GPS网络RTK系统

GPS网络RTK系统（精选十篇）

GPS网络RTK系统 篇1

1.1 GPS卫星定位的误差及减弱方法的概述

G P S卫星定位测量是利用G P S接收机接收从卫星播发的信息来确定观测点位的二维坐标。同其它种类的测量方法一样, GPS卫星定位测量也存在着多种误差。按其来源可分为与卫星、信号传播、信号接收以及其它一些空间环境有关的误差。习惯上, 将各种误差的影响投影到观测站至卫星的距离上, 以相应距离来表示, 称为等效距离误差。表2-1就以等效距离的形式表示了GPS卫星定位的各种误差。

若按误差的性质, GPS测量误差可分为系统误差和偶然误差两大类。偶然误差主要包括信号的多路径效应及观测误差等, 这些误差都不是人为可以控制的。系统误差主要包括卫星的轨道误差 (也称卫星星历误差) 、卫星钟差、接收机钟差以及大气折射误差等。从数值上相比, 它们的大小远远大于偶然误差, 是GPS定位测量的主要误差来源。目前, 在测量数据的处理中, 采用的主要措施有:

1) 建立系统误差模型, 对观测量进行修正。如:采用霍普菲尔德 (Hopfie动公式、萨斯塔莫宁 (Saastamoinen) 公式、勃兰克 (Black) 公式等对对流层折射误差进行改正;

2) 引入相应的未知参数, 在数据处理中同其它未知参数一并求解。如采用轨道改进法对卫星星历误差进行改正;

3) 差分技术, 通过同步观测值间求差, 消除观测值间的相关性误差。

1.2 GPS网络RTK系统的基本原理

GPS网络RTK技术的基本原理就是:在一个较为广阔的区域均匀、稀疏的布设若干个 (一般至少3个) 固定观测站 (称为基准站) , 构成一个基准站网, 并以这些基准站中的一个或多个为基准, 计算和播发改正信息, 对该地区内的卫星定位用户进行实时改正。

其原理借鉴了广域差分G P S (W i d e Area DGPS, 即WADGPS) 和具有多个基准站的局域差分GPS (Local Area DGPS, 即LADGPS) 的基本原理和方法。广域差分GPS采用误差分离技术, 将GPS定位中的主要误差源分别加以“模型化’夕, 把伪距误差分离为卫星星历误差、卫星钟差和电离层误差, 并产生相应的改正数。用户利用广域差分改正数改正GPS伪距误差, 以提高导航定位的精度。局域差分GPS (LADGPS) 定位系统则向用户提供综合的D G P S改正信息—观测值改正, 而不是提供单个误差源的改正。与广域差分GPS和局域差分GPS不同的是, G P S网络R T K技术通过内插法或线性组合法求得改正数, 对载波相位进行改正, 而非对伪距或位置进行改正。因为这三种类型的差分定位中, 利用载波相位进行的差分定位精度最高。

G P S网络R T K技术的优势就是克服了普通RTK测量中测站间距的限制, 它的有效距离可以达到几十甚至上百公里, 覆盖面广阔, 但定位精度仍然可以达到厘米级, 可靠性强。这也是C P S网络R T K技术能够很快发展的原因之一。

2 GPS网络RTK系统的构成

2.1 GPS网络RTK系统的工作过程

首先要在一定的区域 (如一个国家、一个城市或者一个地区) 建立永久性的连续运行GPS参考站, 通过网络技术 (Internet) 把它们连接到控制中心, 控制中心接收和处理所有参考站的原始观测值, 整体平差, 消除和减弱轨道误差、电离层和对流层影响以及周跳, 建立改正数动态数据库。用户在作业过程中, 不需要建立基准站, 通过手机等方式访问控制中心, 并把自己的初始位置信息发给控制中心。控制中心根据用户的位置, 计算出流动站处的观测值改正数, 并通过控制中心播发给流动站用户。用户根据控制中心播发的改正数信息, 就可以求得流动站处的精确坐标信息。

根据上述的GPS网络RTK的工作过程, 很明显, 一个完整的G P S网络R T K系统至少包括了四个部分:基准站网, 数据处理中心 (或控制中心) , 数据通信线路以及用户部分。每个组成部分都有它不可替代的作用, 也与其它部分相互联系, 相互依存。

2.2 GPS网络RTR系统的组成

GPS网络RTK系统有4个基本的组成部分:基准站网、数据处理中心 (控制中心) 、数据通信线路和用户部分。其中最核心的就是数据处理中心或者控制中心, 它包括了GPS网络RTK系统中数据的传输、接收、转换、处理、发送等重要任务。基准站网是由固定的基准站组成的网络, 一般一个完整的G P S网络R T K系统至少有3个固定的己知基准控制点 (标准的是6个) 。数据处理中心也称为控制中心, 是整个G P S网络R T K系统的核心部分, 由GPS网络RTK软件、计算机、路由器和通讯服务器组成。数据通信线路是整个系统中不可缺少的部分, 它担负着联系控制中心与基准站和流动站的重大任务。用户部分也就是流动站部分, 由G只5.接收机、移动电话和调制解调器等构成。接收机通过无线网络将自己初始位置发给控制中心, 并接收控制中心的差分信号, 生成厘米级的位置信息。这也是GPS网络R T K系统最终要得到的结果。

以上是G P S网络R T K系统四个基本组成部分的简单介绍, 它们构成了整个系统的框架和灵魂。

3 GPS网络RTK系统的数据采集与处理

G P S网络R T K系统的数据采集和处理与常规RTK是基本相同的, 但它选择的是动态测量, 所采用的初始化方式也是最快捷方便的OTF法。其作业的基本过程是:流动站接收机在未知点上设站、对中、整平、开机进行初始化、求解整周模糊度, 并及时发送流动站信息到控制中心;同时各基准站也将同步观测数据传输给控制中心。控制中心根据流动站和基准站发送的信息, 实时的进行处理和计算分析, 获得流动站的精确三维坐标, 并实时地发送给流动站用户。

由于在数据处理中, 最终要获得是流动站的三维坐标 (其中附带观测星历的时间坐标) , 因此, 在整个观测过程中都必须至少保持锁定4颗卫星。而一旦卫星失锁, 系统就需要重新进行初始化, 然后才能继续测量。流动站按指定的时间间隔记录数据, 一旦采集到足够的数据后, 用户就可以移动接收机, 在下一个流动站进行测量。

G P S网络R T K系统的数据处理是在控制中心用相关软件来处理的。目前, 国内在软件研究方面几乎是空白;国外, 也只有Trimble的VRS软件系统比较成熟。它是由德国的Landao博士主持开发的, 但它只用于商业用途, 数学模型和处理方法都很保密。其它在软件方面的研究, 如:澳大利亚新南威尔士大学的Han￡等 (1997) 、加拿大Calgary大学的Raquet等 (1998) 、德国的GEO++公司等, 都不够成熟。GPS网络RTK系统的数据经过相关软件处理后, 就可以通过数据通讯线路将流动站所需要的数据直接传输给用户。

参考文献

[1]祁芳, 刘晖.GPRS技术在CORS系统中的应用[J].全球定位系统, 2003年01期.

GPS网络RTK系统 篇2

GPS网络RTK技术及其应用现状分析

本文介绍了GPS网络RTK技术的的.基本原理和组成,并对网络RTK系统-CORS系统的在国内外的应用进行了详细的介绍和分析.

作 者：章琼 Zhang Qiong 作者单位：广东省水利电力勘测设计研究院,广东,广州,510170刊 名：吉林水利英文刊名：JILIN WATER RESOURCES年，卷(期)：“”(4)分类号：P228.4关键词：GPS 网络RTK CORS

GPS网络RTK系统 篇3

关键词：航标水位系统；RTU；GPS-RTK；FFT

中图分类号：TP39 文献标识码：A 文章编号：1009-2374（2013）18-0033-01

本文以广东省某内河航道现有航标灯为硬件搭载平台，同时结合现阶段发展较为成熟的GPS-RTK测量技术设计了航标水位系统，该系统可提高水位提取的采样率、精度以及自动化程度。

1 系统组成

航标水位系统主要由航标灯载体、GPS-RTK单元、一体化遥控遥测RTU以及数据处理中心系统组成。

1.1 GPS-RTK技术

GPS-RTK（Global Position System-Real Time Kinematic）為近年来发展起来的实时差分全球定位系统技术。该技术可以提供接收机处实时的三维位置，且其精度可以达到厘米级。

1.2 一体化遥控遥测RTU技术

RTU（Remote Terminal Unit）是一种远端测控单元装置，负责对现场信号、工业设备的监测和控制。与常用的可编程控制器PLC相比，RTU通常要具有优良的通讯能力和更大的存储容量，适用于更恶劣的温度和湿度环境，提供更多的计算功能。

1.3 中央数据处理中心

中央数据处理中心位于航道管理人员所处的室内，利用遥测遥控RTU，可以将GPS观测的瞬时水面高传输至数据处理中心。

2 水位提取关键问题

2.1 高程基准转换

GPS测定的是大地高，而潮位多基于海图高或当地陆地高程系统的正常高。如何实现二者的转换是水位准确提取的关键。利用沿航道较高精度的GPS水准点，即可以求解出测区高程异常值δ。

2.2 FFT水位提取技术

FFT（Fast Fourier Transform）是数字信号提取中一种典型算法。正傅里叶变化可以将瞬时水位高程从时域转换为频域。水位信号一般都表现为一定频率的正弦波，在频率域可以对水位信息进行更好的分析。通过选择当地水位周期，以其对应的频率作为截止频率，就可以提取出对应频率的信号，再通过逆变化将频率域信号转换至时间域。该方法既可以大大减少运算时间，在选取合适的截止频率的情况下又可以实现有用信息的最大保留。

3 案例分析

本文采集了实际RTU与RTK数据，采用上述方法对其进行了水位提取，并将提取后得到的水位数据和测区内固定水位站数据进行了精度对比。对比结果见表1：

4 结语

航标水位系统具有测量精度高、易实现水位自动化观测、布设简单、经济便捷的优点，可以较好地解决传统航道水位观测的弊端和不足。随着今后测量手段及通讯技术的发展，航标水位系统将会得到大范围的推广。

GPS网络RTK系统 篇4

CORS (Continuous Operational Reference System的缩写) 即连续运行卫星定位服务综合系统, 已成为城市GPS应用的发展热点之一。它是由基准站网、数据处理中心、数据传输系统、定位导航数据播发系统、用户应用系统五个部分组成, 各基准站与监控分析中心间通过数据传输系统连接成一体, 形成专用网络。CORS系统是卫星定位技术、计算机网络技术、数字通讯技术等高新科技多方位、深度结晶的产物, 是目前国内外GPS的先进技术和发展趋势, CORS系统的应用将大大提高测绘的精度, 是城市信息化的重要组成部分, 且在众多领域中都发挥着不可或缺的作用。从CORS系统的众多优点中可以肯定在不久的将来, 测绘工作将变得既精度高又方便, 今后只需要一个移动台便可以实现在全国范围内进行无缝测绘。

2. CORS系统的应用现状

自二十世纪八十年代中期, 加拿大提出的主动控制系统以及1994年IGS (International GNSS Service) 的成立至今, GPS精密定位技术迅速发展, 在其影响之下, 很多国家和地区相互间合作建立了常年不间断跟踪GNSS卫星的基准站, CORS系统应运而生。美国、加拿大、澳大利亚、英国、日本、德国等国家先后建立了自己的国家级CORS, 且已经被广泛地运用于资源开采与建设施工等诸多方面。在发达国家, 基本上平均每隔几万米就有一个基准站, 发展中国家则显得相对落后, 但在这方面的发展速度还是非常乐观的。国内第一个实用化的实时动态CORS是深圳连续运行卫星定位服务系统 (SZCORS) , 其实时定位精度可达到平面3cm, 垂直5cm。随着深圳建立CORS以后, 各省都筹划着开始了CORS系统的建立, 北京、上海、成都、青岛、武汉、天津、昆明、济南等先后建立了市级的CORS系统。但是, CORS系统在我国的应用大多数情况下还局限于大地测量、城市规划等基础层面。四川地震局建立的CDCORS, 原本是用来做监控四川地区地震灾害, 后来通过对其潜在功能的挖掘, 实现用户GPS实时高精度差分定位, 取得了一定的收益。

作为“数字包头”的基础性工程, “包头GNSS (全球卫星导航系统) 连续运行参考站系统”, 简称BTCORS, 的建设也已基本完成。自2010年6月初, 包头市连续运行卫星定位综合服务系统 (CORS系统) 的建设工作全面启动, 该系统的建立旨在覆盖包头市行政区范围内约2.7万平方公里的区域, 建设目标是在青山区、白云鄂博区、固阳县、土默特右旗、达尔罕茂明安联合旗等地区建立11个全球导航卫星系统 (GNSS) 连续运行基准参考站, 如图1所示。该参考站系统分两期完成, 一期工程可为区域内的用户提供实时、全天候、精确的空间三维定位服务。2011年3月初, CORS站二期工程建设也逐步启动, 二期工程建设七个参考站, 它们分布于我市的北部地区, 可以为全市的城市规划、土地勘察、水利电力、气象预报等城市建设领域提供更加高效、精确的测绘服务。BTCORS系统建立之后, 城市的每个小区, 小区中的每一栋房子的分布信息都可以通过这个系统采集到, 周围的商店、医院信息也特别详尽, 而地理信息系统建立之后, 公安等部门的信息都可以以地理信息基础为主码, 进行加载, 其他公共市政管理信息也可以加载到平台上。BTCORS系统的建立无疑为我市的测绘乃至其他行业带来了诸多便利, 这些都是CORS系统较之传统GPS所凸显出的强大优势。

3. BTCORS网络RTK与常规GPS-RTK的比较

3.1 BTCORS网络RTK的速度与效率

CORS系统相对于传统GPS测绘来说, 最明显的优势就是它的速度与精度, 在它的各项技术中都能得到体现。

在使用传统GPS-RTK进行作业时, 用户需要架设本地的参考站才能开展作业, 观测误差也会随着流动站与基站距离的增大而增长, 使得流动站和参考站距离受到限制, 一般为15km左右, 导致观测的可靠性和可行性将会随着距离的增大而降低。传统GPS-RTK和CORS方式的RTK都是在同步观测条件下, 流动站接收基准站计算并发送的GPS差分改正值, 进行实时差分定位的。不同的是传统GPS-RTK中基准站需要用户自己安置, 而CORS方式的RTK作业, 无需用户架设基准站, BTCORS中使用网络RTK系统通过一定的数学算法对分布在一定区域内的多台基准站的坐标和实时观测数据进行系统综合误差改正建模, 尽可能消除系统综合误差, 从而模拟出来一个虚拟站作为基准站。因此, 在过去进行RTK测量时一般都要选择开阔安全的地方架设基准站, 电台和天线, 设置基准站的各种参数, 然后启动基准站及电台, 输入已知坐标等, 最后才能开始测量;而CORS系统是连续运行的, 所以CORS方式的RTK进行野外作业时, 不用携带其它基准站设备, 只需要一次性设置好连接CORS网络的参数, 便可开始测量, 用户无需架设基站, 实现了野外单机作业, 大大提高了工作效率。相比之下, 运用CORS以后的RTK测量省去了繁多的步骤, 降低了测绘劳动强度。

再者, RTK测量开始以后都要进行初始化, 它是指在开始RTK测量时, 在某一测点上, 通过一定时间的观测, 完成RTK流动站设备的卫星搜索与锁定, 并连接基准站, 由浮动解转变成固定解的过程。影响RTK作业初始化时间的主要因素有观测卫星数、卫星分布、与基准站的距离和观测环境等。经测试多种仪器网络RTK下作业的初始化时间 (表3-1) 远小于常规RTK作业的初始化时间, 且与距离无关, 传统GPS-RTK则显得较慢, 且距离过大还可能导致无法初始化。

3.2 CORS网络RTK的测量精度

BTCORS系统目前采用是虚拟参考站技术 (VRS技术) 如图3.1, VRS系统集GPS、无线网络通信、计算机网络管理技术。VRS由GPS固定基准站系统、数据传输系统、GPS网络控制中心、数据播发系统、用户五部分构成。

相对于传统GPS-RTK来说, 精度有了很大的提升。由于传统GPS-RTK的定位精度和可靠性会随着流动站与基准站之间距离的增加而降低。基线距离小于10千米时, 可以达到厘米级精度, 但是当基线大于20千米以后, 定位精度降低至分米级, 且系统的初始化时间大大增加;当距离大于60千米后, 实时定位功能基本丧失, 无法进行初始化。常规RTK还有一个定位精度和可靠性分布不均匀的缺陷, 随着基线距离增加, 精度和可靠性会降低。经精度测试已证明, 使用网络RTK, 参考站间距为70千米, 流动站与距离最近的参考站32距离为千米时, 其定位精度在平面可达1~3cm, 垂直可达3~5cm, 且在CORS系统所能覆盖的范围内精度分布均匀, 该精度足以和常规RTK测量中基线间距为2千米的情况相媲美

理论和实践都已无数次证明CORS系统在精度方面的优越性, 这是因为CORS系统有较好的数据处理模型, 以及完善的数据监控系统, 可以有效地消除系统误差和周跳, 增强差分作业的可靠性, 消除或削弱各种系统误差的影响。通过比较常规RTK和CORS的误差处理方法, 可以发现, CORS模式下的数据成果精度要高于常规RTK, 且精度分布均匀。对于常规RTK来说, 卫星钟差及轨道误差是通过钟差模型改正后, 利用同步观测值差分的方法消除, 而CORS方式则通过同步观测值求差来解决。由于CORS中流动站与VRS站基线短, 其消除轨道误差的有效性比较明显;常规RTK处理对流层、电离层误差时通过电离层残差影响的模型化法来解决, 但是它的能力有限, 一般限于两站之间, 而CORS方式RTK则允许服务器整个网络的信息来计算电离层和对流层的复杂模型, 没有太大限制;常规RTK在解算接收设备相关误差时, 模糊度解算较慢, 而CORS则能准确而快速地解算模糊度, 主要体现在初始化快。

并且, 与常规RTK动态定位技术相比, 网络RTK技术采用误差逐项改正、集中计算、通过用户数据中心集中发布的方法, 突破了常规RTK作业系统分散、相互独立、临时性基准站频繁设置、有效范围小、精度随距离增大而迅速降低等问题, 可向大量用户同时提供高精度、高可靠性、实时的定位信息。

4. BTCORS网络RTK的应用

4.1 测区情况

BTCORS已经基本建成, 本次测量是对BTCORS系统的可用性、系统的精度、系统的广度进行综合测试。测区位于包头市区、白云鄂博区、固阳县、土默特右旗、达尔罕茂明安联合旗。在全包头市共设29个点。

4.2 网络RTK作业方法

(1) 仪器的架设:在待测点上摆设三脚架, 安装配套的基座, 对中整平, 安置好流动站接收机并开机, 多方位量取仪器到护圈中心, 互差<2mm时取平均值输入仪器高。

(2) 打开手簿, 用手簿进入BTCORS, 然后连接VRS, 进入测量界面, 待初始化获得后开始测量。

(3) 初始化后观测所需控制点30个历元为一次观测成果。每个控制点采集4次固定解, 每次观测都需重新开关机, 得到新的固定解后方可测量。

4.3 网络RTK测量精度技术指标

利用包头市连续运行卫星综合服务系统 (BTCORS) 11个连续运行基准站, 对测区的39个控制点进行测量, 对每个控制点独立测量4次。按表4.1和4.2的技术指标实施网络RTK。本次测量使用的仪器主要为Trimble R6和Trimble Geo XR, 为了确保数据的真实可靠性我院同时邀请了Leica、南方、中海达、华测、拓普康几个厂家参与了本次测量。

注:点位中误差指控制点相对于最近基准站的误差

4.4 网络RTK测量的速度与精度分析

本次测量共39个控制点, 主要测试BTCORS网络RTK的覆盖率, 初始化时间, 测量精度等几方面对BTCORS网络RTK与传统GPSRTK进行对比。

4.4.1 BTCORS网络RTK的空间可用性

本次测试目的为了测试BTCORS网络覆盖率, 测试从固阳县开始, 分别沿下列路线进行测试, 固阳——下湿壕、下湿壕——达茂旗、达茂旗——白云、白云——固阳。本次测试仪器使用天宝GEOXR, 采用车载接收机方式, 获取连续地形点。测试结果如图4-1所示。

根据测试结果可以看出, BTCORS网络基本覆盖设计范围, 无网络的地方大多是山区, 无移动网络。

4.4.2 BTCORS网络RTK的测量速度分析

为了使本次测量的结果真实可靠, 在本次测量中对仪器的选择做了大量工作, 市面上使用的厂商仪器基本均参与测试。下面就测试仪器的型号, 初始化时间做图表分析。

根据测试结果, 我们可以得到以下结论, BTCORS初始化速度较快, 而单基站RTK会随着离基站的距离增大初始化时间变长, 甚至不能初始化, 初始化时间网络RTK一般优于单基站RTK。

4.4.3 BTCORS网络RTK的测量精度分析

在本次测量的控制点中选取具有代表性的控制点, 在不同坐标系下动态测量坐标值真实值作对比。

通过对BTCORS网络RTK测量点的精度统计分析, 我们不难看出此次测量网络RTK点完全否合要求, 达到了测量精度, 平面值与真实值的差精度均在1.5cm, 高程差值均在5cm以内 (0.0503除外) 。

网络RTK技术解决了常规RTK作业系统分散、相互独立、作业距离短, 基站更换频繁, 可靠性和可行性随距离降低问题。网络RTK技术具有精确性好, 覆盖的范围广, 实时测量速度快。在现代测量中有着极大的优势。

5.结束语

CORS系统作为GPS发展到一定程度时的产物, 定然有其过人之处, 通过以上的分析总结, 我们可以看到CORS系统是目前很有潜力的一项技术, 不论从速度、精度还是广度来看, CORS技术都有传统GPS测绘无可比拟的优势。目前我国CORS网络已在各个省市具有一定的规模, 但整体上还存在着不同程度的缺陷。在今后, 各个省市建立好的局部CORS系统升级为国家级CORS系统以后, CORS系统将朝着规模化、实时化的方向发展。

摘要：连续运行卫星定位系统 (CORS) 为GPS技术的阶段性发展成果, 它具有操作简便、成本低、实时性强、精确度高、覆盖率广、定位迅速等诸多特点。特别是CORS系统内网络RTK测量功能的实现改变了传统测量作业模式, 可以极大地提高测量的工作效率。本文结合CORS网络RTK在包头的一些测绘工作的应用情况进行简要的分析, 说明运用CORS网络RTK相对于传统GPS—RTK的优势。

关键词：BTCORS,网络,传统GPS,优势

参考文献

[1]柏柳, 肖鸾, 胡友健等.CORS的精度及其稳定性研究[J].河南理工大学学报 (自然科学版) , 2005, 24 (4) :283-288.

[2]张海瑞, 陈西强.CORS系统的技术特点及应用现状与展望[J].硅谷, 2010, (1) :147-148.

[3]丰勇, 郭义.GPS连续运行参考站系统 (CORS) 原理及应用[J].内蒙古科技大学学报, 2010, 29 (4) :298-301.

水下测量GPS-RTK技术应用 篇5

水下测量GPS-RTK技术应用

GPS实时动态测量技术(即RTK技术),利用GPS接收机接收导航卫星载波相位进行实时相位差分实施地形测量,不受通视条件的.影响,且RTK配合测深设备可以对水下点进行快速定位,优势明显.文章通过对GPS-PTK工作原理的阐述,结合具体工程实践,分析了GPS实时动态技术在地形测量中的精度,说明了GPS在地形测量中能充分发挥它快捷、灵活、精度高的特点,具有广泛的实用价值.

作 者：陈学辉 作者单位：新疆水利水电勘测设计研究院测绘工程院,新疆,昌吉,831100刊 名：中国高新技术企业英文刊名：CHINA HIGH TECHNOLOGY ENTERPRISES年，卷(期)：“”(3)分类号：U674关键词：GPS-RTK 水下测量 测区控制测量 外业数据采集 数据处理

GPS网络RTK系统 篇6

1 GPS-RTK作业流程

1.1 GPS-RTK测量系统的设备配置。

该工程所采用的RTK测量系统由一套基准站和三套流动站组成。基准站主要包括:灵锐S80GPS双频接收机1台、三角架一个、12V电瓶一个、数据电台及天线。每套流动站包括:灵锐$80GPS双频接收机1台及电台天线、数据采集手簿1台、手持对中杆1个。

1.2 收集资料。

首先收集测区的控制点资料, 包括坐标系及控制点是属常规控制网还是GPS网, 以及成果表、点之记、展点图、路线图、计算说明和技术总结等。收集资料时要查明施测年代、作业单位、依据规范、平高系统、施测等级和成果的精度评定。然后外业踏勘, 检查点位的保存情况。

1.3 控制测量。

如果收集的国家控制点比较少, 分布不均匀时, 可用静态GPS加密首级控制;如果控制点教多, 且分布均匀, 就无需做首级控制。

1.4 求定测区转换参数。

GPS-RTK测量是在WGS-84坐标系中进行的。而各种工程测量和定位是在地方或北京坐标系中进行的。他们之间存在着坐标转换问题。计算测区的转换参数, 需已知点至少3个以上, 该点最好选在测区四周且均匀分布, 能有效控制测区。为了检验转换参数的精度和可靠性, 最好能利用最小二乘法选3个以上的点求解转换参数。

1.5 基准站的安置。

基准站的安置是顺利实施GPS-RTK的关键程序之一, 安置应满足下列条件。

(1) 周围应视野开阔, 截止高度角应超过150;周围无信号反射物 (大面积水域、大型建筑物等) , 以减少多路径干扰。并要尽量避开交通要道、过往行人的干扰。

(2) 基准站应尽量设置于相对制高点上, 以方便播发差分改正信号。

(3) 基准站要远离微波塔、通信塔等大型电磁发射源200m外, 要远离高压输电线路、通讯线路50m外。

1.6 野外作业。

以灵锐S80GPS-RTK为例, 实际操作步骤为:首先打开工程之星软件, 选择菜单:工程-新建工程。依次按要求填写或选取如下工程信息:工程名称、椭球系名称、投影参数、四参数设置等, 完成工程新建。接着选择菜单:工具校正向导, 按要求输入基准站的坐标和天线高, 进行点校正。最后逐个对所有点进行放样测量。为检查RTK测量结果的质量, 每天开工的时候对部分测站重复观测, 其中复测138个点, 占所布点数的5%, 两次观测结果较差均满足要求, 取其平均数作为最后成果。

2 RTK测量成果检核

RTK测量成果检核包括与已知点成果的对比检验、复测同一点的检验、RTK高程和四等水准高程检核、RTK成果外业检核等。

2.1 已知点对比检验。在GPS网的布设。考虑利用了一定数量的原有控制点位, 对8个新老坐标点进行了重合比较 (表1) 。

式中, △xi, △yi, △hi为坐标校差;m, n为点数。

2.2 复测同一点检验复测了138个同一点坐标的校差 (表2) 。

式中, △xi, △yi, △hi为坐标校差;m, n为点数。

2.3 RTK高程和四等水准高程检核。

在施测RTK高程的同时, 对50个平地控制点施测了四等水准 (表3) 其校差中的误差为:

式中, △hi为高程;m, n为点数。

2.4 RTK成果外业检核。

外业检测按照分布均匀、随机抽样 (在保证通视的前提下) 的原则进行。外业检测采用DTM-530全站仪, 按照《煤炭资源勘探工程测量规程》的技术要求, 共检测了15个水平角, 48个边长, 8段高差, 涉及56个RTK点, 占所布点数的2%。检测水平角最大校差值为-45 (允许±120) , 边长最大校差值为+11.6cm (允许±50cm) , 高度最大校差值为+8.4cm (允许±50cm) 。

以上各项检核表明, 该次RTK测量成果可靠, 精度达到以上要求。

3 GPS-RTK测量系统的不足之处

RTK技术虽有定位精度高、速度快等优点, 但仍存在着不足之处 (以灵锐S80为例) 。

(1) 在复杂地形下, 容易造成卫星信号失锁, 卫星状态的PDOP值对RTK有一定影响, 特别是PDOP值过大时, 将导致仪器不能正常工

(2) 数据链传输受干扰和限制、实际作业半径比标称距离小, 在高山丛林中信号容易丢失等问题。PTK精度和稳定性经常会出现异常值。PTK仪器偏重, 尤其在山区。操作员劳动强度过大, 仪器耗电量也较大, 容易产生电量不足的问题。

结束语

RTK技术的应用前景十分广阔, 但RTK技术的强大功能与潜力尚未被充分挖掘出来, 一些问题还需要进一步解决。随着差分定位技术的不断完善和发展, 与GIS集成、实时控制、综合自动化作业是其未来的发展方向, 它必将以其高精度、高效率、多功能的绝对优势应用在各个领域之中。

摘要：本文针对本测绘院三维地震测量作业, 阐述了GPS-RTK测量系统的设备配置情况, 以及在地震勘探测量中的作业流程。通过对已知点成果的对比检验、复测同一点的检验、RTK高程和四等水准高程检核、RTK成果外业检核等, 表明RTK测量作业成果精度达到了要求, 同时也指出了目前RTK技术存在的不足之处。

关键词：地质测量,GPS-RTK,作业流程,成果检验,测量精度,地震勘探区

参考文献

[1]煤炭工业部.煤炭资源勘探工程测量规程[M].北京:煤炭工业出版社, 1987.

GPS网络RTK系统 篇7

1 网络RTK技术原理

网络RTK就是在一定区域内建立多个基准站, 对该地区构成网状覆盖, 并以这些基准站为基准, 计算和发播改正信息, 对该地区内的卫星定位用户进行实时改正的定位方式。网络RTK系统一个较大的区域内均匀地布设多个基准站, 构成一个基准站网, GPS基准站系统综合利用各个基准站的观测信息, 应用网络型解算模型进行差分改正信息的计算和修正, 并通过Intemet或无线通信技术实时播发这些改正信息。RTK在作业时, 通过观测值、模型及模拟与距离相关的系统误差源, 以及实时接受的改正信息, 来消除或削弱各种误差的影响从而获取较高精度的、可靠的定位结果。

2 网络RTK在桥梁观测中的应用

正在建设中的某大桥跨跃10多公里宽阔江面, 工程质量要求高, 工期紧, 多家施工单位在不同的施工标段同时开工, 使得长期以来在普通桥梁建设中广泛使用的常规测量技术已无法胜任, 在大桥的各个施工阶段选择网络RTK方法进行测量定位是必须的。

2.1 基准站网的布设

基准站网的建设首先是选址问题, 站点一旦确定, 流动站观测的坐标就由基准站网联测产生的双差相位改正数进行修正, 所以选址应充分考虑站点的稳定性, 包括供电、通信和交通以及基准站的相对位置等多种因素。为便于管理、维护和解决通信, 连续跟踪站选在大桥附属设施附近。为了增加基准站的稳定性, 基准站应尽可能地建设在天空比较开阔的基岩上, 应该能够看到高度角130以上天空。

2.2 网络RTK作业条件

网络RTK系统的运行对天气, 卫星信号等有一定的要求, 因此在测量作业前需要对系统进行检查, 确定参考站系统和基准站系统以及网络RTK系统满足以下条件。

(1) 参考站系统正常工作需要满足的条件:系统自身能正常连续地锁定卫星, 参考站与数据处理中心的网络能够正常连通, 数据中心能够连续不断地接收到参考站采集到的GPS数据, 分布在不同区域的参考站能同时收到5颗或5颗以上相同的卫星, 并且需要保证参考站系统各站之间有固定解, 对系统的可靠性要求是95%以上, 可利用性在95%~99%之间。

(2) 流动站正常工作的需要满足的条件:与参考站之间的无线网络信息传输正常, 能够给参考站发送请求信息, 并正常就是参考站发送的差分数据并在接收到网络改正数后能迅速求得流动站所需要的改正数并得到固定解。

(3) 网络RTK正常作业的基本条件:基准站系统和流动站应同时接收到5颗或五颗以上GPS卫星信号;流动站能正常接收到卫星信号和数据中心发出的差分信号;参考站数据中心和流动站能进行正常、稳定的数据通信;参考站和流动站周围没有大功率的射频等干扰。

2.3 网络R T K桥梁观测作业中的应用

网络RTK测量系统建成后, 在桥梁前期的勘察设计和工程的施工建设测量方面发挥了重大作用, 以下主要介绍两方面的应用。

(1) 利用系统进行施工控制网的布设, 以满足施工放样, 和区域性变形监测以及使用全站仪和水准仪测量的需要。本项目采用网络RTK布设的施工控制网共布设了15个控制点, 桥梁左侧分布7个, 右侧8个, 沿水流方向左岸6个, 右岸9个。

(2) 在主桥基础施工期间, 特别是在施工平台搭设、钢护筒插打、钢吊箱的下放、承台的测量放样阶段, 江面上没有可以依托的工作平台, 常规测量仪器如全站仪没有架设位置, 难以发挥作用, 采用网络RTK技术, 解决了在长达10公里江面上进行基础放样的难题, 显示了网络TRK技术自动化程度高、速度快、定位精度高、操作人员少, 而且不受时间限制可日夜作业的优点, 为项目的按时保质完成提供了技术保障。

3 观测结果质量控制

测量成果质量是测量作业的关键。因此, 在采用网络RTK技术进行桥梁观测的过程中, 需要对测量成果进行质量控制, 主要通过以下方式实现。

(1) 提高坐标转换参数的精确度:网络RTK作业所使用的坐标转换参数应该由覆盖整个GPS参考站网且分布均匀的控制点求得, 这些控制点的精度越高越好, 可由静态相对定位获得, 为了获得精度较高的坐标转换参数, 通常采用严密的七参数转换法。

(2) 严格按照操作规程进行测量作业, 在采用网络RTK技术布测控制网时可以多测出一些控制点, 然后用静态GPS或是全站仪测量方法测出这些控制点的坐标进行比较检核。在每次初始化成功后, 先重测1~2个已测过的点或高精度控制点, 确认误差满足要求后再进行网络RTK测量。

本项目的网络RTK测量系统建设使用后, 为全面评价和检验系统性能, 保证整个工程的测量精度, 对控制网中的15个点进行了两次独立观测, 两次观测结果的较差如表1所示:统计结果表明:X坐标中误差Mx≤±3.7mm;Y坐标中误差MY=≤±2.6mm, Z坐标中误差MZ≤±4.3mm;完全满足桥梁观测精度要求。

4 网络RTK技术优势

利用网络RTK技术进行桥梁观测与传统的测量手段如全站仪, 水准仪或是静态GPS相比具有以下技术优势。

(1) 测量成本大大降低。参考站覆盖范围内用户不再架设自己的参考站。同时加快了工作进度, 保证了工程工期, 节约了项目成本。

(2) 与传统RTK相比, 提高了精度。在GPS参考站系统内网络RTK作业时精度始终在1~2个厘米, 同时不再受通信距离的限制。

(3) 可靠性也随之提高。由于采用了多个参考站的联合数据进行参考站网络的解算, 得到了网解, 从而大大提高了测量结果的可靠性。

(4) 降低了作业条件要求。网络RTK技术不要求满足传统RTK技术电磁波通视, 因此, 和传统RTK测量相比, 受通视条件、能见度、气候、季节、通讯等因素的影响和限制更小。

5 结语

近年来, 国内大型公路、铁路桥梁的建设速度和规模呈加速上升趋势, 桥梁施工测量工作也面临着新的挑战。如何在满足精度指标的前提下为大型桥梁施工提供高效, 统一和操作便捷的测量服务是现代测绘需要研究的重要课题。本文采用网络RTK技术布设桥梁施工控制网, 并应用于主桥基础施工测量作业中, 测量精度满足规范要求, 对大型桥梁的测量作业具有指导意义。

摘要：针对大型桥梁工程规模大、建设周期长、施工方多等特殊情况, 分析采用网络RTK技术进行桥梁施工控制网的布设和施工测量, 并分析测量成果误差。

关键词：网络RTK,桥梁观测,质量控制

参考文献

[1]CH/T2009-2010全球定位系统实时动态测量 (RTK) 技术规范[S].2010-3-31.

[2]唐卫明.大范围长距离GNSS网络RTK技术研究及软件实现[D].博士论文, 2006, 1.

GPS网络RTK系统 篇8

随着近些年GPS RTK技术的出现以及GPS接收机空间定位精度的不断提高, GPS RTK已经广泛地应用到控制测量、地形图测量、地籍测量和房产测量中。使用GPS RTK进行空间定位具有定位精度高、观测时间短、测站问无需通视、操作简便以及全天候作业的优点。

2 GPS RTK的基本原理

GPS RTK技术采用差分GPS三类 (位置差分、伪距差分和相位差分) 中的相位差分, 这三类差分方式都是由基准站发送改正数, 由流动站接收并对其测量结果进行改正, 以获得精确的定位结果, 所不同的是发送改正数的具体内容不一样, 其差分定位精度也不同。前两类定位误差的相关性会随基准站与流动站的空间距离的增加其定位精度迅速降低, 故GPS RTK采用第3种方法。

GPS RTK的工作原理是将一台接收机置于基准站上, 另一台或几台接收机置于流动站上, 基准站和流动站同时接收同一时间相同GPS卫星发射的信号, 基准站所获得的观测值与已知位置信息进行比较, 得到GPS差分改正值。然后将这个改正值及时地通过无线电数据链电台传递给流动站以精化其GPS观测值, 得到经差分改正后流动站较准确的实时位置。流动站可处于静止状态, 也可处于运动状态。

RTK分修正法和差分法。修正法是基准站将载波相位修正量发送给流动站, 以改正其载波相位, 然后求解坐标。差分法是将基准站采集的载波相位发送给流动站进行求差解算坐标。前者为准RTK技术, 后者为真正的RTK技术。

3 GPS RTK技术在地籍测量中的应用

3.1 各种控制测量

常规的地籍控制测量采用三角网、导线网方法来施测, 这些测量方法要求相邻控制点之间必须通视, 技术规范对导线的长度、图形都有相应的要求, 而且, 在外业测设过程中不能实时知道导线的精度, 如果测设完成后, 回到内业进行平差处理后, 发现测量精度不符合规范要求的, 还必须返工重测。

GPS RTK技术解决了常规控制测量中的这些问题, 这种方法在测量过程中不要求点与点之间的通视, 不要求进行导线平差, 对控制点之间的图形、边长也没有什么要求, 而且, 采用实时GPS RTK测量能实时获得定位的坐标数据及精度, 测量控制器上会实时显示坐标及其点位精度, 如果点位精度满足要求了, 用户就可以将坐标的均值、精度及图形属性存贮到电子手簿中, 一般测量一个控制点在几分钟甚至于几秒钟内就可完成。这样可以大大提高作业效率。在地籍测图和勘测定界工作中, 如果把RTK用于控制测量, 布设测图控制网, 不仅可以大大减少人力强度、节省费用, 而且大大提高工作效率。

在应用GPS RTK布设控制网前, 应采用GPSRTI<的点校正功能求出测区WGS-84坐标与80或54坐标的转换参数, 以避免投影变形过大, 得不到更精确的控制点坐标成果。

3.2 地籍碎部测量

传统的碎部测量一般是根据测区已有的图根控制点, 利用平板仪测图或使用全站仪测图, 使用全站仪时, 测每个点均输入该点的地物编码, 然后再利用成图软件成图, 这些方法作业时要求测站点和被测的周围地物地貌等碎部点之间一定要通视, 而且一台仪器至少要求2~3人同时进行作业。

采用RTK技术进行测图时, 不要求通视, 架设好基准站后, 仅需一人拿着仪器便可以开始测量。测量时, 测量员在仪器已经初始化 (获得固定解) 的情况下, 在要测的地形地貌碎部点上, 将测杆对中、让气泡居中后, 开始测量几秒钟, 就能获得该点的坐标, 精度达到要求后就可保存, 保存点时输入该点的特征编码, 把一个区域内的地形地物点位测定后, 利用专业数据传输和处理软件可以输出所有的测量点。用RTK技术测定点位不要求点间通视, 仅需一人操作, 便可完成测图工作, 大大提高了测图的工作效率。

3.3 放样

放样是测量的一个应用分支, 在地籍测量中和工程施工中经常使用。它要求通过一定方法采用一定仪器把人为设计好的点位在实地给标定出来。放样的方法很多, 如经纬仪交会放样, 全站仪的边角放样, 距离交会等等, 利用以上方法放样出点的位置时, 往往需要根据测量的结果来回移动目标, 直至到达点位。放样同测图一样, 需要通视情况良好, 需要跑尺者和观测者, 工作效率低。

采用RTK技术放样时, 可以在室内用专用软件将要放样的点 (或线) 坐标编辑好, 传输到GPS的手簿中, 便可以在野外进行操作。操作时, 按提示选择放样点后, GPS RTK会实时解算出天线所在位置的坐标, 同时与待放样的坐标进行比较, 得出两者之间的坐标差, 再通过手簿的界面文字和图形导航到点。以Trimble 5700为例, 执行放样操作后, 手簿屏幕上文字界面会出现距离放样点的水平距离、垂直距离, 图形界面会出现箭头和指北方向, 指示该往哪个方向向放样点靠近, 当仪器在距离放样点3m之内时, 箭头消失, 放样点用圆环表示, GPS天线的位置用十字丝显示。这种作业方法能很方便地找到放样点。

3.4 GPS RTK技术在国土管理其他方面的应用

在建设用地勘测定界测量中, 可以采用GPSRTK技术进行坐标的实时放样, 放样后马上测定该界址桩的位置, 测完界址点后, 可马上利用GPS手簿中的面积计算功能直接计算该用地的面积;还可以用RTK连续测量功能来测定用地范围内的线状要素, 如权属界线等。特别是对水库淹没区和公路的勘测定界, 因属狭长型的测区, GPS RTK技术能发挥更好的作用。

在土地利用动态监测工作中, 也可利用RTK技术。对运用遥感图像处理与识别技术, 从遥感图像上提取变化信息的图斑, 应用RTK技术对这些图斑进行实地定位, 并测定其边界。这种方法速度快、精度高, 真正对土地实现实时动态监测, 保证了土地利用状况调查的现实性。

4 利用GPS RTK技术进行作业应注意的问题

4.1 基准站的设置要合理。基准站的上

空尽可能开阔, 周围约200m的范围内不能有强电磁波干扰源, 如大功率无线电发射设施, 高压输电线等。

4.2 作业前, 使用随机软件做好卫星星

历的预报, 应选择卫星数较多, PDOP值较小的时段进行RTK测量。

4.3 对于影响GPS卫星信号接收的遮蔽

地带, 应使用全站仪、经纬仪、测距仪等测量工具, 采用解析法或图解法进行细部测量, 否则, 即使能接收到5颗或更多的卫星, 也会因接收卫星信号不好而难以得到“固定解”。

5 结束语

利用RTK进行控制测量不受天气、地形、通视等条件的限制, 控制测量操作简便、机动性强, 工作效率比传统方法提高数倍, 大大节省人力, 不仅能够达到一级导线测量的精度要求, 而且误差分布均匀, 不存在误差积累问题。但为了得到高精度的测量数据, 必须求出适合于本地区的坐标系统转换参数和水准面模型转换参数。根据四等以下各级控制测量至1:500图根控制测量对于精度要求的相似性以及本工程对于原有GPS点的检测结果, 增加观测时段、采用多个起算点以增加测量数据的可靠性, 可以说明RTK同样适用于四等以下的各级控制测量。

摘要：地籍测量的常规测量方法是先采用全站仪导线测量布设控制点, 然后在导线控制点的基础上进行宗地界址点的碎部测量。导线测量经常受到起算控制点密度不足、测站之间通视差以及精度不均匀等问题的困扰, 而且耗费人力、时间和资金。本文介绍了GPS RTK测绘技术的基本原理, 对GPS RTK技术应用于地形、地籍测量操作过程中的一些关键问题进行了探讨, 供大家参考。

关键词：GPS RTK,地籍测量,精度,地形

参考文献

[1]刘基余, 李征航, 王跃虎, 等.全球定位系统原理及其应用[M].北京:测绘出版社, 1993.

[2]刘大杰, 白征东, 施一民, 等.大地坐标转化与GPS控制网平差计算与软件系统[M].上海:同济大学出版社, 1996.

GPS RTK在城市测量中的应用 篇9

随着RTK技术的飞速发展, 在城市测量中已被广泛采用。在城市测量中, RTK的这种作业模式解决了许多常规测量无法解决的问题, 它不但操作快捷、定位精度高、实时性强、自动化程度高, 并且也不受天气、通视条件限制, 可以全天候作业, 大大提高了工作效率和经济效益。

美国ASHTECH公司生产的Z-MAX双频GPS接收机, 它以各类测量应用为目的, 以期将外业和室内集成化的方案达到了当今测量技术的最高水准。由于其优越的性能, 在各项测量业务中发挥了重要的作用。

2. RTK测量前的准备工作

在到野外进行RTK测量前, 有部分工作可以在室内完成。首先在外业观测手薄里新建一个工作任务, 并输入测区的中央子午线经度等然后进行地方格网的设置。地方格网的设置主要用来实现WGS-84坐标系与国家或者地方坐标系的坐标转换。由RTK的定位原理可知, 要想在流动站获取地方坐标系的平面坐标和高程, 首先要输入基准站的WGS-84坐标。然后在流动站输入WGS-84系坐标与地方坐标系坐标, 求解出两个坐标系的转换参数。首先要在测区周围选取3个以上的地方坐标系的控制点, 将它们的地方坐标系坐标输入到野外观测手簿中, 然后再输入这些控制点对应的WGS-84系坐标最后可以通过拟合参数Sacle和HRMS的值来查看区域拟合的精度, 所选取的参与拟合的点即可以单独参与平面拟合或者高程拟合, 也可以两者都参与。当上述工作完成后还需要设定测量时的精度指标, 主要设定决定卫星是否锁定时的HRMS值和VPMS值。

3. 城市测量实例

3.1. 城市导线控制测量

传统的城市导线控制测量多采用全站仪布设导线的方法来施测, 至少需要三个人才能进行, 相邻控制点还要求通视, 每一站观测时间长还需要内业进行导线平差计算, 而且导线越长导线点精度越低, 由于仪器等多方面的因素, 误差积累也很大。而使用RTK只需要几分钟就可实现厘米级的精度, 各站独立观测, 控制点的通视性可以很灵活, 只需要两个点互相通视即可且不存在误差的积累。在测量时, 基准站可以在一个全市比较高的楼顶的控制点上架设, 但该控制点的点位精度要高, 否则会影响到整个控制成果的质量, 流动站在测量前要到附近的已知控制点上进行检核, 通常情况下, 检核的结果较差不会超过1cm。测量时, 要注意外业观测手薄显示的HRMS值, 该值说明了测量结果的精度, 对于城市导线控制测量, 由于要求点的精度比较高故可以设定HRMS值小于0.02时才取样, 大于该值的数据不予采样, 采样次数可以设定10次以上, 各个图根点重复测量三次, 为提高对中精度, 还可以考虑将流动站假设在三角架上, 使用光学对中来提高点位精度, 象静态测量的架设方法一样, 不同的是要安装上UHF天线。

使用Z-MAX GPS接收机进行RTK城市导线控制测量时, 主要应用于平面控制。上述措施在小于4km的范围内至少可以实现8s级的平面点位精度, 不足的是当高程精度要求比较高时, 还需要依靠四等水准。表1是使用2s级拓普康全站仪对所测图根控制点检核的结果。

3.2. 城市地形测量

传统的地形测量是先外业数据采集, 后内业编绘成图, 而使用RTK进行地形测量时, 一方面要求的作业人员要少, 单人即可操作。另一方面, 外业操作手薄软件Fast Survey在测量时可以输入地物的编码。其操作象PDA一样, 十分方便。并且, Z-MMX双频RTK在良好的环境条件下, 初始化所须时间仅为2~10s, 在不良环境条件下。如树叶较浓密大树下, 在高压电线下等干扰源附近, 卫星也很少会失锁, 仍能较顺利地进行RTK测量, 主要是这种机型拥有先进的Z跟踪专利技术、快速RTK (IN2STANT-RTK) 技术和多路径消减专利技术。试验表明, 即使测区内有一部分地方环境恶劣, 其观测值点位中误差仍在±2.4lm以下。此外也可以使用RTK布设图根点碎部测图仍旧使用全站仪。

3.3. 城市施工放样测量

对于城市施工放样测量, 使用RTK无须象全站仪那样, 当放样点距离控制点较远的时候必须引点转站, 只需要把待放样点坐标输入到外业操作手薄里, 在放样的时候, 选取相应的点, 然后就可以根据仪器的指示将点位正确的放出来。使用RTK进行放样, 点位精度一般都很高各放样点间的误差影响也是独立的。不存在误差的积累;经济效益也十分明显, 一般放样一个点只需要几分钟。此外, 还可以使用RTK进行直线、弧线、按照道路中心里程放样, 这里不一一序述。

4. RTK测量的质量控制

Z-MAX以其ADAPT-RTKTM技术 ("自适应RTK技术") 超越了其他接收机, 这项突破性的技术通过对当前环境的迅速"适配"极大地延伸了厘米级精度的覆盖范围达50km, 保障了RTK的作用距离和数据的可靠性, 其确定整周模糊度的可靠性达99.9%, 但是与静态GPS相比, RTK还多出一些误差因素, 如数据链传输误差、人为的粗差 (如没有正确设定测区中央子午线经度等) , 因此, 和GPS静态测量相比, RTK测量更容易出错, 必须进行质量控制。

在城市测量中, 下述质量控制的方法被证明为行之有效的:

(1) 检核比较法:即在布测控制网时用静态GPS或全站仪多测出一些控制点, 然后用RTK测出这些控制点的坐标进行比较检核, 发现问题即采取措施改正;另一种比较的方法就是在进行RTK观测的同时, 对某些RTK点再做一次快速静态观测, 再内业中通过解算这些点的坐标然后与RTK成果进行比较, 从而判断RTK成果的质量问题。实践表明, 开始RTK测量的第一个成果检核很重要, 如果忽略了这一步, 可能造成整天的测量成果作废, 它可以发现很多问题, 如输入的控制点坐标、坐标系统、设置参数有误、卫星状况不佳等。

(2) 重测比较法:即每次初始化成功后, 先重测l至2个已测过的RTK点或高精度控制点确认无误后才进行RTK测量。

(3) 变换电台频率检测法:在测区内如果建立了两个以上的基准站, 每个基准站采用不同的频率发送数据, 流动站可以用设定的频率选择性地接收某一基准站的数据, 从而得到两个以上解算结果, 比较这些结果就可判断其质量高低。也可只建立一台基准站, 对Z-MAX来说, 可以用另外一台外业操作手薄来重新设置基准站, 并重新设定基准站无线电台的发射频率, 此时流动站重新设置时会自动检测到基准站无线电台的发射频率, 然后使用新的频率来重新检测RTK的测量成果。

以上方法中, 最可靠的是第一种方法, 但控制点的数量总是有限的, 所以没有控制点的地方需要用重测比较法来检验测量成果, 电台变频实时检测法的实时性好, 但需要两台仪器, 或者两个手薄。

5. 结束语

总之, 在城市测量中, 利用RTK技术进行城市控制测量操作灵活、简单, 同时减少了大量的观测数据后处理工作, 大大提高了工作效率, 彻底改变了城市控制测量的作业模式;在应用方面正逐渐取代常规的测量手段。而RTK系统的质量越高, 其初始化能力就越强, 受环境的限制就越小, 精度也就越高, 其优势也就越明显。但是由于RTK的应用还有一定的限制, 尤其是在城市高楼密集的地段, RTK测量往往十分困难, 仍然不得不依赖常规的测量手段, 此外, Z-MAX系统RTK的可靠性虽然已经达99.99%.但是在测量成果的质量控制方面还必须引起我们足够的重视避免人为的仪器的偶然错误。

参考文献

[1]周忠谟, 易杰军, 周琪.GPS卫星测量原理及应用[M].北京:测绘出版社, 2004.

GPS网络RTK系统 篇10

关键词：GPS (RTK) 技术,工程放样,应用

一、GPS (RTK) 实时动态定位系统的简单介绍

GPS (RTK) 实时动态定位系统定位的依据是载波相位的观测值为依据的, 是一种实时差分的GPS (RTK) 技术, 它是测量技术的一个新突破, 被广泛应用于公路工程中。GPS测量工具模式不是一种单一的模式, 包括多种形式, 比如静态的、快速静态的、准动态和动态相对定位等形式。但是如果单单依靠这些测量模式, 不与数据传输的系统相结合, 其定位的结果需要对观测的数据进行侧后处理而获得, 由于数据需要进行侧后处理, 所以上述的多种测量模式不仅没有办法测量出实时的定位结果, 也没有办法对监测数据进行考证, 这样就难以保证监测数据的正确性。在工程测量的实际工作中, 经常会出现需要重新测量由于操作不当或粗差造成的不合格的监测结果。

二、GPS (RTK) 实时动态定位系统的误差来源

GPS (RTK) 实时动态定位系统的误差来源, 一般包括两个方面:同仪器和干扰有关的误差及同距离有关的误差。同仪器和干扰有关的误差:包括多路径误差、天线相位中心变化、气象因素和信号干扰;同距离有关的误差:包括电离层误差、对流层误差及轨道误差。相对于固定的基准站而言, 同仪器和干扰有关的误差可以通过矫正方法减轻, 而同距离有关的误差会随着移动站到基准站的距离增大而加大, 所以说GPS (RTK) 实时动态定位系统的有效作业半径是有限的, 一般为几公里。同距离有关的误差可以通过多基准站技术来消除。但是其残余部分也会随着移动站到基准站的距离增大而加大。

三、GPS (RTK) 实时动态定位系统在工程放样中的实际应用

以南方GPS (RTK) 实时动态定位系统在工程放样工作中的实际应用为例, 采用的仪器是南方GPS (RTK) S86型号两台, 采用的一台为基准站一台为流动站, 利用电台模式通讯, 实现1+1的作业模式。

南方GPS (RTK) S86的主要特性是:电台模式下8千米内整周未可知的可靠性能达到99.99%, 并且作用距离能够达到8千米, 并且可以连续对每个独立的整周模糊度进行检核, 另外放样屏幕中可以提供北、太阳、上一个点、已知点、电子罗盘、线的定向参考。

在开始测量时先将基准点架设在测区附近地势高的位置, 由于这是一个未知点, 因此需要架好基准站后再用流动站去测一些已经知道的平面控制点和高程控制点, 一般平面转化最少需要2个点, 高程转化最少需要3个点。将这些已知点的GPS坐标测量出来, 然后再把已知点的地方坐标输入到流动站上, 可以在仪器上实现坐标转换, 就可以建立坐标系统了。

南方GPS (RTK) S86提供了三种转换的方式:一步法、两步法和七参法, 考虑到是为整个测区小范围内服务的, 所以我们一般采用两步法进行转换。另外为了减少误差, 选定了均匀分布于测区周边的的4个点, 组成GPS (RTK) 技术测量工作的基准框架网, 利用这些点来进行坐标转换, 求得参数建立当前坐标系统, 应用当前坐标系统就可以进行工程放样了。

四、GPS (RTK) 技术在工程放样中的应用

放样其实就是把图上设计的坐标与高程在实际地方标注出来, 它其实就是一个测量坐标的一个反过程, 过去我们一般是采取全站仪进行放样取证的, 一般至少需要2到3人进行合作, 并且测站点和放样点要通视, 也就是说要从这头看到那头, 中间不能有阻挡, 一旦要是有阻挡的话需要进行转站, 假若附近没有控制点, 还需要进行引点。现在采用GPS (RTK) 实时动态定位系统进行放样, 我们只需要把放样点的坐标输入到手簿中, 实际测量的人员背着GPS接收机, 根据语音或者是系统提示, 测量人员走到相应的放样点上, 放样过程就轻松的完成了, 由于是有指定仪器操控, 所以精准度很高, 放样影响的误差也是独立的。我们将全站仪的放样与GPS (RTK) 技术放样进行了对比, 对比结果如下:

1、两种测量方式的精度对比

全站仪放样法的精度受支站、多次对中等影响因素多;GPS (RTK) 技术放样精度取决于基准站的精度, 而且数据误差不累积。

2、两种测量方式的人员对比

全站仪放样法需要两个人进行监测, 一个作业员进行观测, 一个作业员需要持镜;GPS (RTK) 技术放样只需要一个人就能够完成, 一个人负责一个流动站。

3、两种测量方式的日工作量对比

全站仪放样法一天能够放样40点;GPS (RTK) 技术放样法一天能够放样80点。

4、两种测量方式的检核条件对比

全站仪放样法的检核条件少, 并且有返工的现象;GPS (RTK) 技术放样法实时检测, 并且没有返工的现象。

5、两种测量方式的内业工作量对比

全站仪放样法需要计算统计, 且工作比较繁琐;GPS (RTK) 技术放样法放样点位的误差将会被直接导出。

上述的对比, 是将全站仪放样与GPS (RTK) 技术放样进行了比较, 另外, 我们还将一个小工程先用GPS (RTK) 技术放样, 然后再用全站仪对GPS (RTK) 技术放样出来的结果进行点位测量, 将全站仪测量出来的坐标与原放样的坐标进行了对比, 发现所有的定位点测量全部有误差, 所以可以看出, GPS (RTK) 技术放样精准度更高, 工作效率也更高。

五、GPS (RTK) 在工程放样方面的优缺点

通过上文可以看出, GPS (RTK) 技术在工程放样方面的优点是其它技术所不能比拟的, 首先优点表现在可以实现单人操作, 只要在保证基准站安全的前提下, 每台流动站只需要一个人就能够完成, 大大节省了人力、物力和财力;其次它的定位精准度高, 测站间没有必要进行通视;再次, 它的操作非常简便, 一学就会, 非常容易使用。

有优点肯定就存在缺点, GPS (RTK) 技术也不例外, GPS (RTK) 技术在工程放样方面也存在着一定的局限性, 比如说对GPS信号进行遮盖的地方, 可能精准度到不到预期的效果, 这种情况下, 就可以在附近的流动站做出一对控制点来, 用经纬仪、全站仪等其它测量仪器进行工程放样, 以弥补GPS (RTK) 技术在工程放样方面的不足。

结语:

在工程实施的过程中, 用GPS (RTK) 技术进行放样取证, 使工程放样的精准度、工程作业的效率以及实效性达到了最佳状态。随着信息技术的发展和数据传输技术的发展, 传输距离的增加和GPS (RTK) 技术价格的降低, 将会有越来越多的工程测量单位运用GPS (RTK) 技术进行放样, 这种局面将会从根本上提高测量的质量和工程作业效率。

参考文献

[1]姚卫中.全站仪配合GPS (RTK) 在物探工程测量中的应用[J].低碳世界, 2014, 17:137-138.

[2]严智勇.浅谈GPS-RTK在图根控制测量工作中的应用[J].赤子 (上中旬) , 2014, 15:306.