GPSPPK技術(shù)在測量外業(yè)中的應(yīng)用探討

1、    gpsppk技術(shù)在測量外業(yè)中的應(yīng)用探討    梁超引言：隨著gps 技術(shù)的發(fā)展，動態(tài)測量技術(shù)也日益成熟，rtk 技術(shù)、網(wǎng)絡(luò)rtk 技術(shù)已經(jīng)在測繪工程中得到了廣泛的應(yīng)用。常規(guī)rtk 通過電臺把基準(zhǔn)站的觀測數(shù)據(jù)發(fā)送給流動站，由流動站手簿在軟件系統(tǒng)內(nèi)組成載波差分觀測值進(jìn)行實(shí)時處理，得到厘米級的3 維坐標(biāo)。網(wǎng)絡(luò)rtk 是集internet技術(shù)、無線通訊技術(shù)、計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)管理技術(shù)和gps 定位技術(shù)于一體的第二代rtk 技術(shù)。無論是常規(guī)rtk 還是網(wǎng)絡(luò)rtk 都必須有數(shù)據(jù)通訊，其中常規(guī)rtk 通訊信號（ 電臺信號） 受周圍環(huán)境及地勢影響較大，這就使gps 動態(tài)

2、測量的應(yīng)用受到一定的限制，如在山區(qū)等地勢起伏大且樹木較多時rtk 基站電臺的有效作業(yè)半徑僅僅只有3 km以內(nèi)，大大限制了作業(yè)范圍從而制約了rtk 的優(yōu)勢。動態(tài)測量數(shù)據(jù)后處理ppk（ post processing kinematic）采用快速求解整周模糊度的技術(shù)，利用2 5 歷元觀測值就可以得到厘米級的3 維坐標(biāo)。利用ppk 技術(shù)不需要基準(zhǔn)站與流動站之間的數(shù)據(jù)通訊，作業(yè)半徑可達(dá)到50 km 以上，在rtk 電臺信號不穩(wěn)定的情況下采用gps ppk 進(jìn)行動態(tài)測量，是對rtk 的一種重要補(bǔ)充作業(yè)方式。1 rtk 和ppk 的作業(yè)原理1.1 rtk 的作業(yè)原理rtk（ real time kinem

3、atic） 測量系統(tǒng)一般由三部分組成： 即gps 接收設(shè)備、數(shù)據(jù)傳輸系統(tǒng)和實(shí)施動態(tài)測量的軟件系統(tǒng)。rtk 測量的工作原理是： 將一臺接收機(jī)置于基準(zhǔn)站上，另一臺或幾臺接收機(jī)置于載體（ 稱為移動站） 上，基準(zhǔn)站和移動站同時接收同一時間、同一gps 衛(wèi)星發(fā)射的信號，基準(zhǔn)站所獲得的觀測值與已知位置信息進(jìn)行比較，得到gps 差分改正值。然后將這個改正值通過無線電數(shù)據(jù)鏈電臺及時傳遞給共視衛(wèi)星的移動站精化其gps 觀測值，從而得到經(jīng)差分改正后移動站較準(zhǔn)確的實(shí)時位置。1.2ppk 的作業(yè)原理ppk 是近些年來發(fā)展使用的測量方法，測量原理是通過基準(zhǔn)站和移動站同時采集最少兩個歷元的觀測時間，從而解算主站和移動站的

4、基線解，由于otf 初始化時解決了整周模糊度及其他相關(guān)問題，從而使得主站和移動站的共同觀測時間減少到只需觀測兩個歷元。其點(diǎn)位的標(biāo)稱精度為厘米級。但是，需要進(jìn)行數(shù)據(jù)后處理，不能進(jìn)行實(shí)時定位且不知其定位精度，若內(nèi)業(yè)后處理中發(fā)現(xiàn)精度不符合要求，則必須進(jìn)行返工。技術(shù)特點(diǎn)是： 點(diǎn)位水平精度1 cm + 1 ppm 為厘米級，觀測時間短，只需兩個觀測歷元，如果設(shè)置采樣率為15 s，6 顆以上衛(wèi)星時，2 3 min 即可完成一次測量。即使5 顆衛(wèi)星，4 5 min 也可以完成一次測量（ 4 顆衛(wèi)星時無法進(jìn)行ppk 測量） 。無需電臺連接，因此不受地形限制，且作業(yè)比較簡單。2 ppk 的作業(yè)流程2.1基準(zhǔn)站的

5、架設(shè)在測區(qū)中選擇任意一個適合觀測的點(diǎn)作為基準(zhǔn)站，安置一臺gps 接收機(jī)進(jìn)行靜態(tài)測量，采樣率設(shè)為1 s，2 s或5 s。基準(zhǔn)站也可以架設(shè)在已知的控制點(diǎn)上。2.2 流動站的設(shè)置設(shè)置其中一臺或多臺接收機(jī)為流動站，如采用trimble接收機(jī)觀測模式設(shè)為ppk 模式，如采用其他接收機(jī)設(shè)置為常規(guī)靜態(tài)測量模式，采樣率與基準(zhǔn)站相同。2.3觀測采用ppk 觀測必須初始化。1） 在測量前初始化如采用trimble 接受接收機(jī)，觀測8 15 min，等待控制手簿顯示初始化完成，如用其他接收機(jī)連續(xù)觀測15 20 min，然后按照動態(tài)測量的模式觀測待測點(diǎn)，按待測點(diǎn)精度要求一般需采集5 180 個歷元（ 歷元間隔為1 s

6、） ，在觀測過程中流動站須一直保持開機(jī)狀態(tài)，確保接收機(jī)對衛(wèi)星的連續(xù)跟蹤。如中途出現(xiàn)衛(wèi)星失鎖的情況，須重新初始化。2） 在測量中初始化，測量前不進(jìn)行初始化，直接測量待測點(diǎn)，每個點(diǎn)采集5 180 歷元（ 歷元間隔為1 s） ，觀測過程中一直保持開機(jī)，確保接收機(jī)對衛(wèi)星的連續(xù)跟蹤，一邊觀測，一邊等待初始化完成。如中途出現(xiàn)衛(wèi)星失鎖的情況，須重新初始化。若衛(wèi)星失鎖出現(xiàn)在初始化完成之前，初始化之前所測的待測點(diǎn)必須重測。為了確保精度的可靠性應(yīng)在測量過程中聯(lián)測本測區(qū)2 3 個已知控制點(diǎn)，以作檢核。3 rtk 和ppk 的比較3.1rtk 和ppk 的相同點(diǎn)1） 定位精度相同。這兩種技術(shù)都可以達(dá)到厘米級的定位精度

7、。水平精度為： 1 cm + 1 ppm； 垂直精度為： 2 cm+ 1 ppm。2） 兩種技術(shù)在作業(yè)前都需要初始化。3） 作業(yè)模式相同。兩種技術(shù)都采用參考站加流動站的作業(yè)模式。3.2 rtk 和ppk 的不同點(diǎn)1） 初始化時間不同。rtk 技術(shù)初始化的時間較短，最小初始化時間為10 s + （ 0. 5·s） s，s 為基線長度（ km） ； ppk 初始化時間較長，在6 顆衛(wèi)星的情況下，需要不少于8 min。2） 電臺支持不同。rtk 技術(shù)需要通訊電臺傳輸數(shù)據(jù)； ppk 技術(shù)不需要通訊電臺的支持。3） 定位作業(yè)的方式不同。rtk 采用的實(shí)時定位技術(shù)，可以在流動站隨時看到測量點(diǎn)的坐

8、標(biāo)以及精度情況；ppk 定位屬于后處理定位，在現(xiàn)場看不到點(diǎn)的坐標(biāo)，需要事后處理才能看到結(jié)果。4） 作業(yè)半徑不同。rtk 作業(yè)不僅受到通訊電臺的制約，而且作業(yè)距離一般不超過10 km； 運(yùn)用ppk 技術(shù)作業(yè)，一般作業(yè)半徑可以達(dá)到50 km。5） 受衛(wèi)星信號影響的程度不同。rtk 作業(yè)時，如果在大樹等障礙物的附近，非常容易失鎖； 而ppk 作業(yè)時，經(jīng)過初始化后，一般不易失鎖。3. 3 rtk 和ppk 的聯(lián)合使用在障礙物較多的地方，rtk 作業(yè)精度可能無法滿足需要，或常失鎖，作業(yè)效率低下，甚至要返工，這時就可考慮更換作業(yè)模式。只要通知參考站、流動站將作業(yè)模式都更換為ppk 作業(yè)模式，即可進(jìn)行ppk

9、 作業(yè)。一旦障礙物減少，衛(wèi)星狀況良好時，可再次將作業(yè)模式換成rtk 作業(yè)模式。因?yàn)閞tk 作業(yè)效率比ppk 作業(yè)效率高，而且發(fā)現(xiàn)錯誤可及時更改； 給外業(yè)人員帶來了極大的方便。參考文獻(xiàn)：1郭建華，gps ppk 技術(shù)在地形地籍測量中的應(yīng)用j城市勘測， 2011（ 3） ： 88 - 90.2黃勁松，魏二虎. gps 測量操作與數(shù)據(jù)處理m武漢：武漢大學(xué)出版社， 2004.3魏二虎，gps 動態(tài)測量- ppk 數(shù)據(jù)處理eb/ol http：www. doc88. com. 2006.4倪衛(wèi)明，王志偉，王永平. gps rtk 技術(shù)和ppk 技術(shù)聯(lián)合作業(yè)探討j物探裝備，2006， 16（ 4） ： 303 - 3