【正文】 因此，要提高 GPS信號(hào)接收的質(zhì)量，基準(zhǔn)站必須遠(yuǎn)離各種強(qiáng)電磁干擾源 (如微波站、尋呼臺(tái)發(fā)射塔、變電站、高壓線(xiàn)、電視臺(tái)等 )；同時(shí)，為了減少多路徑效應(yīng)的影響，基準(zhǔn)站周?chē)鷳?yīng)無(wú)明顯的大面積的信號(hào)反射物 (如大面積水域、大型建筑等 )；另外，要求基準(zhǔn)站電臺(tái)天線(xiàn)和移動(dòng)站天線(xiàn)之間無(wú)大的遮擋物 (如高層建筑物、高山等 )，且天線(xiàn)應(yīng)盡量設(shè)置高一些，以提高數(shù)傳電臺(tái)的傳輸距離。因此，所選定的基準(zhǔn)點(diǎn)要求精度要高，并且應(yīng)均勻分布在測(cè)區(qū)周?chē)?，基?zhǔn)點(diǎn)的數(shù)量視測(cè)區(qū)的大小一般取 36點(diǎn)為宜，一般地，在求解坐標(biāo)轉(zhuǎn)換參數(shù)時(shí)，應(yīng)采取不同基準(zhǔn)點(diǎn)的匹配方案，用不同的計(jì)算方法求得坐標(biāo)轉(zhuǎn)換參數(shù)，經(jīng)比較后選擇殘差較小、精度較高的一組參數(shù)使用。 OTF法可分為四類(lèi)：雙頻偽距法，模糊度函數(shù)法，最小二乘搜索法和模糊度協(xié)方差陣法。 （ 2）數(shù)據(jù)處理技術(shù) 實(shí)時(shí)厘米級(jí)定位精度 GPS 測(cè)量要求快速解出整周模糊度，因而需要實(shí)時(shí)處理相位搜索判斷相位觀(guān)測(cè)值的初始整周模糊度，常用搜索方法有： FARA法， OTF法。其他輔助費(fèi)用少，外業(yè)效率高；內(nèi)業(yè)便于利用計(jì)算機(jī)處理，集成度高，節(jié)省人力。 （ 4）操作簡(jiǎn)便，容易使用，對(duì)作業(yè)條件要求不高，數(shù)據(jù)輸入、處理、存儲(chǔ)能力強(qiáng)，與計(jì)算機(jī)、其他測(cè)量?jī)x器通信方便。 （ 2）定位精度較高，數(shù)據(jù)也安全可靠，測(cè)站間無(wú)需通視。 （ 3）隨機(jī)軟件 ,主要用于處理數(shù)據(jù)及形成成果數(shù)據(jù)文件。 3）中繼站電臺(tái)：為了擴(kuò)展 GPS RTK 作業(yè)范圍和距離，必要時(shí)可以在基準(zhǔn)站和流動(dòng)站之間設(shè)立中繼站電臺(tái)。 GPS 接收機(jī)的功能是接收、處理和存儲(chǔ)衛(wèi)星信號(hào)，一個(gè) GPS RTK 系統(tǒng)至少需要兩臺(tái) GPS接收機(jī)，一臺(tái)基準(zhǔn)站，一臺(tái)流動(dòng)站。這種測(cè)量方法的關(guān)鍵是求解起始的整周模糊度即初始化，并能始終保持。用戶(hù)站的 GPS 接收機(jī)在流動(dòng)過(guò) 程之中，可以不必保持對(duì) GPS衛(wèi)星的連續(xù)跟蹤； （ 2）準(zhǔn)動(dòng)態(tài)測(cè)量，在流動(dòng)過(guò)程之中，要求保持對(duì)于 GPS衛(wèi)星的連續(xù)跟蹤，否則進(jìn)行重新初始化； 12 河南理工大學(xué)本科畢業(yè)論文 （ 3）動(dòng)態(tài)測(cè)量，與前面相同首先要靜止觀(guān)測(cè)數(shù)分鐘，以完成初始化，運(yùn)動(dòng)的接收機(jī)以預(yù)定的時(shí)間間隔采樣，確定位置?？梢?jiàn)這種測(cè)量方法的關(guān)鍵是求解起始的整周模糊度即初始化，并能始終保持。將采集的的載波相位觀(guān)測(cè)量調(diào)制到基準(zhǔn)站電臺(tái)的載波上，再通過(guò)基準(zhǔn)站電臺(tái)發(fā)射出去。 GPS RTK 測(cè)量原理 GPS RTK 原 理 RTK 又稱(chēng)載波相位動(dòng)態(tài)實(shí)時(shí)差分（ Real time kinematic），是基于載波相位觀(guān)測(cè)值的實(shí)時(shí)動(dòng)態(tài)定位技術(shù)，主要由兩部分組成，即基準(zhǔn)站和流動(dòng)站。雖然從理論上說(shuō)，在網(wǎng)的平差計(jì)算中，給所有位置賦以適當(dāng)?shù)臋?quán)，是最為嚴(yán)格的方法，但是，如何確定已知位置的權(quán)，及其與網(wǎng)中其它觀(guān)測(cè)量權(quán)的比例關(guān)系，則是一個(gè)需要慎重考慮的問(wèn)題。 2) 網(wǎng)中的點(diǎn)均不固定，通過(guò)自由網(wǎng)擬合平差，確定網(wǎng)的位置基準(zhǔn)。 GPS網(wǎng)的基準(zhǔn)設(shè)計(jì)，一般主要是指確定網(wǎng)的位置基準(zhǔn)問(wèn)題。 在 GPS網(wǎng)的整體平差中，可能含有兩類(lèi)觀(guān)測(cè)量，即相對(duì)觀(guān)測(cè)量和絕對(duì)觀(guān)測(cè)量。因此，可根據(jù) GPS 網(wǎng)的特點(diǎn)，在網(wǎng)的設(shè)計(jì)階段考慮網(wǎng)的可靠性，以發(fā)現(xiàn)盡可能小的粗差和減少不可發(fā)現(xiàn)的粗差對(duì)網(wǎng) 的坐標(biāo)未知參數(shù)的影響。 控制網(wǎng)的可靠性是用于衡量網(wǎng)辨別粗差，抵抗粗差影響能力的度量指標(biāo)，一般分為內(nèi)可靠性指標(biāo)和外可靠性指 標(biāo)。盡管 GPS 網(wǎng)的觀(guān)測(cè)不需要考慮通視的問(wèn)題，但是為了便于用經(jīng)典方法擴(kuò)展，至少應(yīng)與網(wǎng)中另 一點(diǎn)通視。 （ 4） 為了實(shí)現(xiàn) GPS網(wǎng)與地面網(wǎng)之間的坐標(biāo)轉(zhuǎn)換， GPS網(wǎng)至少應(yīng)與地面網(wǎng)有 2個(gè)重合點(diǎn)。 （ 2） GPS網(wǎng)中的閉合條件中基線(xiàn)數(shù)不可過(guò)多。 GPS網(wǎng)的布設(shè)就是如何將各同步圖形合理地銜接成一個(gè)有機(jī)整體，使之達(dá)到精度高，可靠性強(qiáng)，且作 業(yè)量和作業(yè)經(jīng)費(fèi)少的要求。 5) GPS測(cè)量的數(shù)字結(jié)果能方便地傳輸?shù)降貓D或 GIS系統(tǒng)中。目前， GPS定位技術(shù)所達(dá)到的定位精度，使測(cè)量工作的模式，理念產(chǎn)生了革命性的變化，相對(duì)傳統(tǒng)的測(cè)量技術(shù)來(lái)說(shuō)， GPS定位技術(shù)主要有以下特點(diǎn)： 1)兩站點(diǎn)之間不用通視。 4）被動(dòng)式全天候?qū)Ш蕉ㄎ弧? 2）高精度三維定位。載波相位測(cè)量原理如下：若衛(wèi)星 S發(fā)出一載波信號(hào)，該信號(hào)在某一時(shí)刻在接收機(jī) R處產(chǎn)生的相位為 ФR，在衛(wèi)星 S處的相位為ФS，若載波相位波長(zhǎng)為 A，則衛(wèi)星 S 至接收機(jī) R 的距離為 ρ=λ(ФSФR)，但無(wú)法測(cè)到 ФS，如果使接收機(jī)的 8 河南理工大 學(xué)本科畢業(yè)論文 震蕩器產(chǎn)生一個(gè)頻率與初相和衛(wèi)星載波信號(hào)完全相同的基準(zhǔn)信號(hào)，就使問(wèn)題迎刃而解，因?yàn)槿魏我粋€(gè)瞬間在接收機(jī)處的基準(zhǔn)信號(hào)的相位就等于衛(wèi)星處載波信號(hào)的相位。由于衛(wèi)星發(fā)射信號(hào)時(shí)刻由衛(wèi)星鐘確定，接收信號(hào)時(shí)刻由接收機(jī)鐘確定，因此在測(cè)定衛(wèi)星至接收機(jī)的距離中， 不可避免的產(chǎn)生兩臺(tái)鐘不同步的誤差影響，由衛(wèi)星鐘、接收機(jī)鐘的誤差以及無(wú)線(xiàn)電信號(hào)經(jīng)過(guò)電離層和對(duì)流層中的延遲實(shí)際測(cè)出的距離與衛(wèi)星到接收機(jī)的幾何距離有一定差值，所以稱(chēng)其為偽距。 GPS系統(tǒng)原理及其特點(diǎn) GPS 系統(tǒng)原理是利用 GPS 進(jìn)行定位的基本原理，就是把衛(wèi)星視為 ― 飛行 ‖ 的控制點(diǎn)，在已知其瞬時(shí)坐標(biāo)的條件下，以 GPS 衛(wèi)星和用戶(hù)接收機(jī)天線(xiàn)之間距離或距離差為觀(guān)測(cè)值，進(jìn)行空間距離后方交會(huì)，從而確定用戶(hù)接收機(jī)天線(xiàn)所處的位置。主控站有一個(gè)，位于美國(guó)克羅拉多 (Colorado)的法爾孔 (Falcon)空軍基地，它 的作用是根據(jù)各監(jiān)控站對(duì) GPS 的觀(guān)測(cè)數(shù)據(jù)，計(jì)算出衛(wèi)星的星歷和衛(wèi)星鐘的改正參數(shù)等，并將這些數(shù)據(jù)通過(guò)注入站注入到衛(wèi)星中去；同時(shí)，它還對(duì)衛(wèi)星進(jìn)行控制，向衛(wèi)星發(fā)布指令，當(dāng)工作衛(wèi)星出現(xiàn)故障時(shí)，調(diào)度備用衛(wèi)星。在相鄰軌道上，衛(wèi)星的升交距 角相差 30o，軌道平均高度約 20200km，衛(wèi)星運(yùn)行周期為 11 小時(shí) 58分。 整個(gè) GPS系統(tǒng)由三部分組成：空間部分；地面控制部分；用戶(hù)設(shè)備部分。 GPS最初主要用于軍事和涉及到國(guó)家重要利益的民用領(lǐng)域，可實(shí)現(xiàn)飛機(jī)艦船的導(dǎo)航、目標(biāo)定位、部隊(duì)調(diào)動(dòng)、武器的精確制導(dǎo)等。 （ 3）采用靜態(tài) GPS測(cè)量的方法解算出一些點(diǎn)的精確坐標(biāo)，用這些比較可靠點(diǎn)的坐標(biāo)來(lái)檢核 GPS RTK 測(cè)量成果，檢驗(yàn) RTK 測(cè)量成果的質(zhì)量。由計(jì)算機(jī)實(shí)時(shí)控制整個(gè)系統(tǒng)的運(yùn)行。網(wǎng)絡(luò) RTK 技術(shù)解決了上述局限。張志勇 [7]分別在不同的已知點(diǎn)上做基站從而對(duì)比測(cè) 5 河南理工大學(xué)本科畢業(yè)論文 量結(jié)果的質(zhì)量；但通過(guò) GPS RTK 獲得的點(diǎn)的坐標(biāo)的成果質(zhì)量還不可靠。復(fù)測(cè)比較法：這種方法有兩方面的含義：其一，是在每次遷移基準(zhǔn)站后先復(fù)測(cè)前一基準(zhǔn)站上已測(cè)過(guò)的點(diǎn) 13個(gè)，并現(xiàn)場(chǎng)比較其成果，從而判斷數(shù)據(jù)鏈工作的可靠性，確認(rèn)沒(méi)有問(wèn)題以后，才進(jìn)行新的觀(guān)測(cè)；其二，是在每次重新初始化成功后，先復(fù)測(cè)附近已測(cè) 過(guò)的點(diǎn) l3個(gè)，現(xiàn)場(chǎng)比較其成果，從而判斷這次的初始化是否正確可靠，確認(rèn)初始化沒(méi)有問(wèn)題以后，才進(jìn)行新的觀(guān)測(cè)。潘寶玉 [4]論正確求解坐標(biāo)轉(zhuǎn)換參數(shù)，合理設(shè)置基準(zhǔn)站和限制作業(yè)半徑，還有觀(guān)測(cè)衛(wèi)星的圖形強(qiáng)度要高等來(lái)提高 GPS RTK 成果的精度。針對(duì) GPS RTK 的精度可靠性的研究，很多學(xué)者提出了很多精度分析的方法，比如列舉影響 GPS RTK 測(cè)量的因素，提出改善影響因素條件來(lái)提高精度，如郭建東等 [1]采用 的方法是把數(shù)據(jù)和控制點(diǎn)進(jìn)行對(duì)比，看看它們誤差的差別。特別是穩(wěn)定性方面觀(guān)測(cè)數(shù)據(jù)的誤差具體多大，或者從理論上來(lái)評(píng)價(jià)還值得研究，加之目前行業(yè)對(duì) RTK 測(cè)量還沒(méi)有一個(gè)統(tǒng)一的作業(yè)規(guī)范，因此在其測(cè)量精度和作業(yè)方式上眾說(shuō)紛紜，對(duì) GPS RTK 測(cè)量結(jié)果的精度進(jìn)行檢測(cè)是十分必要的，是有其現(xiàn)實(shí)意義的，本論文正是基于這一點(diǎn)來(lái)提出研究。 GPS RTK 定位是基于 GPS載波相位觀(guān)測(cè)值的實(shí)時(shí)動(dòng)態(tài)測(cè)量技術(shù)，它是由一臺(tái)或多臺(tái)基準(zhǔn)站接收機(jī)、一臺(tái)以上流動(dòng)站接收機(jī)以及用于數(shù)據(jù)傳輸鏈組成的定位系統(tǒng)。而 RTK 測(cè)量是自動(dòng)進(jìn)行的，過(guò)程中不需人為的讀數(shù)等操作，所以測(cè)量數(shù)據(jù)比較穩(wěn)定和可靠。 （ 5）定位精度高，數(shù)據(jù)可靠，沒(méi)有誤差積累。 （ 3）與傳統(tǒng)測(cè)量比較，作業(yè)條件要求減少。常規(guī)的水準(zhǔn)儀、經(jīng)緯儀和全站儀等測(cè)量?jī)x器，在進(jìn)行測(cè)量時(shí)均需要經(jīng)常地搬站，而且完成一項(xiàng)任務(wù)通常需要 4 個(gè)人一起工作。常規(guī)的水準(zhǔn)儀、經(jīng)緯儀進(jìn)行測(cè)量時(shí)，都要用筆進(jìn)行現(xiàn)場(chǎng)的記錄，并進(jìn)行數(shù)據(jù)的限差計(jì)算。 目前國(guó)內(nèi)外 GPS的應(yīng)用領(lǐng)域主要分為導(dǎo)航與測(cè)繪兩個(gè)方面。 ⑵ 用 RTK 觀(guān)測(cè)的點(diǎn)位坐標(biāo)與靜態(tài) GPS觀(guān)測(cè)的成果進(jìn)行對(duì)比、檢測(cè)分析，從而來(lái)檢測(cè) RTK 成果的質(zhì)量。它的出現(xiàn)為各種控制測(cè)量、地形測(cè)圖和工程放樣等帶來(lái)了曙光，極大地提高了測(cè)量工作的外業(yè)作業(yè)效率。為了擴(kuò)大 GPS RTK 技術(shù)在測(cè)量工作中的應(yīng)用范圍，滿(mǎn)足高精度的測(cè)量要求以及建立大面積的測(cè)量控制網(wǎng)的需要，擬通過(guò)具體的設(shè)計(jì)試驗(yàn)探尋出實(shí)用的測(cè)量方法來(lái)代替?zhèn)鹘y(tǒng)的常規(guī)測(cè)量方法，使測(cè)量工作更簡(jiǎn)便快捷。 ⑶ 用 RTK 觀(guān)測(cè)的點(diǎn)位坐標(biāo)與全站儀觀(guān)測(cè)的導(dǎo)線(xiàn)點(diǎn)成果進(jìn)行對(duì)比、檢測(cè)分析，從而來(lái)檢測(cè) RTK 成果的質(zhì)量。 （ 1）如今在導(dǎo)航領(lǐng)域， GPS 技術(shù)根據(jù)需要已經(jīng)開(kāi)發(fā)出 非常完善且功能強(qiáng)大的交通導(dǎo)航系統(tǒng)，主要功能包括信息查詢(xún)、車(chē)輛跟蹤、話(huà)務(wù)指揮、出行路線(xiàn)規(guī)劃、緊急援救等。 RTK 測(cè)量只要事先設(shè)定限差就可以對(duì)數(shù)據(jù)自動(dòng)的進(jìn)行取舍和記錄。 GPS RTK 技術(shù)在一般情況下，僅需一人操作，幾秒鐘就可取得坐標(biāo)值。傳統(tǒng)的常規(guī)測(cè)量需要觀(guān)測(cè)點(diǎn)間通視，并且還要在白天等有利的觀(guān)測(cè)條件時(shí)觀(guān)測(cè)等；而 RTK 受通視條件、能見(jiàn)度、氣候、季節(jié)等因素影響和限制小，適于全天候作業(yè)等。常規(guī)測(cè)量方法的作業(yè)中，路線(xiàn)往往都 3 河南理工大學(xué)本科畢業(yè)論文 是連續(xù)的，誤差