衛(wèi)星導(dǎo)航技術(shù)的現(xiàn)狀與發(fā)展(三)教程課件

新技術(shù)講座衛(wèi)星導(dǎo)航定位技術(shù)的現(xiàn)狀與發(fā)展（三）GNSS應(yīng)用新技術(shù)解放軍信息工程大學(xué)測繪學(xué)院翟

翊M

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y現(xiàn)代測量技術(shù)室新技術(shù)講座一、GNSS差分技術(shù)M

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y現(xiàn)代測量技術(shù)室原理：將己知坐標(biāo)點(基準(zhǔn)點)上安置的衛(wèi)星定位接收機

所接收的衛(wèi)星信號(載波相位)，用于流動站觀測信號的改正。以消除衛(wèi)星鐘、衛(wèi)星星歷誤差；減弱電離層、對流層對定位的影響。基準(zhǔn)站可以由一個或若干個固定參考站組成，差分改正數(shù)據(jù)可從各個站播發(fā)，也可從數(shù)據(jù)中心播發(fā)。每一個參考站服務(wù)于一定作用半徑內(nèi)所有的GNSS 用戶。對于準(zhǔn)實時定位或?qū)崟r精密定位的用

戶服務(wù)半徑可以達到15公里。數(shù)據(jù)鏈可以用無線電臺，也可用GPRS/CDMA。新技術(shù)講座一、GNSS差分技術(shù)1.位置差分原理基準(zhǔn)站：已知 坐標(biāo)為：GPS測得的準(zhǔn)備為：基準(zhǔn)站求得：基準(zhǔn)站將這些改正數(shù)發(fā)給用戶接收機，用戶接收機

利用這些改正數(shù)改正測得的點的坐標(biāo)，提高點位精度。要求：基準(zhǔn)站與用戶觀測同一組衛(wèi)星，近距離可以，距離較遠就很難。M

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y現(xiàn)代測量技術(shù)室新技術(shù)講座一、GNSS差分技術(shù)要求：基準(zhǔn)站與用戶觀測同一組衛(wèi)星，近距離可以，距離較遠就很難。M

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y現(xiàn)代測量技術(shù)室新技術(shù)講座一、GNSS差分技術(shù)M

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y現(xiàn)代測量技術(shù)室載波相位差分（RTK

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Real

Time

Kinematic）由基準(zhǔn)站將載波相位觀測值及基準(zhǔn)站信息儀器發(fā)送給用戶，用戶將接收到的GPS衛(wèi)星載波相位與基準(zhǔn)站的載波相位組成差分觀測值，通過實時處理確定用戶位置。廣域差分（WADGPS）建立一個主差分站，將若干個基準(zhǔn)站與主站一起組成差分GPS網(wǎng)。主差分站接收各個基準(zhǔn)站的差分GPS信號，將其組合形成在擴展區(qū)域內(nèi)的有效差分GPS改正電文，發(fā)送給用戶站。新技術(shù)講座二、網(wǎng)絡(luò)RTK技術(shù)在常規(guī)RTK和差分GPS技術(shù)基礎(chǔ)上發(fā)展的一種新技術(shù)。在較大區(qū)域內(nèi)建立

多個坐標(biāo)已知的

GPS基準(zhǔn)站，構(gòu)成地區(qū)網(wǎng)狀覆蓋，以

此為基礎(chǔ)，計算和

發(fā)播相位觀測值誤

差改正信息，對用

戶進行實時改正的

定位。M

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y現(xiàn)代測量技術(shù)室新技術(shù)講座二、網(wǎng)絡(luò)RTK技術(shù)M

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y現(xiàn)代測量技術(shù)室原理：在一個地區(qū)建立若干個基準(zhǔn)站，組成基準(zhǔn)站網(wǎng)，基準(zhǔn)站間距可由30-90公里?；鶞?zhǔn)站GNSS觀測數(shù)據(jù)實時傳到中心站，中心站經(jīng)過數(shù)據(jù)處理，在流動站附近建立虛擬參考站，并將虛擬參考站觀測數(shù)據(jù)通過無線通信網(wǎng)發(fā)布給定位用戶。用戶根據(jù)這個數(shù)據(jù)改正觀測值，以提高定位精度。無線通信可通過互聯(lián)網(wǎng)GPRS,

CDMA進行RTCM數(shù)據(jù)傳輸新技術(shù)講座二、網(wǎng)絡(luò)RTK技術(shù)網(wǎng)絡(luò)RTK測量特點：用戶只需用一臺接收機接收差分信號即可達到厘米級精度定位。定位速度快。定位精度高。操作簡單。費用低。M

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y現(xiàn)代測量技術(shù)室新技術(shù)講座二、網(wǎng)絡(luò)RTK技術(shù)M

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y現(xiàn)代測量技術(shù)室網(wǎng)絡(luò)RTK的工作過程各基準(zhǔn)站將同步觀測數(shù)據(jù)傳輸給控制中心。流動站將單點定位獲得近似三維坐標(biāo)傳輸給控制中心。控制中心根據(jù)流動站和基準(zhǔn)站發(fā)送的信息，實時的進行處理和計算分析，獲得流動站虛擬基準(zhǔn)站的觀測數(shù)據(jù)。虛擬基準(zhǔn)站的觀測數(shù)據(jù)通過無線通信網(wǎng)傳輸給流動站。流動站將觀測數(shù)據(jù)和接收到虛擬基準(zhǔn)站觀測數(shù)據(jù)數(shù)據(jù)聯(lián)合實時處理，獲取精確三維坐標(biāo)，新技術(shù)講座三、

CORS連續(xù)運行網(wǎng)絡(luò)M

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y現(xiàn)代測量技術(shù)室利用多基站網(wǎng)絡(luò)RTK技術(shù)建立的連續(xù)運行衛(wèi)星定位服務(wù)綜合系統(tǒng)（Continuous

OperationalReference

System，縮寫為CORS）已成為城市

GPS應(yīng)用的發(fā)展熱點之一。CORS系統(tǒng)是衛(wèi)星定位技術(shù)、計算機網(wǎng)絡(luò)技術(shù)、數(shù)字通訊技術(shù)等高新科技多方位、深度結(jié)晶的產(chǎn)物。新技術(shù)講座連續(xù)運行衛(wèi)星定位導(dǎo)航服務(wù)系統(tǒng)結(jié)構(gòu)及通信網(wǎng)絡(luò)示意圖市話網(wǎng)話網(wǎng)市市話網(wǎng)市話網(wǎng)市話網(wǎng)市電信局監(jiān)控分析中心衛(wèi)星定位信號發(fā)射臺FM電臺基準(zhǔn)站1基準(zhǔn)站2基準(zhǔn)站3基準(zhǔn)站4基準(zhǔn)站5進入移動電話系統(tǒng)用戶用戶全向天線定向天線ModemM

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y現(xiàn)代測量技術(shù)室薩拉北京海南漢武西寧哈爾濱魯木齊烏新技術(shù)全講座國GPS連續(xù)運行基準(zhǔn)站網(wǎng)絡(luò)M

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y現(xiàn)代測量技術(shù)室新技術(shù)講座三、

CORS連續(xù)運行網(wǎng)絡(luò)M

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y現(xiàn)代測量技術(shù)室國外GNSS連續(xù)跟蹤網(wǎng)概況美國:由美國國家大地測量局牽頭、聯(lián)邦防空局等多家單位共同建立的250個GPS基準(zhǔn)站覆蓋全美系統(tǒng)。該系統(tǒng)主要通過因特網(wǎng)向全美和全球用戶提供基準(zhǔn)站坐標(biāo)和基準(zhǔn)站觀測數(shù)據(jù)。用戶可通過因特網(wǎng)卸載CORS基準(zhǔn)站數(shù)據(jù)進行事后精密定位。德國

:建立了一個由200個左右GPS跟蹤站組成的長期運行、覆蓋全國的多功能GPS差分定位導(dǎo)航服務(wù)體系，作為國家的空間數(shù)據(jù)基礎(chǔ)設(shè)施。系統(tǒng)將取代原由標(biāo)石組成的國家大地點，構(gòu)成德國新的國家動態(tài)大地測量框架日本:建設(shè)1200個遍布全日本的格網(wǎng)式GPS永久站陣列，形成國家的現(xiàn)代“電子大地測量網(wǎng)點”及超高精度的地殼運動監(jiān)測網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)。新技術(shù)講座德國SAPOSM

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y現(xiàn)代測量技術(shù)室德國國家測量管理部門聯(lián)合德國測量、運輸、建筑、房屋和國防等部門，把各部門的差分

GPS計劃協(xié)調(diào)統(tǒng)一起來，建立的一個長期連續(xù)運行的、覆蓋全國的多功能差分GPS定位導(dǎo)航服

務(wù)體系，同時SAPOS也構(gòu)成了德國國家動態(tài)大地測量框架。新技術(shù)講座國內(nèi)GNSS連續(xù)跟蹤網(wǎng)概況M

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y現(xiàn)代測量技術(shù)室

城市參考站網(wǎng)：深圳市參考站網(wǎng)上海市參考站網(wǎng)北京市參考站網(wǎng)天津市參考站網(wǎng)福州市參考站網(wǎng)昆明市參考站網(wǎng)南京市參考站網(wǎng)廣州市參考站網(wǎng)成都市參考站網(wǎng)合肥市參考站網(wǎng)西安市參考站網(wǎng)重慶市參考站網(wǎng)南寧市參考站網(wǎng)省級參考站網(wǎng)：廣東省參考站網(wǎng)江蘇省參考站網(wǎng)浙江省參考站網(wǎng)福建省參考站網(wǎng)河北省參考站網(wǎng)山東省參考站網(wǎng)河南省參考網(wǎng)站內(nèi)蒙參考站網(wǎng)

武漢市參考站網(wǎng)哈爾濱市參考站網(wǎng)青島市參考站網(wǎng)

淄博市參考站網(wǎng)

蘇州市參考站網(wǎng)新技術(shù)講座四、RTK 技術(shù)的應(yīng)用M

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y現(xiàn)代測量技術(shù)室GPS從大地測量及工程控制測量向地形測量、施工放樣、變形監(jiān)測及機械施工控制方向發(fā)展。城市基礎(chǔ)建設(shè)—城市控制網(wǎng)測量城市規(guī)劃應(yīng)用國土資源調(diào)查(林業(yè)、礦產(chǎn)、國土)地籍及房地產(chǎn)測繪水利工程控制及施工測量滑坡及泥石流等地質(zhì)災(zāi)害測量機械和結(jié)構(gòu)物的安全監(jiān)測大氣監(jiān)測新技術(shù)講座1.城市規(guī)劃的應(yīng)用市政建設(shè)規(guī)劃對GNSS的需求：用于城市建設(shè)規(guī)劃測量：需要各種大中比例尺地形圖測繪和更新；市測繪院的需求：建立北京市動態(tài)測量坐標(biāo)框架、作為測量基準(zhǔn)、測繪各種比例尺地形圖；滿足各種土建工程測量任務(wù)：設(shè)計、施工、放樣、竣工、管理；大型建筑物變形及地面沉降測量。這些任務(wù)要求精度比較高、有的要求實時性強，所以需要RTK技術(shù)。M

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y現(xiàn)代測量技術(shù)室新技術(shù)講座2.市國土地和房屋管理的應(yīng)用主要用于：土地管理：包括土地規(guī)劃、土地調(diào)查、土地征用管理等；房屋管理：城鎮(zhèn)和村莊地籍調(diào)查、房產(chǎn)權(quán)管理、房屋測繪、房產(chǎn)糾紛調(diào)查；礦產(chǎn)管理：礦產(chǎn)資源開發(fā)，礦產(chǎn)資源勘查、評價，礦產(chǎn)資源保護和產(chǎn)權(quán)糾紛，地質(zhì)災(zāi)害監(jiān)測和防治

要求精度在厘米級，需要RTK和RTD技術(shù)。M

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y現(xiàn)代測量技術(shù)室新技術(shù)講座M

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y現(xiàn)代測量技術(shù)室新技術(shù)講座測圖作業(yè)M

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n現(xiàn)代測量技術(shù)室新技術(shù)講座3.市公安交通及公路管理的應(yīng)用M

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y現(xiàn)代測量技術(shù)室公路局需求：公路規(guī)劃、設(shè)計、勘查測量；公路施工測量；公路維護測量；大橋安全性監(jiān)測；交通管理局：車輛管理和調(diào)度，以及車輛導(dǎo)航所需精度從厘米級到米級、需要RTK和RTD。新技術(shù)講座4.水利部門的應(yīng)用M

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y現(xiàn)代測量技術(shù)室水利部門對GNSS需求面比較廣。主要用于水利工程建設(shè)：工程控制測量、施工放樣、水工涵洞貫通測量，水利工程地形圖測繪；河道和水工建筑變形測量：大壩位移、堤壩測量；水土保持：土地利用、水土流失、滑坡監(jiān)測；防洪搶險：堤壩監(jiān)測、防洪指揮調(diào)度其要求精度從毫米到米級。實時性要求比較高。需采用RTK技術(shù)。新技術(shù)講座M

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y現(xiàn)代測量技術(shù)室新技術(shù)講座5．RTK應(yīng)用從工程走向機械和結(jié)構(gòu)物的安全監(jiān)測

RTK技術(shù)在工程中應(yīng)用很普遍如：用于圖根控制、地形測繪、房地產(chǎn)測量、施工放樣等。這些年開始用于大型結(jié)構(gòu)物安全監(jiān)測、機械自動化安裝吊裝，如大樓、大橋安全監(jiān)測；施工機械自動監(jiān)控、集裝箱吊裝等有廣闊應(yīng)用前景。M

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y現(xiàn)代測量技術(shù)室新技術(shù)講座RTK

應(yīng)用M

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y現(xiàn)代測量技術(shù)室新技術(shù)講座6.

應(yīng)用于農(nóng)業(yè)飛防M

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y現(xiàn)代測量技術(shù)室現(xiàn)

代

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量

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術(shù)

室新技術(shù)講座MM

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y7.科學(xué)實驗FAST望遠鏡饋源倉新技術(shù)講座8.林業(yè)部門的應(yīng)用森林保護測量；森林播種和飛防系統(tǒng)。其所需精度為厘米級和米級，需用RTK和RTD技術(shù)。M

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y現(xiàn)代測量技術(shù)室新技術(shù)講座9.氣象部門的應(yīng)用利用GNSS進行北京地區(qū)大氣水汽分布測試。進行城市小區(qū)域中短期預(yù)報水汽含量。為滿足奧運場館或大型活動對天氣預(yù)報的要求，GNSS基準(zhǔn)點間隔應(yīng)在30KM左右。GNSS氣象學(xué)要求厘米級地心坐標(biāo)、亞米級衛(wèi)星軌道。要求GNSS數(shù)據(jù)實時性強，至少每隔半小時回傳一次。M

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y現(xiàn)代測量技術(shù)室新技術(shù)講座10.

地質(zhì)災(zāi)害上應(yīng)用M

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y現(xiàn)代測量技術(shù)室新技術(shù)講座五、技術(shù)上的思考M

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y現(xiàn)代測量技術(shù)室研發(fā)自主產(chǎn)權(quán)的新一代CORS管理與服務(wù)平臺提供NETRTK、PPP、RTD、RTK等多種服務(wù)適合中國的通信網(wǎng)絡(luò)探索省級、國家級系統(tǒng)的建立方法。多中心系統(tǒng)的構(gòu)造技術(shù)多中心、多用戶、大區(qū)域系統(tǒng)的管理與服務(wù)技術(shù)

系統(tǒng)可靠性、可用性、精度等服務(wù)質(zhì)量保障技術(shù)。多套系統(tǒng)的資源共享技術(shù)共享資源，避免重復(fù)投資。新技術(shù)講座五、技術(shù)上的思考M

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y現(xiàn)代測量技術(shù)室低成本的系統(tǒng)建造技術(shù)低使用費用：通信費用系統(tǒng)內(nèi)部通信費用系統(tǒng)向用戶的通信費用低工程成本系統(tǒng)測