無人機航測技術(shù)與應(yīng)用課件：衛(wèi)星導(dǎo)航與RTK測量

衛(wèi)星導(dǎo)航與RTK測量

目錄/Contents01024.4.1

GPS衛(wèi)星導(dǎo)航方法4.4.2

GNSS-RTK測量4.4.1

GPS衛(wèi)星導(dǎo)航方法導(dǎo)航的任務(wù)是引導(dǎo)航行體自起點出發(fā)沿著預(yù)定的航線，經(jīng)濟(jì)而安全地到達(dá)目的地。經(jīng)常測定航行中的航行體位置，是完成導(dǎo)航任務(wù)的一個重要課題，因為引航人員需要隨時了解航行體已經(jīng)到達(dá)的位置，以便掌握航行體的運動狀態(tài)，判明其有無偏離預(yù)定的航線，偏離的程度如何，當(dāng)前的處境有無危險，原定計劃航線能否繼續(xù)實施，還是需做適當(dāng)?shù)恼{(diào)整和修正等。正因為在航行中定位問題如此重要，因此習(xí)慣上將測定位置的方法和技術(shù)稱為導(dǎo)航。4.4.1

GPS衛(wèi)星導(dǎo)航方法

1．基本概念對于任何某一具體的導(dǎo)航過程，首先必須確定本次航行的起始點、目的點以及航行計劃路徑。路徑的標(biāo)定一般是用一系列均勻分布于路徑上的坐標(biāo)點來確定，這些坐標(biāo)點稱為航路點。起始點、目的點、航路點的位置坐標(biāo)可以是從地圖上量取的，也可以是直接測得的，總之必須是已知的，如圖4-33所示。4.4.1

GPS衛(wèi)星導(dǎo)航方法在航行過程中，GPS定位系統(tǒng)能夠?qū)崟r提供航行體位置信息（即坐標(biāo)），結(jié)合計算機中存儲的航行路徑中各航路點位置信息，可以計算出各種可以用來糾正航行偏差、指導(dǎo)正確航行方向的制導(dǎo)參數(shù)，如應(yīng)飛航跡角、偏航距和待航距離（待航時間）等，如圖4-34所示。各制導(dǎo)參數(shù)的含義如下：4.4.1

GPS衛(wèi)星導(dǎo)航方法4.4.1

GPS衛(wèi)星導(dǎo)航方法（1）應(yīng)飛航跡角正北方向順時針旋轉(zhuǎn)到航行計劃規(guī)定航線的角度。（2）地速v鄰近航路點相連構(gòu)成的航行軌跡的前進(jìn)方向。（3）真航向瞬間機身的飛行方向。（4）航跡角正北方向順時針旋轉(zhuǎn)到地速v方向的夾角。（5）偏流角真航向與地速v之間的瞬間夾角。（6）航跡角誤差地速v與航行計劃規(guī)定的航線間的夾角。（7）偏航距瞬間飛機的中心位置偏離航行計劃規(guī)定航線的距離。4.4.1

GPS衛(wèi)星導(dǎo)航方法利用制導(dǎo)參數(shù)，可以計算出航行體的操作指令，再通過控制系統(tǒng)，可以實現(xiàn)航行的自動控制。按照給定的航行計劃航行，常因自然條件和任務(wù)的改變而不可能實現(xiàn)。隨著科學(xué)技術(shù)的發(fā)展，20世紀(jì)80年代民用飛機以經(jīng)濟(jì)、準(zhǔn)時、安全為目的，發(fā)展形成了飛行管理系統(tǒng)；軍用飛機以完成軍事任務(wù)為目的，發(fā)展形成了飛行綜合控制系統(tǒng)；公路交通以經(jīng)濟(jì)、快速為目的，發(fā)展形成了智能交通管理系統(tǒng)。4.4.1

GPS衛(wèi)星導(dǎo)航方法這些系統(tǒng)都能在任務(wù)和地理、交通、氣象情況改變的條件下自動計算出最優(yōu)的前進(jìn)路徑，并將控制系統(tǒng)和導(dǎo)航系統(tǒng)組合在一起，完成航行任務(wù)。這些系統(tǒng)對導(dǎo)航系統(tǒng)的準(zhǔn)確性和可靠性提出了更高的要求，促使導(dǎo)航系統(tǒng)向綜合化和容錯化方向發(fā)展。4.4.1

GPS衛(wèi)星導(dǎo)航方法2．GPS單機導(dǎo)航顧名思義，單機就是在航行體上僅僅裝配一臺GPS接收機，單獨實時導(dǎo)航，其在地質(zhì)勘探、資源調(diào)查、船只航行、汽車導(dǎo)航等方面得到了廣泛應(yīng)用。因為一臺GPS接收機只要能接收到4顆以上的衛(wèi)星信號便可測定出所在的位置。因此，GPS單機導(dǎo)航操作和使用非常簡單，價格也便宜，且具有全天候、全球性、較高精度及實時三維定位和測速能力。4.4.1

GPS衛(wèi)星導(dǎo)航方法但是在眾多的情況下，單機導(dǎo)航還需要配備適當(dāng)?shù)妮o助設(shè)備，以保證導(dǎo)航的可靠性。如船只航行不僅要確定船的實時位置，還必須實時測定水深，才不致使船只觸礁而保證能夠安全地航行。4.4.1

GPS衛(wèi)星導(dǎo)航方法又如汽車導(dǎo)航時，當(dāng)汽車行駛在高層建筑林立的街道或林蔭道上時，可能GPS接收機接收不到足夠的衛(wèi)星數(shù)以滿足定位的需要，故一般在汽車上還要配備電子羅盤，結(jié)合速度計和相應(yīng)軟件來實現(xiàn)不能實施GPS定位情況下的連續(xù)定位導(dǎo)航工作。在陸地車輛的導(dǎo)航中，還經(jīng)常配備導(dǎo)航電子地圖、交通信息庫和智能選線功能，以幫助駕駛員安全、快速地到達(dá)目的地。4.4.1

GPS衛(wèi)星導(dǎo)航方法

3．差分GPS導(dǎo)航由于SA（SelectiveAvailability）政策即可用性選擇政策降低了使用C/A碼單頻接收機民用用戶的定位精度，因而提出了如何提高民用定位精度的問題。差分GPS導(dǎo)航就是適應(yīng)這一要求而產(chǎn)生的，其原理如圖4-35所示。在地面已知位置上設(shè)置一個地面站，地面站由一個GPS差分接收機和一個GPS差分發(fā)射機組成。差分接收機接收GPS衛(wèi)星信號，監(jiān)測GPS差分系統(tǒng)的誤差，并按規(guī)定的時間間隔將修正信息發(fā)送給用戶，用戶再用修正信息校正自己的測量或位置解。差分GPS導(dǎo)航有以下兩種工作方式。4.4.1

GPS衛(wèi)星導(dǎo)航方法4.4.1

GPS衛(wèi)星導(dǎo)航方法（1）位置差分法差分接收機和用戶接收機一樣，通過偽距測量確定自己的位置，即將測量確定的位置數(shù)據(jù)和已知位置數(shù)據(jù)進(jìn)行比較，求得位置改正數(shù)Δx、Δy、Δz。通過發(fā)射機將這些位置修正信息發(fā)送給用戶接收機，用戶接收機再用以校正自己的輸出坐標(biāo)。4.4.1

GPS衛(wèi)星導(dǎo)航方法（2）偽距差分法地面接收機對所有可見衛(wèi)星測距，并根據(jù)星歷數(shù)據(jù)和已知位置計算用戶到衛(wèi)星的距離，兩者相減得到偽距誤差，將偽距誤差作為修正信息發(fā)送給用戶接收機，用戶接收機用來修正自己測量的偽距，然后進(jìn)行定位計算。這種方法不要求用戶接收機和地面接收機使用相同的星座，使用方便，但對地面接收機要求的通道數(shù)多。4.4.1

GPS衛(wèi)星導(dǎo)航方法上述兩種工作方式都是以用戶接收機和地面接收機具有相同的誤差為前提的。實際上兩臺接收機所處的位置不同，接收機本身也不一樣，因此誤差不可能相同，因而隨著兩臺接收機間距離的增大，修正效果會變差。4.4.1

GPS衛(wèi)星導(dǎo)航方法在差分GPS導(dǎo)航中，如果地面站向用戶發(fā)送修正信息時，能夠完全按照導(dǎo)航衛(wèi)星發(fā)送的信號格式發(fā)送信號，則用戶接收機就可以把地面站也看作是一顆衛(wèi)星，稱為“偽衛(wèi)星”。這種采用偽衛(wèi)星的差分GPS相當(dāng)于增加了一顆衛(wèi)星，因而可以有效地改善導(dǎo)航衛(wèi)星的幾何配置，從而進(jìn)一步提高導(dǎo)航精度，而且可以增強完整性自主檢測的能力。4.4.1

GPS衛(wèi)星導(dǎo)航方法4．GPS/慣性綜合導(dǎo)航GPS是一種高精度的全球三維實時導(dǎo)航的衛(wèi)星導(dǎo)航系統(tǒng)，其導(dǎo)航定位的全球性和高精度，使之成為一種先進(jìn)的導(dǎo)航設(shè)備。但是GPS也存在一些不足之處，主要是：衛(wèi)星星座對地球覆蓋不完善，特別是在中緯度地區(qū)，存在所謂的“間隔區(qū)”。另外，GPS接收機的工作受到飛行器機動的影響，當(dāng)飛行器的機動超過GPS接收機的動態(tài)范圍時，接收機會失鎖，從而不能工作，或者動態(tài)誤差太大，超過允許值，不能使用。4.4.1

GPS衛(wèi)星導(dǎo)航方法當(dāng)用于無人駕駛的飛行器時，由于GPS接收機數(shù)據(jù)更新頻率低（一般每秒一次），因而難以滿足實時控制的要求。由于上述不足，目前GPS全球定位系統(tǒng)在高可靠性的領(lǐng)域，還只能作為一種輔助導(dǎo)航設(shè)備，而不能作為唯一的導(dǎo)航設(shè)備使用。

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GPS衛(wèi)星導(dǎo)航方法慣性導(dǎo)航系統(tǒng)由于工作的完全自主性，在航空、航天、航海和許多民用領(lǐng)域都得到了廣泛的應(yīng)用，成為目前各種航行體上應(yīng)用的一種主要導(dǎo)航設(shè)備。其主要缺點是導(dǎo)航定位誤差隨著時間增長，因而難以長時間獨立工作。4.4.1

GPS衛(wèi)星導(dǎo)航方法GPS/慣性綜合導(dǎo)航克服了各自的缺點，取長補短，使綜合后的導(dǎo)航精度高于兩個系統(tǒng)單獨工作的精度。其優(yōu)點表現(xiàn)為：對慣性導(dǎo)航系統(tǒng)可以實現(xiàn)慣性傳感器的校準(zhǔn)、慣性導(dǎo)航系統(tǒng)的空中對準(zhǔn)、慣性導(dǎo)航系統(tǒng)高度通道的穩(wěn)定等，從而可以有效地提高慣性導(dǎo)航系統(tǒng)的性能和精度；對GPS、慣性導(dǎo)航系統(tǒng)的輔助可以提高其跟蹤衛(wèi)星的能力，提高接收機的動態(tài)特性和抗干擾性。4.4.1

GPS衛(wèi)星導(dǎo)航方法另外，GPS/慣性綜合導(dǎo)航還可以實現(xiàn)GPS完整性的檢測，從而提高了導(dǎo)航的可靠性。GPS/慣性綜合導(dǎo)航還可以實現(xiàn)一體化，把GPS接收機放入慣性導(dǎo)航部件中，這樣系統(tǒng)的體積、重量和成本都可以顯著減小，且便于實現(xiàn)慣性導(dǎo)航和GPS的同步，減小非同步誤差?？傊?，GPS/慣性綜合導(dǎo)航可以構(gòu)成一種比較理想的導(dǎo)航系統(tǒng)，是目前導(dǎo)航技術(shù)發(fā)展的主要方向。4.4.1

GPS衛(wèi)星導(dǎo)航方法GPS接收機和慣性導(dǎo)航系統(tǒng)的綜合，根據(jù)不同的應(yīng)用要求，可以有不同水平的綜合，即綜合的深度不同。按照綜合深度，可以把綜合系統(tǒng)大體分為兩類，一類稱為松散綜合或簡易綜合，另一類稱為緊密綜合。（1）松散綜合這是一種低水平的綜合，其主要特點是GPS和慣性導(dǎo)航仍能獨立工作，綜合作用僅表現(xiàn)在用GPS輔助慣性導(dǎo)航。屬于這類綜合的有兩種模式。4.4.1

GPS衛(wèi)星導(dǎo)航方法

1）用GPS重調(diào)慣性導(dǎo)航。這是一種最簡易的綜合方式，可以有以下兩種工作方式。①用GPS給出的位置、速度信息直接重調(diào)慣性導(dǎo)航系統(tǒng)的輸出。實際上就是在GPS工作期間，慣性導(dǎo)航顯示的是GPS的位置和速度；GPS停止工作時，慣性導(dǎo)航在原顯示的基礎(chǔ)上變化，即GPS停止工作瞬時的位置和速度作為慣導(dǎo)系統(tǒng)的初值。②把慣性導(dǎo)航和GPS輸出的位置和速度信息進(jìn)行加權(quán)平均，其原理框圖如圖4-36所示。4.4.1

GPS衛(wèi)星導(dǎo)航方法在短時間工作的情況下，第二種工作方式精度較高。而長時間工作時，由于慣性導(dǎo)航誤差隨時間增長，因此慣性導(dǎo)航輸出的加權(quán)隨工作時間增長而減少，因而長時間工作時，其性能和第一種工作方式基本相同。2）用位置、速度信息綜合。這是采用綜合卡爾曼濾波器的一種綜合模式，其原理框圖如圖4-37所示。用GPS和慣性導(dǎo)航輸出的位置和速度信息的差值作為量測值，經(jīng)過綜合卡爾曼濾波，估算慣性導(dǎo)航系統(tǒng)的誤差，然后對慣性導(dǎo)航系統(tǒng)進(jìn)行改正。4.4.1

GPS衛(wèi)星導(dǎo)航方法

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GPS衛(wèi)星導(dǎo)航方法這種綜合模式的優(yōu)點是綜合工作比較簡單，便于工程實現(xiàn)，而且兩個系統(tǒng)仍然獨立工作，使導(dǎo)航信息有一定余度。其缺點是GPS的位置和速度誤差通常是與時間相關(guān)的，特別是GPS接收機應(yīng)用卡爾曼濾波器時更是如此。（2）緊密綜合緊密綜合是指高水平的綜合或深度綜合，其主要特點是GPS接收機和慣性導(dǎo)航系統(tǒng)相互輔助。為了更好地實現(xiàn)相互輔助的作用，最好是將GPS和慣性導(dǎo)航系統(tǒng)按照綜合的要求進(jìn)行一體化設(shè)計。4.4.1

GPS衛(wèi)星導(dǎo)航方法屬于緊密綜合的基本模式是偽距、偽距率的綜合，以及在偽距、偽距率綜合基礎(chǔ)上再加上用慣性導(dǎo)航位置和速度對GPS接收機跟蹤環(huán)節(jié)進(jìn)行輔助，也可以再增加對GPS接收機導(dǎo)航功能的輔助。用于高動態(tài)飛行器上的GPS/慣性綜合導(dǎo)航通常都是采用緊密綜合模式。1）采用偽距、偽距率的綜合。這種模式的原理框圖如圖4-38所示。用GPS給出的星歷數(shù)據(jù)和INS給出的位置和速度計算相應(yīng)于慣性導(dǎo)航位置和速度的偽距ρⅠ

和偽距率ρⅠ。4.4.1

GPS衛(wèi)星導(dǎo)航方法4.4.1

GPS衛(wèi)星導(dǎo)航方法

2）用慣性速度信息輔助GPS接收機環(huán)路。用慣性速度信息輔助GPS接收機環(huán)路，可以有效地提高環(huán)路的等效帶寬，提高接收機的抗干擾性，減小動態(tài)誤差，提高跟蹤和捕獲性能。通常高動態(tài)用戶接收機都采用慣性速度輔助。3）用慣性位置和速度信息輔助GPS導(dǎo)航功能GPS接收機的導(dǎo)航功能有很多也采用卡爾曼濾波技術(shù)。對高動態(tài)接收機，其導(dǎo)航濾波器的狀態(tài)為3個位置、3個速度、3個加速度、用戶時鐘誤差和時鐘頻率誤差共11個狀態(tài)。而低動態(tài)接收機則去掉3個加速度狀態(tài)，只有8個加速度狀態(tài)。4.4.1

GPS衛(wèi)星導(dǎo)航方法如果把GPS接收機導(dǎo)航濾波器的位置、速度狀態(tài)看作慣性導(dǎo)航系統(tǒng)簡化的位置、速度誤差狀態(tài)，則用GPS濾波器的估算值校正慣性導(dǎo)航系統(tǒng)輸出的位置和速度信息，即可得到GPS的導(dǎo)航解算。這種情況稱為GPS的導(dǎo)航功能是在慣性輔助下完成的。目錄/Contents01024.4.1

GPS衛(wèi)星導(dǎo)航方法4.4.2

GNSS-RTK測量4.4.2

GNSS-RTK測量下面內(nèi)容摘自上海華測導(dǎo)航技術(shù)股份有限公司的RTK測量內(nèi)部培訓(xùn)資料。GNSS是所有全球?qū)Ш叫l(wèi)星系統(tǒng)及其增強系統(tǒng)的集合，是利用全球的所有導(dǎo)航衛(wèi)星所建立的覆蓋全球的全天候無線電導(dǎo)航系統(tǒng)。目前可供利用的全球衛(wèi)星導(dǎo)航系統(tǒng)有中國的BDS、美國的GPS、俄羅斯的GLONASS以及歐空局的Galileo。

4.4.2

GNSS-RTK測量1．傳統(tǒng)RTK的含義常規(guī)的GNSS測量方法，如靜態(tài)、快速靜態(tài)、動態(tài)測量都需要事后進(jìn)行解算才能獲得厘米級的精度，而RTK是能夠在野外實時得到厘米級定位精度的測量方法，它采用了載波相位動態(tài)實時差分（RealTimeKinematic，RTK）方法，是GNSS應(yīng)用的重大里程碑，它的出現(xiàn)為工程放樣、地形測圖和各種控制測量帶來了新的曙光，極大地提高了外業(yè)作業(yè)效率。4.4.2

GNSS-RTK測量2．RTK的定位原理RTK的定位原理是將一臺接收機置于基準(zhǔn)站上，另一臺或幾臺接收機置于載體（稱為流動站）上。基準(zhǔn)站和流動站同時接收同一時間、同一GNSS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GNSS差分改正值。4.4.2

GNSS-RTK測量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)星的流動站，精化其GNSS觀測值，從而得到經(jīng)差分改正后流動站較準(zhǔn)確的實時位置。差分的數(shù)據(jù)類型有偽距差分、位置差分和載波相位差分三類。前兩類差分定位誤差的相關(guān)性會隨基準(zhǔn)站與流動站的空間距離的增加而迅速降低，故RTK采用載波相位差分。4.4.2

GNSS-RTK測量3．RTK數(shù)據(jù)鏈（1）電臺模式1）超高頻率（UltraHighFrequency，UHF），其頻率為300～300000MHz；其波屬于微波，波長為1mm～1m的空間波，小容量微波中繼通信。2）甚高頻（VeryHighFrequency，VHF），其頻率為3～30MHz；其波屬于短波，波長為10m～100m，空間波。4.4.2

GNSS-RTK測量（2）網(wǎng)絡(luò)模式1）GPRS（GeneralPacketRadioService），通用分組無線業(yè)務(wù)，是在現(xiàn)有的GSM系統(tǒng)上發(fā)展出來的一種新的分組數(shù)據(jù)承載業(yè)務(wù)。2）CDMA（CodeDivisionMultipleAccess），碼分多址數(shù)字無線技術(shù)。4．電臺模式及具體操作（1）電臺模式的連接方式電臺模式基準(zhǔn)站和移動站各部件的連接方式如圖4-39所示。4.4.2

GNSS-RTK測量

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GNSS-RTK測量（2）電臺模式的特點1）作業(yè)距離一般為0～28km，特別是在山區(qū)或城區(qū)傳播距離會受到影響。2）電臺信號容易受干擾，所以要遠(yuǎn)離大功率干擾源。3）電臺的架設(shè)對環(huán)境有非常高的要求，一般選在比較空曠地域，周圍沒有遮擋物，而且基準(zhǔn)站架設(shè)得越高，作業(yè)距離越遠(yuǎn)。4）對汽車蓄電池的電量要求較高，出外業(yè)之前汽車蓄電池一定要充滿電或有足夠的電量。4.4.2

GNSS-RTK測量（3）基準(zhǔn)站的架設(shè)1）對于任意架站，應(yīng)選擇地域相對空曠、地勢相對較高且周圍沒有干擾的地方架設(shè)基準(zhǔn)站。2）架設(shè)儀器時，要注意儀器的安裝以及各種數(shù)據(jù)線和電源線的連接。3）發(fā)射天線最好遠(yuǎn)離基準(zhǔn)站主機3m以上。4.4.2

GNSS-RTK測量（4）基準(zhǔn)站的啟動1）如果基準(zhǔn)站是自啟動的，則開機即可；主機搜完衛(wèi)星后便可發(fā)射，然后電臺連接上汽車蓄電池，注意正負(fù)極的連接。2）如果用電子手簿去啟動基準(zhǔn)站，具體操作步驟如下：①打開華測測地通軟件，通過藍(lán)牙或串口線與基準(zhǔn)站主機連接。②新建并保存任務(wù)。③在“配置”→“基準(zhǔn)站”選項中，天線高度、天線類型，測量到的位置要根據(jù)具體的情況進(jìn)行設(shè)置，其他選項為默認(rèn)設(shè)置。4.4.2

GNSS-RTK測量④在“測量”→“啟動基準(zhǔn)站接收機”設(shè)置中，如果是在任意點架站，輸入點名即可；如果是在已知點上架站，則直接選擇這個點坐標(biāo)即可。3）對于自啟動的方式也可以通過下載相關(guān)軟件來設(shè)置。首先通過數(shù)據(jù)線將主機與計算機連接上（可以是USB或者串口連接）；打開下載功能，連接主機后單擊“設(shè)置”按鈕。4.4.2

GNSS-RTK測量4）電臺發(fā)射。①原始數(shù)據(jù)輸出+自啟動+Port1。②正常模式+自啟動+Port2。③正常模式+自啟動+Port2+CDMA/GPRS。5）網(wǎng)絡(luò)發(fā)射。①正常模式+自啟動+Port2+CDMA/GPRS。②正常模式+自啟動+CDMA/GPRS。4.4.2

GNSS-RTK測量6）接收機復(fù)位以上設(shè)置完成后，單擊“應(yīng)用”按鈕，然后斷開主機與計算機的連接，用電子手簿測地通軟件進(jìn)行“接收機復(fù)位”，接收機設(shè)置如圖4-40所示。（5）查看基準(zhǔn)站是否已經(jīng)正常發(fā)射1）查看DL3電臺的電臺燈是否一秒閃爍一次。2）注意DL3電臺面板上的電壓是否存在跳動，發(fā)射功率越大，電壓跳動的幅度也越大；如果顯示“太低”，注意更換蓄電池或降低發(fā)射功率。3）查看流動站電臺燈是否閃爍，能否差分。4.4.2

GNSS-RTK測量（6）移動站的啟動1）移動站與電子手簿測地通軟件通過串口線或藍(lán)牙進(jìn)行連接。2）移動站電臺燈如果每秒閃爍一次，表示收到電臺信號，在“單點定位”的情況下，直接單擊“測量”→“啟動移動站接收機”即可，大約10s多后就可差分，在移動站得到固定解后可進(jìn)行測量。注意：當(dāng)基準(zhǔn)站正常發(fā)射信號時，若移動站沒有信號，應(yīng)注意頻率是否統(tǒng)一，要對移動站進(jìn)行讀寫頻率的設(shè)置。（7）測量或放樣測量或放樣界面如圖4-41所示。4.4.2

GNSS-RTK測量

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GNSS-RTK測量（8）對移動站進(jìn)行讀寫頻率的設(shè)置對上海華測導(dǎo)航技術(shù)股份有限公司的產(chǎn)品X90D\X90F\X91等型號的儀器進(jìn)行讀寫頻率的設(shè)置，方法如下：1）可直接在測地通軟件的“內(nèi)置電臺和GPRS”選項中設(shè)置模式和頻率，如圖4-42所示。2）也可以用電子手簿上或計算機中的HCGPRS進(jìn)行設(shè)置，改變頻率，如圖4-43所示。4.4.2

GNSS-RTK測量

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GNSS-RTK測量

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GNSS-RTK測量

5．網(wǎng)絡(luò)模式及具體操作

1）網(wǎng)絡(luò)通信模式采用GPRS或CDMA撥號上網(wǎng)，其邏輯關(guān)系如圖4-44所示。4.4.2

GNSS-RTK測量（2）網(wǎng)絡(luò)通信模式1）基準(zhǔn)站：包括外掛模塊和內(nèi)置模塊，通過串口線直接接入Internet。2）移動站：包括外掛模塊，內(nèi)置模塊，電子手簿CF卡（手簿網(wǎng)絡(luò)模式）和藍(lán)牙手機。（3）網(wǎng)絡(luò)通信模式的特點1）優(yōu)點：信號作用距離遠(yuǎn)，攜帶方便。2）缺點：容易造成差分?jǐn)?shù)據(jù)延遲2～5s；在沒有手機信號的地方無法使用；需要一定的手機費用。4.4.2

GNSS-RTK測量（4）基準(zhǔn)站設(shè)置——華測X90G/X90D/X90F/X91（內(nèi)置GPRS）1）要設(shè)置成自啟動，模式為：正常模式+自啟動+Port2+CDMA/GPRS；正常模式+自啟動+CDMA/GPRS。2）對內(nèi)置GPRS模塊進(jìn)行設(shè)置：可以通過計算機中的HCGPRS軟件進(jìn)行設(shè)置；或者通過電子手簿中的HCGPRS軟件進(jìn)行設(shè)置。華測X90D/X90F/X91也可直接在測地通軟件的“內(nèi)置電臺和GPRS”選項中進(jìn)行設(shè)置。4.4.2

GNSS-RTK測量3）通過計算機中的HCGPRS軟件進(jìn)行通信參數(shù)的設(shè)置。首先在計算機上安裝華測RTK軟件，通過單擊“開始”→“程序”→“HUACERTK”→“工具”下的HCGPRS軟件，將主機與計算機連接上。4.4.2

GNSS-RTK測量華測服務(wù)器地址為222.44.183.12；UDP協(xié)議端口選9902；TCP協(xié)議端口選9901。具體設(shè)置如圖4-45所示，通訊協(xié)議1一選擇“UDP一對多”；服務(wù)器IP輸入：222.44.183.12；端口輸入9902；APN接入點名稱：CMNET；移動服務(wù)商號碼：*99***1#；撥號用戶名、密碼項不用輸入；模式選擇“基準(zhǔn)站”；端口號是主機與計算機連接的端口；硬件類型選擇“X90D”；“原始協(xié)議”不勾選（它是針對外置模塊的），最后單擊“更新”按鈕。4.4.2

GNSS-RTK測量TCP（TransmissionControlProtocol，傳輸控制協(xié)議）是基于連接的協(xié)議，也就是在正式發(fā)送數(shù)據(jù)前先建立可靠連接，比較安全，適用于數(shù)據(jù)量大的環(huán)境。UDP（UserDataProtocol，用戶數(shù)據(jù)協(xié)議）是與TCP相對應(yīng)的協(xié)議，是面向非連接的協(xié)議，它不與對方建立連接，而是直接將數(shù)據(jù)包發(fā)送過去。UDP適用于一次只傳送少量數(shù)據(jù)、對可靠性要求不高的應(yīng)用環(huán)境。4.4.2

GNSS-RTK測量4.4.2

GNSS-RTK測量

4）通過電子手簿上的HCGPRS軟件進(jìn)行通信參數(shù)的設(shè)置。打開電子手簿，可以在手簿桌面上直接雙擊圖標(biāo)，也可以通過“開始”菜單打開HCGPRS軟件，然后進(jìn)行設(shè)置。首先通過藍(lán)牙或數(shù)據(jù)線連接主機，單擊“獲取”按鈕，然后打開軟鍵盤，輸入服務(wù)器IP、端口和APN接入點名稱，具體設(shè)置與在計算機上設(shè)置的方式一樣；然后單擊“更新”按鈕，如圖4-46所示。通訊協(xié)議與軟件界面保持一致。4.4.2

GNSS-RTK測量4.4.2

GNSS-RTK測量（5）基準(zhǔn)站設(shè)置——外置模塊的設(shè)置華測GNSSRTK接收機的基準(zhǔn)站與外置模塊的連接關(guān)系如圖4-47所示。外置模塊的設(shè)置可以通過計算機中的HCGPRS軟件來設(shè)置，將模塊通過數(shù)據(jù)線與計算機相連，打開HCGPRS，具體設(shè)置與內(nèi)置模塊的設(shè)置一樣。勾選“原始協(xié)議”，直接進(jìn)入GPRS選項卡進(jìn)行設(shè)置，參數(shù)設(shè)置方法如圖4-48所示。4.4.2

GNSS-RTK測量4.4.2

GNSS-RTK測量（6）移動站的設(shè)置——外置模塊的設(shè)置移動站外置模塊的設(shè)置方法同上，其中基準(zhǔn)站ID是基準(zhǔn)站模塊的S/N號，如果是華測內(nèi)置的基準(zhǔn)站，則輸入基準(zhǔn)站主機的S/N號即可。模塊設(shè)置好后直接連接到主機上，啟動移動站即可。華測GNSSRTK接收機移動站外置模塊的設(shè)置界面基本如圖4-48所示，只是模式應(yīng)為移動站。4.4.2

GNSS-RTK測量

6．網(wǎng)絡(luò)RTK以及儀器的操作（1）網(wǎng)絡(luò)RTK簡介網(wǎng)絡(luò)RTK技術(shù)實際上是一種多基準(zhǔn)站技術(shù)，它利用了多個參考站的聯(lián)合數(shù)據(jù)。其常用的技術(shù)和軟件如下：1）天寶（Trimble）公司的VRS虛擬參考站技術(shù)，GPSnet軟件。2）德國徠卡（Leica）公司的MAX主輔站技術(shù)，SpiderNET軟件。3）株式會社索佳·拓普康公司的TOPnet軟件。4）上海華測導(dǎo)航技術(shù)股份有限公司的APIS軟件。4.4.2

GNSS-RTK測量（2）網(wǎng)絡(luò)RTK的優(yōu)勢1）無須架設(shè)參考站，省去了野外工作中的值守人員和架設(shè)參考站的時間，降低了作業(yè)成本，提高了生產(chǎn)率。2）使得傳統(tǒng)作業(yè)模式的“1+1”GNSS接收機真正等于2，生產(chǎn)率得到雙倍提高。3）不需要再四處尋找控制點。4）擴(kuò)大了作業(yè)半徑，網(wǎng)絡(luò)覆蓋范圍內(nèi)能夠得到均等的精度。5）在CORS（連續(xù)運行參考站）覆蓋區(qū)域內(nèi)，能夠?qū)崿F(xiàn)測繪坐標(biāo)系和定位精度的統(tǒng)一，便于測量成果的系統(tǒng)轉(zhuǎn)換和多用途處理。4.4.2

GNSS-RTK測量（3）CORS系統(tǒng)連續(xù)運行參考站（CORS）也稱為臺站網(wǎng)，是一個或若干個固定的、連續(xù)運行的GNSS參考站，