gpsrtk在地形測量中的應(yīng)用(編輯修改稿)
2025-01-09 01:08 本頁面
【文章內(nèi)容簡介】 廣。讓 GPS 發(fā)揮更大的用處 。同時通過這章的學(xué)習(xí)我們了解了 RTK 將來的發(fā)展方向?yàn)橐院蟮?RTK 跟廣泛的應(yīng)用，提供指導(dǎo)作用，說明 RTK 技術(shù)在測繪將會起到越來越不可替代的作用。 4 RTK 的定位原理、優(yōu)點(diǎn)和缺點(diǎn) 的定位原理 隨著社會的發(fā)展，科技的進(jìn)步 RTK 的廣泛應(yīng)用是必然的，充分的了解 RTK的原理以及 RTK 的主要誤差來源，學(xué)會減弱或者消除誤差的影響，顯的格外重要，本章主要是論述這方面的內(nèi)容 .。 RTK定位技術(shù)的原理 圖 21 RTK 定位原理 在 RTK 作業(yè)模式（圖 21）下，基準(zhǔn)站接收機(jī)設(shè)在具有已知坐標(biāo)的參 考點(diǎn)位上，連續(xù)接收所有可視 GPS 衛(wèi)星信號，通過數(shù)據(jù)鏈，將測站點(diǎn)坐標(biāo)、載波相位觀測值、偽距觀測值、衛(wèi)星跟蹤狀態(tài)及接收機(jī)工作狀態(tài)等“載波相位測量校正值”一起發(fā)送給流動站。流動站接收機(jī)先進(jìn)行初始化，在完成整周未知數(shù)的搜索求解后，進(jìn)入動態(tài)作業(yè)，其在接收來自基準(zhǔn)站的 DGPS 數(shù)據(jù)時，同步觀測采集 GPS 衛(wèi)星載波相位數(shù)據(jù)，通過在系統(tǒng)內(nèi)差分處理求解載波相位整周模糊度，依此改正移動站接收機(jī)所地坐標(biāo)系坐標(biāo)）?；鶞?zhǔn)站接收機(jī)和流動站接收機(jī)滯后載波測得的載波滯后相位，得到基準(zhǔn)站和流動站之間的坐標(biāo)差值△ X、△ Y、△ Z，坐標(biāo)差加上基準(zhǔn)站坐 標(biāo)就可以得到流動站點(diǎn)的 WGS84坐標(biāo)，通過坐標(biāo)轉(zhuǎn)換參數(shù)轉(zhuǎn)換得出流動站每個站點(diǎn)實(shí)用的三維位置（國家坐標(biāo)系坐標(biāo)或當(dāng)相位具體表達(dá)公式見參考文獻(xiàn)） 5 RTK 的系統(tǒng)組成和工作原理 （ 1） 基準(zhǔn)站部分、接收 GPS 信號，包括：導(dǎo)航信號、 信號 。提供差分坐標(biāo)，星歷等信息。 （ 2） 差分傳送部分 ， 將基準(zhǔn)站差分?jǐn)?shù)據(jù)傳輸給移動站包括測站坐標(biāo)、觀測值、衛(wèi)星跟蹤狀態(tài)等數(shù)據(jù)。 （ 3） 移動站部分 ， 接收 GPS 信號及基準(zhǔn)站差分信號、并進(jìn)行解算，得到實(shí)時的高精度定為結(jié)果 （ 4） 手簿終端控制器 內(nèi)置 RTK 測量軟件，可設(shè)置基準(zhǔn)站，移動站的工 作參數(shù)，顯示運(yùn)動站實(shí)時坐標(biāo)成果，技術(shù)測量參數(shù)，進(jìn)行輔助線路設(shè)計(jì)等功能。 （ 5） RTK 工作原理如圖 22 （ 6） RTK 系統(tǒng)正常工作要具備一下三個條件：（ 1）基準(zhǔn)站和移動站要同時接受到五顆以上的 GPS 衛(wèi)星信號；（ 2）移動站要同時接受基站發(fā)出的差分信號和衛(wèi)星信號；（ 3）基準(zhǔn)站和移動站要保持開始同時接受衛(wèi)星信號，移動站在移動的過程中也要接受基準(zhǔn)站信號 RTK 技術(shù)的誤差來源和測量精度 6 如果要想了解 RTK 的主要誤差來源，需要先了解 GPS 的主要誤差源具體類別如表 21。 表 21 GPS 誤差來源 誤 差 來 源 對距離測量影響 衛(wèi)星部分 ①星歷誤差②鐘誤差③相對論效應(yīng) ~15 信號傳播 ①電離層②對流層③多路徑效應(yīng) ~15 信號接收 ①鐘的誤差②位置誤差③天線相位中心變化 ~5 其他影響 ①地球潮汐②負(fù)荷潮 表 22 RTK 誤差來源、測量精度及處理方法 R T K 定位誤差 同 儀 器 干 擾 有 關(guān) 天線相位中心變化 天線的機(jī)械中心和電子相位中心不重合誤差一般達(dá)到 35cm,提高 RTK精度方法天線檢驗(yàn)校正 多路徑誤差 大小和周圍的環(huán)境有關(guān)，一般誤差 110cm 不等，提高精度的方法，選擇不具反射面的點(diǎn)位，專業(yè)的天線，鋪設(shè)吸電波材料等 信號干擾 周圍有干擾源，無線電發(fā)射源，高壓電線等。提高精度的方法，遠(yuǎn)離干擾源。 氣象因素 快速運(yùn)動的氣象鋒面引起，一般 12dm，氣變化較快時，不進(jìn)行觀測象 同 距 離 有 關(guān) 誤 差 電離層誤差 和電離層引起電磁波傳播延遲有關(guān)，主要和太陽黑子活動、地理位置、季節(jié)變化、晝夜變化有關(guān)。提高精度的方法，兩個以上觀測站 同步觀測；利用電離層模型改正。太陽黑子活動劇烈時不宜觀測，平靜時一般誤差為 5 106 軌道誤差 目前軌道誤差只有幾米，殘余相對誤差是 1106，就短基線﹤ 10km,結(jié)果影響可以忽略不計(jì) 對流層誤差 對流層誤差同點(diǎn)間距離和點(diǎn)間高差密切相關(guān)，一般可達(dá) 3 106 RTK 技術(shù)的優(yōu)點(diǎn) （ 1） RTK 作業(yè)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 5 km 半徑的測區(qū)，大大減少了傳統(tǒng)測量聽需的控制點(diǎn)數(shù)量和測量儀器的“搬站”次數(shù)，僅需一人操作，每個放樣點(diǎn)只需要停留 1~2 s，就可以完成作業(yè)。在公路路線測量中，每小組（ 3~4 人）每天可完成中線測量 6～ 8 km，在中線放樣的同時完成中樁抄平工作。若用其進(jìn)行地形測量，每小組每天可以完成 ～ 7 km178。的地形圖測繪，其精度和效率是常規(guī)測量所無法比擬的。 (2)RTK 定位精度高，沒有誤差積累 。只要滿足 RTK 的基本工作條件，在一定的作業(yè) 半徑范圍暇一般為 5 km)， RTK 的平面精度和高程精度都能達(dá)到厘米級，且不存在誤差積累。 （ 3） RTK 可以全天候作業(yè)。 RTK 技術(shù)不要求兩點(diǎn)間滿足光學(xué)通視，只需要稿足“電磁波通視和對空通視的要求，’，因此和傳統(tǒng)測量相比， RTK 技術(shù)作業(yè)受限因素少，幾乎可以全天候作業(yè)。 （ 4） RTK 作業(yè)自動化、集成化程度高。 RTK 可勝任各種測繪外業(yè)。流動站配備高效手持操作手簿，內(nèi)置專業(yè)軟件可自動實(shí)現(xiàn)多種測繪功能，減少人為誤差，保證了作業(yè)精度。 RTK 技術(shù)的缺點(diǎn) 雖然 GPS 技術(shù)有著常規(guī)儀器所不能比擬的優(yōu)點(diǎn)，但經(jīng) 過多年的工程實(shí)踐證明， GPS RTK 技術(shù)存在以下幾方面不足。 （ 1） RTK 受衛(wèi)星狀況限制。 GPS 系統(tǒng)的總體設(shè)計(jì)方案是在 1 973 年完成的，受當(dāng)時的技術(shù)限制，總體設(shè)計(jì)方案自身存在很多不足。隨著時間的推移和用戶要求的日益提高， GPS 衛(wèi)星的空間組成和衛(wèi)星信號強(qiáng)度都不能滿足當(dāng)前的需要，當(dāng)衛(wèi)星系統(tǒng)位置對美國是最佳的時候，世界上有些國家在某一確定的時間段仍然不能很好地被衛(wèi)星所覆蓋。例如在中、低緯度地區(qū)每天總有兩次盲區(qū)，每次 20～30 min，盲區(qū)時衛(wèi)星幾何圖形結(jié)構(gòu)強(qiáng)度低， RTK 測量很難得到固定解。同時由于信號強(qiáng)度較弱， 在對空遮
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