顯示用戶站的三維坐標及其精度。 RTK 技術始于 20 世紀 90 年代初，經過十幾年的發(fā)展，它的技術已趨于成熟，并以其實時、高效的特點廣泛應用于控制測量、地形測圖、工程測量等實際生產中，并且受到測繪人士的熱烈歡迎。目前，我國國內很多單位都配置了 RTK 接收機。 3 第二章 RTK 技術的基本原理及應用 RTK 技術測量的基本原理 實時動態(tài) (Real Time Kinematic一 RTK)測量系統，是 GPS測量技術與數據，傳輸技術相結合，而構成的組合系統。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(RTD GPS)測量技術 ， 我們知道， GPS測量工作的模式有多種，如靜態(tài)、快速靜態(tài)、準動態(tài)和動態(tài)相對定位等。但是，利用這些測量模式，如果不與數據傳輸系統相結合，其定位結果均需通過觀測數據的測后處理而獲 得。由于觀測數據需在測后處理，所以上述各種測量模式，不僅無法實時地給出觀測站的定位結果，而且也無法對基準站和用戶站觀測數據的質量，進行實時地檢核，因而難以避免在數據后處理中發(fā)現不合格的觀測成果，需要進行返工重測的情況。過去解決這一問題的措施，主要是延長觀測時間，以獲取大量的多余觀測量來保障測量結果的可靠性。但這樣以來，便顯著地降低了 GPS測量工作的效率。 圖 11 RTK原理示意圖 實時動態(tài)測量的基本原理，如圖 11所示。在基準站上安置一臺 GPS接收機 ， 對所有 可見 GPS衛(wèi)星進行連續(xù)地觀測，并將其觀測數據通過無線電傳輸設備，實時地發(fā)送給用戶觀測站。在用戶站上， GPS接收機在接收 GPS衛(wèi)星信號的同時， 第二章 RTK 技術的 基本原理及應用 4 通過無線電傳輸設備，接收基準站傳輸的觀測數據，然后根據相對定位的原理，實時地計算并顯示用戶站的三維坐標，其精度可達到厘米級。這樣通過實時計算的定位結果，便可監(jiān)測基準站與用戶站觀測結果的質量和解算結果的收斂情況，從而可實時地判定解算結果是否成功，以減少冗余觀測，縮短觀測時間。 RTK 系統的基本組成 RTK技術就是動態(tài)的實時定位 技術，它已經在工程上得到了廣泛的應用，已經成為了工程上不可缺少的一項新技術了。 RTK測量系統的 組 成 RTK測量系統主要由 GPS接收設備、數據傳輸系統和軟件系統構成。 (1)GPS接收設備 在基準站和用戶站上，分別設置雙頻 GPS接收機。由于雙頻觀測值不僅精度高，而且有利于快速準確地解算整周未知數。當基準站為多用戶服務時，其接收機的采樣率應與用戶接收機采用率最高的相一致。 (2)數據傳輸設備 數據傳輸設備也稱數據鏈，由基準站的無線電發(fā)射臺與用戶站的接收機組成 ， 其頻率和功率的選擇主要取決于用戶站與基準站的距離 、環(huán)境質量、數據的傳輸速度。 (3)軟件系統 支持實時動態(tài)測量的軟件系統的質量和功能，對于保障實時動態(tài)測量的可行 性、測量結果的可靠性和精確性，具有決定性意義。 RTK 技術的優(yōu)點及誤差來源 RTK技術有著方便快捷的特點，但是毫無疑問的是利用 RTK測量的成果也是存在著誤差的，導致誤差的原因很多，我們在實踐當中要先熟知這些誤差的來源，了解減小誤差的方法，從而使我們得到的測量成果更加精確。 RTK技術的優(yōu)點 工作效率高。在一般的地形地勢下，高質量的 RTK設站一次即可測完 4km半徑的測區(qū)．大 5 大 減少了傳統測量所需的控制點數量和測量儀器的設站次數，移動站一人操作即可，勞動強度低，作業(yè)速度快，提高了工作效率。定位精度高。只要滿足 RTK的基本工作條件，在一定的作業(yè)半徑范圍內 (一般為 4km)， RTK的平面精度和高程精度都能達到 cm級。 全天候作業(yè)。 RTK測量不要求基準站、移動站間光學通視，只要求滿足“電磁波通視”。因此和傳統測量相比， RTK測量受通視條件、能見度、氣候、季節(jié)等因素的影響和限制 小，在傳統測量看來難于開展作業(yè)的地區(qū)，只要滿足 RTK的基本工作條件，它也能進行快速的高精度定位，使測量工作變得更容易 更輕松。 RTK測量自動化、集成化程度高，數據處理能力強。 RTK可進行多種測量內、外業(yè)工作。移動站利用軟件控制系統，無需人工干預便可自動實現多種測繪功能，減少了輔助測量工作和人為誤差，保證了作業(yè)精度。 操作簡單，易于使用?，F在的儀器一般都提供中文菜單，只要