gps动态测量原理

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动态GPS在城市测量中的应用

作者：文超 黎金峰

来源：《珠江水运》2014年第11期

摘 要：通过讨论和分析动态GPS用于城市测量的过程及精度，证明RTK GPS用于城市测量是完全可行的，它很大程度上可以提高测量的工作效益并节省费用。

关键词：RTK GPS 城市控制测量 城市线路测量 城市大比例尺测图

由于GPS技术具有高精度，全天候，全球性和点间无需通视等优点，已广泛用于城市测量的各个领域，为国家经济建设作出了重大贡献。特别是动态GPS的产生，给测绘界带来了重要的变化，使测量人员走到哪测到哪，大大提高了测绘的经济效益。

我单位使用中海达双频 RTK GPS系统，为我们在城市测量中进行控制测量，工程放样和大比例尺测图提供了全新的方法。

2.原理

使用GPS进行动态定位时，GPS分为参考站（基准站）和流动站两种，一般参考站为一台GPS来发射电台，流动站至少一台GPS，也可安排两台（或更多）GPS，通常称为“1+1”或“1+2”。基准站的作用是把GPS观测值和所设站的已知坐标数据通过数据链发送给流动站，流动站的作用一是采集GPS观测数据；二是在采集数据的同时接收数据链发送来的参考站数据，在流动站形成差分观测值后实时定出流动站的三维坐标。一般来说，流动站可处于静止状态，也可处于运动状态，也可在一个已知点上初始化后再进行动态作业，也可以在运动状态下进行初始化，并在动态条件下解求出整周模糊度。求出整周模糊度后，则每个历元都可进行实时定位，但必须保证始终锁定4颗或4颗以上卫星。至于整周模糊度的解算方法种类很多，这也是目前许多学者研究的课题之一。RTK定位技术的关键问题在于数据链的传送和数据的实时处理，因此数据链的质量和整周模糊度的解算是整个RTK系统的核心。

4.RTK在城市测量中的应用

西华师范大学高等职业技术学院

期 末 论 文

论文题目：GPS静态测量原理

Subject：Gps static measure principle

题 目： GPS 静态测量原理

班 级： 2009 级 1 班

专 业： 工 程 测 量

指导老师： 覃 发 超

学生姓名： 胡 宗 学

学 号： 200912630109

日 期：2011年 6月26日

西华师范大学高等职业技术学院期末论文

1

题目：GPS 静态测量原理

择 要

GPS定位的基本原理是以GPS卫星至用户接收机天线之间的距离（或距离差）为观测量，根据已知的卫星瞬时坐标，利用空间距离后方交会，确定用户接收机天线所对应的观测站的位置。

GPS静态定位指接收机在定位过程中位置静止不动，包含绝对定位和相对定位两种方式。无论是静态绝对定位还是静态相对定位，所依据的观测量都是卫星到观测站的伪距，根据观测量的不同，静态定位又可分为测码伪距静态定位和测相伪距静态定位。基于载波相位测量的静态相对定位，是目前精度最高的一种方式。（1）

索引：GPS、静态定位

西华师范大学高等职业技术学院期末论文

2

Subject：Gps static measure principle

Abstract

Gps location of the basic principle as gps satellites to

1 浅析GPS实时动态测量

刘德军

河南省遥感测绘院 郑州 450008

摘 要 分析了实时动态定位技术的测量原理以及实时动态测量在控制测量、施工放样作业过程中所体现的优越性。

关键词 GPS实时动态测量 实时处理系统 成功应用

实时动态 (Real Time Kinematic-RTK)定位技术，是GPS测量技术与数据传输技术相结合的产物，是GPS测量技术发展中的一个新的突破。

在未使用 RTK测量技术之前，GPS相对定位的作业模式有静态定位作业模式、快速静态定位模式、准动态定位模式、动态定位模式，其测点坐标需通过观测数据的测后处理才能获得，必须将观测数据传输到计算机才能解算。无法实时地给出观测站点的定位结果，而且也无法对观测数据的质量进行实时检核。因而就难以避免在数据后处理中发现观测成果不合格，需要进行返工重测的情况。为了避免这种情况发生，过去采取的措施主要是延长观测时间，以获取大量的多余观测量，用以保障测量结果的可靠性。但是，这就显著降低了GPS测量的工作效率。

采用RTK定位技术，利用现代化无线电通信技书术随时将基准站的观测数据传送给流动站，加上快速解算模糊度的技术，便产生了实时动态定位模式,实时计算定位结果。通过实时定位结果，便可监测观测成果和解算结果的收敛情况，从而能实时地判定解算结果是否成功，以减少冗余观测，缩短观测时间。

此外，由于实时动态测量具有实时，因而克服了GPS测量的局限性，不仅可以进行各种控制测量工作，而且可以进行施工放样。

一、实时GPS测量原理

RTK实时动态测量的基本过程是：基准站数据→调制→发射→接收→流动接收机→解调→电子手薄，构成一条无线数据链。基准站接收机随时将观测数据通过数据链传送给流动站，与流动站接收机的观测数据汇集于电子手薄并进入数据处理系统，实时地提供测点坐标。

RTK定位技术是以载波相位观测量为根据的实时差分GPS定位技术。实施实时动态测量，除需要两台GPS接收机外，还应配备一套无线电数据传输系统（亦 2 称数据链）。作业时，在基准站上安置一台GPS接收机，对所有可见GPS卫星进行连续地观测，并将其观测信息和测站数据，通过无线电数据传输设备，实时地发送给流动站。在流动站上，GPS接收机在接收GPS卫星信号的同时，通过无线电接收设备，接收基准站传输的观测信息和测站数据。流动站将测得的载波观测信号与基准站传来的载波观测信号进行差分处理，解出两站间的基线向量值。同时，通过输入的相应的坐标转换参数和投影参数，实时得到流动站点三维坐标及其精度。图1所示为实时GPS定位测量流程图。

GPS_RTK测量方式及其原理

GPS_RTK测量是一种精确测量全球定位系统（GPS）接收机位置的方法。RTK是实时动态差分测量（Real-Time Kinematic）的缩写。GPS接收机使用RTK技术可以实现亚米级的测量精度，被广泛应用于地理测量、土地测量、建筑工程等领域。

RTK测量原理基于GPS接收机和基准站之间的差分测量。RTK系统至少需要两个GPS接收机和一个基准站。其中，一个GPS接收机被称为测量接收机（Rover），另一个被称为基准接收机（Base）。基准站接收到卫星发射的GPS信号，并计算出基准站的精确位置和时间信息。测量接收机同时接收来自卫星和基准站的信号。通过测量接收机使用卫星信号和基准站位置信息之间的差异，可以计算出测量接收机相对于基准站的精确位置。

具体的测量步骤如下：

1.确定基准站位置:基准站的位置必须是已知的，并且要尽可能精确。通常，基准站会在积分测量点或GNSS测量点进行设置。

2.基准站观测:基准站接收来自卫星的信号，并记录下卫星编号、接收时间和信号的星历数据。同时，基准站也会记录下自己的位置和时间信息。

3.测量接收机观测:测量接收机接收来自卫星和基准站的信号，并记录下卫星编号、接收时间和信号的星历数据。

4.数据传输:测量接收机通过无线电或者互联网将观测数据传输给基准站。 5.差分计算:基准站使用接收到的卫星信号和自身的位置信息计算差分修正值。

6.测量接收机位置计算:测量接收机使用接收到的卫星信号和基准站计算的差分修正值，通过解算算法计算出测量接收机相对于基准站的精确位置。

RTK测量的精度受到多种因素影响，如卫星几何分布、大气条件以及基准站和测量接收机之间的通信质量等。为了获得更高质量的测量结果，可以采取以下措施：

1.多基准站观测:使用多个基准站同时观测可以提高测量精度，特别是当基准站之间距离较远时。

2.结合其他测量技术:结合其他测量技术，如激光测距仪或者全站仪等，可以提供更全面的测量结果。