DGPS RTK技术及其在工程测量中的应用

《DGPS RTK技术及其在工程测量中的应用》由会员上传分享，免费在线阅读，更多相关内容在教育资源-天天文库。

1、DGPSRTK技术及其在工程测量中的应用柳响林　　全球定位系统（GPS）在测绘生产部门的应用前几年主要集中在控制测量上。作为测绘行业的一次技术革命，GPS不仅显著地提高了控制测量生产的效率（包括缩短作业周期、减低作业强度、降低作业消耗），而且还从根本上改变了控制测量的作业模式和流程，使控制测量全流程自动化。　　GPS定位技术近几年的进展主要集中在实时动态测量上。这项技术关键在于OTF（On-The-Fly）在航解求整周模糊度，目前这项技术已经成熟。高精度的实时动态差分DGPSRTK（Real-TimeKinematic）已经广泛应用于电力、公路、铁路的勘测设计和施工放样，地质石油勘探及大江大

2、河的水文地质调查。最近两年的动态GPS仪器的价格有所下降，OTF锁定整周模糊度的时间不断减少，已经受到测绘生产部门的关注或成为GPS用户的首选目标。 1  实时动态差分GPS系统的最低配置和基本特点　　实时动态差分GPS系统最低配置包括三个部分：①基准站。基准站由GPS双（单）频接收机、GPS天线、数据发送电台、天线、电源、脚架等部分组成。②流动站。流动站由GPS双（单）频接收机、GPS天线、数据接收电台、天线、电源、背包、HUSKY手控器、对中杆等组成。③支持实时动态差分的软件系统及各项工程测量应用功能。基准站接收机设在具有已知坐标的参考点位上，连续接收所有可视GPS卫星信号，并将测站坐标

3、、观测值、卫星跟踪状态及接收机工作状态通过数据链发送出去，流动站接收机在跟踪GPS卫星信号的同时接收来自基准站的数据，通过OTF算法解求载波相位整周模糊度，在通过相对定位模型获取所在点相对基准站的坐标和精度指标。OTF算法是RTK的关键技术，OTF算法很多，不同的厂家生产的动态GPS接收机使用不同的OTF算法。一般首先在未知点的近似坐标和协方差的基础上确定整周模糊度的搜索空间，在搜索空间内计算所有可能的模糊度解，然后通过比较最小方差选择最可能的解，最后通过比较最优解和次优解决定最后的模糊度解。　　以法国DassaultSercel（下称DSNP）生产的SCROPIO6002MK/SK动态GP

4、S接收机为例，其具备上述三个部分及其功能，其流动站实时动态软件通过下列基本步骤和功能获得流动站的精确坐标：①三差模型求定流动站所在位置的近似坐标。②利用OTF方法动态解求模糊度。距离较长时，削弱电离层的影响。观测条件恶劣时（只能收到四颗公共卫星时）具有模糊度重复性检核功能。③根据相对定位模型，实时解算流动站的WGS84坐标。④根据给定的转换参数，进行坐标系统的转换。⑤坐标解算精度评定。⑥如果精度指标不合理，根据第③步获得的坐标再重复②-⑤，待最终固定模糊度后，给出相应坐标系的精确坐标和精度指标。⑦还可以选择不同的初始化作业模式(EDGPS,OTF,STATIC,ZFIXED,POINT)。⑧

5、定位、放样、导航等功能的选择和转换。⑨测量结果的实时显示与绘图。⑩失锁后的重新动态初始化。　　另外，SCROPIO6002MK/SK动态双频GPS的LRK（LongReal-timeKinematic）模式的精度可达5mm+1ppm，几至几十秒钟的OTF初始化即可达到厘米级的实时精度。数据链也相当稳健。 2   实时动态差分GPS系统的作业流程和实施　　不同的测量工程要求不同的作业方法和作业流程，这里就实时动态差分GPS作业流程和实施的共性进行阐述。 　2.1        收集测区的控制点资料　　任何一个测量工程进入测区一定要首先收集测区的控制点资料，包括控制点的坐标、等级、中央子午线、坐

6、标系、是常规控制网还是GPS控制网、控制点的地形和位置环境是否适合作为动态GPS的参考站。 　2.2        求定测区转换参数　　DGPSRTK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当地坐标或我国的北京54坐标上进行的，这之间存在坐标转换的问题。GPS静态测量中，坐标转换是在事后处理时进行的。而DGPSRTK是用于实时测量的，要求立即给出当地的坐标，这使得坐标转换工作更显得重要。　　坐标转换的必要条件是：至少三个以上的大地点分别有WGS-84地心坐标和北京54坐标或当地坐标，利用步尔莎（Bursa）模型解求七个转换参数。步尔莎（Bursa）模型为：(1)式中是两个

7、坐标系统的平移参数，是两个坐标系统的旋转参数，是两个坐标系统的尺度比。在计算转换参数时，要注意下列几点：　　　(1).已知点最好选在测区四周及中心，均匀分布。能有效的控制测区。如果选在测区的一端，应计算出满足给定的精度和控制的范围。切记不可从一端无限制地向另一端外推。　　　(2).为了提高精度，最好选3个以上的点利用最小二乘法求解转换参数。为了校验转换参数的精度和正确性，还可以选用几个点不参与计算，而带入公式