GPS、RTK、网络RTK技术在工程测量应用中的基本原理.pdf

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1、墅窒皇型竺：：=：=：=————————————!!垡坠矍』!—————————————————————二竺!：!：当旦【文章编号】1673—0038(2013)07-0174—02GPS、RTK、网络RTK技术在工程测量应用中的基本原理罗兵温新开(江西核工业测绘院江西省南昌市330038)摘要：介绍了GPS、RTK、网络RTK技术在工程测量应用中的基本原理，为今后各个领域对高新测量技术的应用提供一定的参考。关键词：GPS；RTK技术；网络KTK技术我国经济的飞速发展，对建设工程施工质量的要求越来越高，而建设工程测量放样的成果直接影响着工程建设项目的质量等级、结构、安全及

2、建成后的功能等。文中通过对GPS、RTK、网络RTK技术的介绍以及类似技术在工程测量施工中运用的探讨，提出合理化建议。l工作原理GPS系统包括三部分：①空间部分：是由卫星星座组成。②地面控制系统：由监测站(MonitorStation)、主控制站(MasterMoni—torStation)、地面天线(GroundAntenna)所组成，主控制站位于美国科罗拉多州春田市(ColoradoSpring)。地面控制站负责收集由卫星传回之讯息，并计算卫星星历、相对距离、大气校正等数据。③用户设备部分：即GPS信号接收机。GPS定位的基本原理是通过接收卫星发射的信号并进行数据后处

3、理，采用空间距离后方交会的方法，确定待测点的空间位置。RTK测量技术即实时动态测量技术，是以载波相位测量与数据传输技术相结合的以载波相位测量为依据的实时差分GPS测量技术。RTK工作原理是：在已知高等级点上(基准点)安置1台GPS接收机，对所有可见卫星进行连续地观测，并将其观测数据和测站信息通过无线电传输设备，实时地发送给流动站，流动站GPS接收机在接收GPS卫星信号的同时，通过无线接收基准站发射的信息数据，将观测值实时进行差分处理，得到基准站和流动站基线向量(△x，Ay，AZ)，基线向量加上基准站坐标得到流动站每一个WGS一84坐标，通过坐标转换参数转换实时解算出流动站

4、的三维坐标及其精度。网络RTK技术就是利用连续运行卫星定位基准站的观测信息，以GPS网络体系结构为基础，建立精确的差分信息解算模型，解算出高精度的差分数据，然后通过无线通讯数据链将差分数据发送给用户。与常规GPS技术相比，无论是在作业范围、测量精度还是在可靠性和性能等各方面，网络PTK技术都是测量技术的巨大进步。2在工程施工中的应用及方法2．1GPS的应用流程GPS定位技术具有定位精度高、观测迅速、测站之间不用通视、操作简便等特点，被广泛应用于现代工程测量中，尤其是在·174·控制测量中起着重要的作用。2．1．1资料收集及踏勘选点收集工程周边高等级控制点，并调查其坐标系统

5、、等级、保存情况及通视情况等。同时根据工程建设需要选取新的控制点，选点应选择在视野开阔、视场内障碍物的高度角一般应小于15。、远离大功率无线电发射源(如电视台微波站)、高压线等干扰卫星信号接收的设备；交通便利、地面基础稳定易于保存的地方。2．1．2GPS外业观测实施外业观测必须保证两台以上接收机作业。GPS外业观测操作比较简单，首先将接收机天线安置于点位上，进行对中、整平，再将控制器，外接电池传感器，天线用电缆连接好，注意接口不要连错，打开控制器，搜索卫星进入工作状态。同时要向控制器输入仪器高、点号等必要信息。其它如PDOP、GDOP变化情况，卫星失锁情况，点位周围障碍物

6、情况也应做好人工记录。另外GPS可全天候作业，要注意的是GPS作业时要求工作的几台接收机尽量保证在同一时间开机、关机。即同一时段，以确保有足够的重合观测时问。关于观测时问的长短取决于控制点的等级、基线长度及接收机类型。2．1．3内业数据下载与处理外业观测工作结束后，将GPS接收机中的数据传输到微机中，同时做好数据备份。首先，进行求解基线量即AX”Ay。Azij、和它们的方差一协方差阵，如有个别基线未解出，要查明原因必要时进行补测。然后，校核同步环、异步环闭合差是否满足规程要求。同步环各坐标差分量闭合差应符合下式规定：w，≤笔旦W，≤鼍旦w：≤笔旦其中：叮为相应级别的基线中

7、误差，边长按实际平均边长计算。异步环应符合下式规定：W。、<3tr烁W。<3tr诋W。<3tr诋w。<3cr诋其中：n为闭合环边数，盯为基线测量中误差；W：诉丽坐标转换与平差计算：GPS定位结果都属于WGS一84坐标系统，而在工程上，常用的是国家坐标系或地方坐标系，如我国的北京54坐标系，西安80坐标系等。因此必须将两个坐标系间进行转换，转换的原理是利用地面联测点求出两种坐标系下的七个转换参数，即三个平移、三个旋转，一个尺度参数，将基线向量投影到地方坐标系中，然后利用地面已知点进行约束和无约束平差，最终将点位坐标成果及精度分析