【文章內(nèi)容簡介】 系統(tǒng)的建立 1973 年 12 月，美國國防部批準(zhǔn)他的海陸空三軍聯(lián)合研制新的衛(wèi)星導(dǎo)航系統(tǒng)：NAVSTAR/GPS。 G PS 系統(tǒng)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(tǒng)，用戶設(shè)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(nèi)，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(tǒng)：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(dǎo)航電文），保持系統(tǒng)時間。 （ 3） GPS 信號接收機：任務(wù)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(tǒng)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(biāo)； （ 5）操作簡便； （ 6）全天候工作； （ 7）功能多，應(yīng)用廣。 GPS 應(yīng)用廣泛，可以進行海陸空的導(dǎo)航，導(dǎo)彈的制導(dǎo)，大地測量和工程測量的精密定第二章 RTK 技術(shù)的 基本原理及應(yīng)用 2 位，時間的傳遞和速度的測量等。 RTK 技術(shù)的興起 隨著通信技術(shù)和信號處理技術(shù)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(shù) (Real Time Kinematic,簡稱 RTK)就是其中比較有代表性的技術(shù)之一。 實時動態(tài)測量的基本思想是在基準(zhǔn)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(shù)據(jù)，通過無線電傳輸設(shè)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(shè)備，接收基準(zhǔn)站傳輸?shù)挠^測數(shù)據(jù)，然后根據(jù)相對定位的原理，實時的計算并顯示用戶站的三維坐標(biāo)及其精度。 RTK 技術(shù)始于 20 世紀(jì) 90 年代初，經(jīng)過十幾年的發(fā)展，它的技術(shù)已趨于成熟，并以其實時、高效的特點廣泛應(yīng)用于控制測量、地形測圖、工程測量等實際生產(chǎn)中，并且受到測繪人士的熱烈歡迎。目前，我國國內(nèi)很多單位都配置了 RTK 接收機。 3 第二章 RTK 技術(shù)的基本原理及應(yīng)用 RTK 技術(shù)測量的基本原理 實時動態(tài) (Real Time Kinematic一 RTK)測量系統(tǒng)，是 GPS測量技術(shù)與數(shù)據(jù)，傳輸技術(shù)相結(jié)合，而構(gòu)成的組合系統(tǒng)。是 GPS測量技術(shù)發(fā)展中的一個新的突破。 RTK測量技術(shù)，是以載波相位觀測量為根據(jù)的實時差分 GPS(RTD GPS)測量技術(shù) ， 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(zhǔn)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(shù)據(jù)傳輸系統(tǒng)相結(jié)合，其定位結(jié)果均需通過觀測數(shù)據(jù)的測后處理而獲 得。由于觀測數(shù)據(jù)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(jié)果，而且也無法對基準(zhǔn)站和用戶站觀測數(shù)據(jù)的質(zhì)量，進行實時地檢核，因而難以避免在數(shù)據(jù)后處理中發(fā)現(xiàn)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(jié)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(zhǔn)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(shù)據(jù)通過無線電傳輸設(shè)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(shù)的 基本原理及應(yīng)用 4 通過無線電傳輸設(shè)備，接收基準(zhǔn)站傳輸?shù)挠^測數(shù)據(jù)，然后根據(jù)相對定位的原理，實時地計算并顯示用戶站的三維坐標(biāo)，其精度可達到厘米級。這樣通過實時計算的定位結(jié)果，便可監(jiān)測基準(zhǔn)站與用戶站觀測結(jié)果的質(zhì)量和解算結(jié)果的收斂情況，從而可實時地判定解算結(jié)果是否成功，以減少冗余觀測，縮短觀測時間。 RTK 系統(tǒng)的基本組成 RTK技術(shù)就是動態(tài)的實時定位 技術(shù)，它已經(jīng)在工程上得到了廣泛的應(yīng)用，已經(jīng)成為了工程上不可缺少的一項新技術(shù)了。 RTK測量系統(tǒng)的 組 成 RTK測量系統(tǒng)主要由 GPS接收設(shè)備、數(shù)據(jù)傳輸系統(tǒng)和軟件系統(tǒng)構(gòu)成。 (1)GPS接收設(shè)備 在基準(zhǔn)站和用戶站上，分別設(shè)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(zhǔn)確地解算整周未知數(shù)。當(dāng)基準(zhǔn)站為多用戶服務(wù)時，其接收機的采樣率應(yīng)與用戶接收機采用率最高的相一致。 (2)數(shù)據(jù)傳輸設(shè)備 數(shù)據(jù)傳輸設(shè)備也稱數(shù)據(jù)鏈，由基準(zhǔn)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(zhǔn)站的距離 、環(huán)境質(zhì)量、數(shù)據(jù)的傳輸速度。 (3)軟件系統(tǒng) 支持實時動態(tài)測量的軟件系統(tǒng)的質(zhì)量和功能，對于保障實時動態(tài)測量的可行 性、測量結(jié)果的可靠性和精確性，具有決定性意義。 RTK 技術(shù)的優(yōu)點及誤差來源 RTK技術(shù)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(dǎo)致誤差的原因很多，我們在實踐當(dāng)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(shù)的優(yōu)點 工作效率高。在一般的地形地勢下，高質(zhì)量的 RTK設(shè)站一次即可測完 4km半徑的測區(qū)．大 5 大 減少了傳統(tǒng)測量所需的控制點數(shù)量和測量儀器的設(shè)站次數(shù)，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(nèi) (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(zhǔn)站、移動站間光學(xué)通視，只要求滿足“電磁波通視”。因此和傳統(tǒng)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(tǒng)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(shù)據(jù)處理能力強。 RTK可進行多種測量內(nèi)、外業(yè)工作。移動站利用軟件控制系統(tǒng)，無需人工干預(yù)便可自動實現(xiàn)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(xiàn)在的儀器一般都提供中文菜單，只要