03测图控制测量 - 3GPS-RTK概述.doc
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一、RTK定位原理概述RTK测量利用的是载波相位差分GPS技术来实时定位的,正是凭借差分改正和载波相位测距两种测量方法才使得动态定位的精度可以达到厘米级。
差分GPS技术是利用了基准站与流动站之间空间的相关性来进行差分改正的,从而将定位的误差削弱。
标准的差分GPS 原理是将基准站架设在高精度的已知点控制点上,通过基准站单点定位确定测站的位置坐标,然后通过实时定位测得的坐标与控制点坐标的比对,从而确定基准站上的定位误差。
但在实际生产中,为了提高测量效率,基准站通常也可以架设在未知点上。
下文就RTK基准站架设的两种情况进行解释。
说明其架设原理。
GPS系统定位采用的是WGS-84坐标系,如下图所示。
它是一个地心坐标系,所有的GPS接收定位测得的坐标都是基于该坐标系的坐标。
换而言之,GPS接收机只能识别WGS-84坐标。
但是在实际应用过程中,用户基于定位精度、坐标保密、控制变形等原因往往会建立其他坐标系统。
这样就涉及到了坐标系统之间的相互转换,所以这就是为何几乎所有的GPS解算软件中都有坐标系统转换程序的原因。
现就国内坐标系统的应用为基础,介绍一下RTK测量时坐标系统的转换方法。
至今为止,我国使用的平面坐标系统主要有北京54坐标系统、西安80坐标系统和国家2000坐标系统。
这三者之间的本质区别在于采用了不同的椭圆基准。
在实际生产中还存在地方独立坐标系统,它是在上述几种坐标系的基础上建立的。
高程坐标系统主要有1956黄海高程基准和1985国家高程基准两个系统组成。
坐标系统的转换方法主要有七参数、四参数、三参数和一参数等。
根据两套坐标系统之间的几个关系可以采用相应的转换方法。
RTK测量过程中坐标系统的转换分为平面转换和高程转换两个方面。
平面转换主要是采用控制点反算转换参数的方法,根据测区范围和精度的要求采用不同的转换方法。
对于涉及到两个不同椭球基准的坐标系统之间的相互转换,一般都采用七参数进行转换,如果测区面积较小,可近似当做平面时(约10公时范围)可采用四参数进行转换。
GPS-RTK技术在测量中的应用
GPS-RTK技术是一种高精度的实时定位技术,它结合了全球卫星定位系统(GPS)和实时运动定位技术(RTK),可以在测量领域中广泛应用。
本文将介绍GPS-RTK技术的工作原理、优势及其在测量中的应用。
一、GPS-RTK技术的工作原理
GPS接收机:GPS接收机是GPS-RTK技术的核心部件,它可以接收来自卫星的信号,并计算出移动站的位置坐标。
数据链路:数据链路用于实现基站和移动站之间的实时差分校正数据传输,保证移动站的定位精度。
基站:基站是一个已知位置的固定站点,它可以测量自身位置,并将差分校正数据传输给移动站。
移动站:移动站是需要测量定位的目标站点,它通过接收基站发送的差分校正数据,实现高精度的实时定位测量。
GPS-RTK技术通过对卫星信号进行差分校正,可以实现厘米级别的高精度定位测量。
2. 实时性:GPS-RTK技术可以实现实时定位测量,适用于需要快速反应的现场工作。
3. 便捷性:GPS-RTK技术无需铺设大量的地面控制点,可以大大减少测量人员的工作量。
4. 多功能性:GPS-RTK技术可以实现单点定位、差分定位、动态定位等多种定位测量方式,适用于不同的测量需求。
1. 土地测量:GPS-RTK技术可以实现土地边界的精确定位,适用于土地测绘、地籍调查等领域。
GPS-RTK技术是一种高精度、实时性、便捷性、多功能性的定位测量技术,可以在土地测量、建筑测量、道路测量、水利测量、矿业测量等领域中得到广泛应用。
随着技术的不断发展,GPS-RTK技术将在测量领域中发挥越来越重要的作用。
GPSRTK认识和使用GPSRTK技术通过同时观测多颗卫星并利用基准站和移动站之间的无线通信,实时解算卫星信号的传播误差,从而提供厘米级的精度。
与传统的单点定位相比,RTK技术不仅提高了测量精度,还实现了实时监测和动态测量,适用于各种测量和导航应用。
在GPSRTK系统中,基准站负责接收卫星信号并进行精确的测量,移动站则接收基准站的纠正数据进行自动纠偏,从而实现高精度测量。
整个系统的测量过程是实时的,所以称为实时动态定位。
1.建立基准站:首先需要选择一个稳定的位置作为基准站,基准站通过接收卫星信号进行测量,并记录自身的位置信息。
2. 设置基准站参数:基准站需要设置一些参数,如测量的时间间隔、卫星系统(GPS、GLONASS、Beidou等)以及数据格式等。
3.部署移动站:将移动站设置在需要测量的位置,并通过无线通信与基准站建立连接。
4.观测卫星信号:基准站和移动站开始观测卫星信号,记录并传输测量数据。
5.实时解算:基准站利用接收到的卫星信号数据进行差分计算,得到移动站的位置和姿态信息。
6.分析和应用数据:通过收集到的数据进行分析和应用,可以用于测量、导航、航空、地理信息系统(GIS)等领域。
然而,GPSRTK技术也存在一些挑战和限制。
首先,可靠的RTK测量需要建立一个稳定的基准站,这需要专业的设备和技术知识。
其次,大气条件、建筑物和人造物体等也会对卫星信号的传播造成干扰,影响测量结果。
此外,GPSRTK技术在城市环境或密集的树木下的精度会有所下降。
总结而言,GPSRTK技术是一种高精度的定位和测量技术,可以实现实时动态测量和监测。
其在各种实际应用中展示了巨大的潜力,并为我们提供了更准确的位置和姿态信息。
随着技术的不断进步和发展,RTK技术将在更多领域得到应用,并带来更多便利和精确度。
GPS―RTK应用简析一、GPS-RTK技术的概述GPS-RTK测绘技术利用的是GPS测量技术与数据进行传输的组合系统来进行操作的,它是在特定位置安装一台GPS接收机,RTK是基于载波相位观测值的动态实时定位技术。
因其能实时地提供观测站点在任意坐标系中的三维定位结果,其精确度能达到厘米级。
测设放样和测点定位是RTK系统应用的主要测量任务。
在流动站协和基准站共同工作时,工作人员带着流动站系统在测区来回行走,进行对特征点采点测量。
GPS-RTK的出现为地形测图、工程放样以及各种控制测量带来了新的发展机遇,提高了野外作业的效率。
随着GPS与GPS-RTK技术的应用范围不断扩大,而其精确度也越来越来高,因其具有独特强大的功能,从而得到了各行各业测绘人员的信赖。
二、 GPS-RTK测量技术的主要特点1.直观快捷,可以实时观测、记录、使用测量数据,无须再进行复杂的平差计算。
2.精度高,其测量成果远远高于导航型手持机的测量精度,可以达到厘米级,完全可以达到除高等级控制测量外的所有测量工作的需要。
3.一个以上已知控制点即可工作,这在周围已知控制点破坏严重、资料不好收集的情况下不致影响工作。
4.测站间无需通视。
GPS测量不需要测站间相互通视,可根据实际需要确定点位,使得选点工作更加灵活方便。
5.观测时间短。
随着GPS测量技术的不断完善,软件的不断更新,在进行GPS 测量时,静态相对定位每站仅需20min左右,动态相对定位仅需几秒钟。
6.仪器操作简便。
目前GPS接收机自动化程度越来越高,操作智能化,观测人员只需对中、整平、量取天线高及开机后设定参数,接收机即可进行自动观测和记录。
7.全天候作业。
GPS卫星数目多,且分布均匀,可保证在任何时间、任何地点连续进行观测,一般不受天气状况的影响。
8.提供三维坐标。
GPS测量可同时精确测定测站点的三维坐标,其高程精度已可满足四等水准测量的要求。
三、GPS-RTK与全站仪对比四、结束语GPS-RTK技术给测绘工作带来了革命性的变化,它改变了传统的测量模式,实时地完成厘米级精度定位,具有需要测量人员少、速度快、精度高等特点,极大地提高了工作效率。
概述GPS-RTK技术一、GPS-RTK技术的概述1、GPS-RTK系统组成GPS-RTK又名实时动态差分法,它采用差分GPS三类(位置差分、伪距差分和相位差分)中的相位差分,是能够在野外实时得到厘米级定位精度的测量方法。
RTK系统基准站由基准站GPS接收机及卫星接收天线、天线电数据链电台及发射天线、直流电源等组成。
(如图1)1.1基准站部分。
基准站负责接收GPS信号,包括导航信号、电文信号等。
基准站的使用目的是提供差分坐标,星历等信息。
1.2 差分传送部分。
差分传送的任务是将基准站的差分数据传输给移动站包括测站坐标、观测值、卫星跟踪状态等数据。
1.3 移动站部分。
移动站的任务是接收两种信号,其分别是GPS信号和基准站差分信号,在此基础上,解算信号,最后得到相关的实时定位结构,其具备高精准度的特点。
1.4 手簿终端控制器。
其内置测量软件为RTK测量软件,可以设置相关的工作参数,比如基准站和移动站等的参数,并且可以显示成果,这成果为移动站实时坐标,并且能进行测量参数的测量和设计辅助路线。
2、GPS-RTK的工作原理GPS-RTK是实时动态定位技术,其基础是载波相位观测值,其功能是可以实时提供三维定位结果,并且以坐标的形式呈现出来,其优点是精确度高,达到厘米基本。
在该模式中,有两个部分输送数据,分别为基准站和流动站,在数据链的基础上,基准站给流动站输送观测值和测站坐标信息。
流动站有三个职能:一是接收基准站传送的数据:二是采集GPS观测数据;三是自动组成差分观测值,对数据进行实时处理,这一工作必须在系统内为完成。
流动站可处于两种状态,分别是静态和动态。
数据处理技术和数据传输技术是非常重要的,也是RTK 技术的核心所在。
RTK测量技术使用领域广泛,其具有自动化程度高和精确度高的优点,且其克服了传统的弊端,测量的精确度不受天气的影响,并且可24小时不停的工作。
RTK定位离不开接收机,接收机分为两种,一种是基准站接收机,另一种是流动站接收机,分别需要一台或多台以上,电台也是少不了的,其作用是数据传输,RTK模式的关键是控制手簿,其功能是记录数据,包括基准站坐标、高层、坐标系转换参数、水准面拟合参数;流动站接收机安置于众多待测点上。
RTK基础知识RTK作为现代化测量中的测绘仪器,已经非常普及.RTK在测量中的优越性也是不言而喻.为了能让RTK的优越性能在使用中充分的发挥出来,为了能让RTK使用人员能灵活的应用RTK,我认为R TK使用人员必须了解以下的基本知识:1.GPS的概念及组成GPS(Global Positioning System)即全球定位系统,是由美国建立的一个卫星导航定位系统,利用该系统,用户可以在全球范围内实现全天候、连续、实时的三维导航定位和测速;另外,利用该系统,用户还能够进行高精度的时间传递和高精度的精密定位。
GPS计划始于1973年,已于1994年进入完全运行状态(FOC[2])。
GPS的整个系统由空间部分、地面控制部分和用户部分所组成:空间部分GPS的空间部分是由24颗GPS工作卫星所组成,这些GPS工作卫星共同组成了GPS卫星星座,其中21颗为可用于导航的卫星,3颗为活动的备用卫星。
这24颗卫星分布在6个倾角为55°的轨道上绕地球运行。
卫星的运行周期约为12恒星时。
每颗GPS工作卫星都发出用于导航定位的信号。
GPS用户正是利用这些信号来进行工作的。
控制部分GPS的控制部分由分布在全球的由若干个跟踪站所组成的监控系统所构成,根据其作用的不同,这些跟踪站又被分为主控站、监控站和注入站。
主控站有一个,位于美国克罗拉多(Colorado)的法尔孔(Falcon)空军基地,它的作用是根据各监控站对GPS的观测数据,计算出卫星的星历和卫星钟的改正参数等,并将这些数据通过注入站注入到卫星中去;同时,它还对卫星进行控制,向卫星发布指令,当工作卫星出现故障时,调度备用卫星,替代失效的工作卫星工作;另外,主控站也具有监控站的功能。
监控站有五个,除了主控站外,其它四个分别位于夏威夷(Hawaii)、阿松森群岛(Ascencion)、迭哥伽西亚(Diego Garcia)、卡瓦加兰(Kwajalein),监控站的作用是接收卫星信号,监测卫星的工作状态;注入站有三个,它们分别位于阿松森群岛(Ascencion)、迭哥伽西亚(Diego Garcia)、卡瓦加兰(Kwa jalein),注入站的作用是将主控站计算出的卫星星历和卫星钟的改正数等注入到卫星中去.用户部分GPS的用户部分由GPS接收机、数据处理软件及相应的用户设备如计算机气象仪器等所组成。