GPS-rtk原理講解

1、1. GPS 相對定位原理兩臺（或多臺）GPS用戶接收機(jī)分別安置在兩條（或多條基線的端點(diǎn)），同步同時段(或不同時段)觀測相同數(shù)量的GPS衛(wèi)星，一般情況下不少于4個。并對觀測量進(jìn)行差分處理，以確定基線端點(diǎn)（也就是我們常說的測站點(diǎn)）的相對位置，如果知道其中幾個點(diǎn)的坐標(biāo)和高程，通過專業(yè)軟件的數(shù)據(jù)處理，就可以解算其它點(diǎn)的坐標(biāo)和擬合高程值，以最大限度地滿足工作的需要。在多個觀測站同步觀測相同衛(wèi)星的情況下，衛(wèi)星的軌道誤差，衛(wèi)星時鐘差，接收機(jī)鐘差以及空氣中的電離層，對流層折射誤差等對觀測量的影響具有一定的相關(guān)性。利用觀測量的不同組合，可有效地消除或減弱誤差上的影響，從而提高相對定位的精度。歷元：為指定天球坐

2、標(biāo)或軌道參數(shù)而規(guī)定的某一特定時刻GPS 實(shí)時動態(tài)定位是基于載波相位的GPS相對定位方式。采用的星歷為廣播星歷，誤差修正方式采用基準(zhǔn)站相位誤差改正，精度可達(dá)到cm級。GPS RTK測量技術(shù)既保證了GPS測量的高精度，又具有實(shí)時動態(tài)性。其基本工作原理可簡述為：在兩臺GPS接收機(jī)之間增加一套無線電通訊系統(tǒng)。將兩臺或兩臺以上相對獨(dú)立的GPS接收機(jī)聯(lián)成有機(jī)整體，安置在已知點(diǎn)上的GPS接收機(jī)（我們常說的是基準(zhǔn)站）通過電臺將觀測信息，測站點(diǎn)數(shù)據(jù)傳輸給流動站（我們常說的移動站），流動站將基準(zhǔn)站傳來的載波觀測信號與流動站本身觀測到的載波信號進(jìn)行差分處理，從而解算出兩站間的基線向量；根據(jù)事先輸入的坐標(biāo)轉(zhuǎn)化和投影參

3、數(shù)，就可得到流動站的三維坐標(biāo)數(shù)據(jù)。GPS RTK測量技術(shù)是建立在流動站與基準(zhǔn)站誤差強(qiáng)烈類似的這一基礎(chǔ)之上，隨著流動站與基準(zhǔn)站之間距離的增加，其誤差的類似性越來越差，定位精度會越來越低。數(shù)據(jù)的通信也會受到作用距離拉長，而干攏因素增加的影響。因此GPS RTK技術(shù)的作用距離是有限的，一般小于10公里。6. 野外RTK測量將作好的轉(zhuǎn)換參數(shù)以文件形式，存入到觀測記錄手簿中，基準(zhǔn)站架設(shè)在參考點(diǎn)上，經(jīng)過檢查校正無誤后，即可開始工作。檢查校核數(shù)據(jù)見下表：GPS RTK外業(yè)觀測的基本要求：采樣率為1S，每次測量的歷元數(shù)小于10個，每點(diǎn)觀測時間不低于3分鐘。平面點(diǎn)位精度小于2cm(即實(shí)測點(diǎn)值與原已知點(diǎn)值相比較的

4、X Y值)，高程點(diǎn)位互差小±5cm(即實(shí)測點(diǎn)高程值與原已知點(diǎn)高程值相比較)。依據(jù)技術(shù)要求，依據(jù)技術(shù)要求，對實(shí)地所布設(shè)的像控點(diǎn)進(jìn)行實(shí)時動態(tài)定位測量。按工作計劃，經(jīng)過五天外業(yè)工作，實(shí)時動態(tài)定位測量共計169個像控點(diǎn)的坐標(biāo)和擬合高程數(shù)據(jù)（成果數(shù)據(jù)見像控點(diǎn)成果表）。三、 GPS RTK擬合高程與水準(zhǔn)測量成果即的相互檢測為保證GPS RTK擬合高程的正確性，為今后相同項(xiàng)目工作流程打好基礎(chǔ)。我們采用隨機(jī)抽樣的方式，分別就城區(qū)，城鄉(xiāng)結(jié)合部抽取一定數(shù)量的GPS RTK擬合高程點(diǎn)，按國家四等水準(zhǔn)測量要求進(jìn)行水準(zhǔn)觀測，檢核這些擬合高程點(diǎn)。根據(jù)項(xiàng)目區(qū)像控點(diǎn)點(diǎn)位布設(shè)情況和已知水準(zhǔn)點(diǎn)所處位置。本項(xiàng)目區(qū)四等水準(zhǔn)

5、路線，由三個已知點(diǎn)，三個閉合環(huán)共計22.5Km組成。其中包括兩條附合水準(zhǔn)路線組成水路線網(wǎng)。外業(yè)數(shù)據(jù)經(jīng)過自檢、互檢、專檢、審核平差計算成果精度完全滿足規(guī)范要求和項(xiàng)目區(qū)設(shè)計要求。最終平差結(jié)果和精度統(tǒng)計如下：1. 外業(yè)數(shù)據(jù)檢核：閉合環(huán)最大閉合差+28mm，允許值：±56mm。附合路線閉合差最大14mm，允許值：±22mm。閉合環(huán)路線最大長度11.34Km，允許值：15Km。附合路線長度最大1.28公里，允許值：15Km。2. 平差后精度統(tǒng)計：最大點(diǎn)位誤差1.028cm，允許值：±2cm。最大點(diǎn)間誤差0.85cm.，允許值±1cm。最大高差中誤差0.85cm，允

6、許值±1cm。高程點(diǎn)最大中誤差0.9cm，允許值：±2cm。具體數(shù)據(jù)統(tǒng)計如下：從上面的檢查數(shù)據(jù)統(tǒng)計表結(jié)果中可以看出：四等水準(zhǔn)高程與GPS RTK擬合高程點(diǎn)相比較，以四等水準(zhǔn)高程為基準(zhǔn)，最大較差絕對值為47mm，最小較差絕對值為7mm，通過計算得出高程點(diǎn)中誤差為1.7cm，規(guī)范中允許值為：不大于±2cm。靜寧縣三維數(shù)字城市建設(shè)中所需要高程數(shù)據(jù)可以用擬合高程數(shù)據(jù)代替。也就是說:在基準(zhǔn)站點(diǎn)位選取比較理想，滿足規(guī)范和相目區(qū)技術(shù)要求的情況下，通過經(jīng)過檢驗(yàn)的數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)換參數(shù)，GPS RTK實(shí)時動態(tài)定位所得到的三維數(shù)據(jù)擬合高程點(diǎn)數(shù)據(jù)代替可以完全代替水準(zhǔn)測量高程值。其優(yōu)勢在于GPS RTK實(shí)時動態(tài)定位工作方式靈活，省人少力，可減輕作業(yè)人員的工作強(qiáng)度，提高測繪技術(shù)人員的外業(yè)工作效率。隨著GPS RTK測量技術(shù)的日益成熟，擬合高程代替水準(zhǔn)高程必然成為一種趨勢。上述工作曾在隴南地區(qū)成縣三維數(shù)字城市建設(shè)中取得了較為明顯的工作成效。 3. GPS RTK附帶地形測繪 利用RTK測量技術(shù)的靈活性，可隨時加密項(xiàng)目區(qū)的控制點(diǎn)，將項(xiàng)目區(qū)變化區(qū)域?qū)崟r定位測量，特別是關(guān)鍵區(qū)域變化點(diǎn)的測量。如道路，花壇的拐角和曲線部分的關(guān)鍵點(diǎn)。電線桿位，信號燈。管道設(shè)施中的檢修井，變徑處，分叉處及重要拐點(diǎn)測繪定位，并繪制好工作草圖。四、內(nèi)業(yè)數(shù)據(jù)處理不同型號的RTK生產(chǎn)