RTK测量中基准站架设在位置未知点上为何要进行单点校正的解释
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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。
临时基站RTK测量中单点校正的误差作者:曹学东曹李康来源:《名城绘》2019年第08期摘要:本文讨论了采用临时基站RTK测量方法,在不使用坐标转换参数和高程异常拟合参数而仅利用手簿软件提供的单点校正方法进行测量和数据处理的情况下,未知点位坐标和高程测量结果的误差问题。
对于各类测绘项目中正确合理的应用临时基站RTK测量方法具有一定的指导意义。
关键词:临时基站、RTK、单点校正、误差GPS RTK(Real Time Kinematic)测量技术即载波相位动态实时差分技术,具有定位精度高、观测时间短、测站间无需通视、提供三维坐标、操作简便等特点,深受专业测绘单位和广大非专业用户的青睐。
RTK技术按照差分模式分为网络RTK、单基站RTK和临时基站RTK。
前两类RTK都具有永久固定基站,而临时基站RTK系统由基站GPS接收机、数据链和移动站GPS接收机组成,基站的位置可根据需要灵活设置,在没有建立CORS (Continuously Operating Reference System)的地区得到广泛的应用。
由于临时基站RTK测量的坐标是基于基站导航解的WGS-84三维坐标,必须通过转换才能得到而用户需要的国家或地方坐标系的平面坐标和正常高,转换的方法通常有转换模型法、单点校正法或二者组合的方法。
实际应用中,部分用户时常在小范围内无转换参数的情况下仅采用单点校正方法进行RTK测量,本文将讨论这种测量方法的局限性及其产生的平面坐标和正常高误差情况。
1 RTK测量数据处理方法1.1 坐标和高程转换方法由于临时基站RTK测量的坐标是基于基站导航解的WGS-84三维坐标,必须利用坐标转换参数和高程异常拟合参数进行转换才能得到而用户需要的国家或地方坐标系的平面坐标和正常高,必要时还要进行单点校正[3]。
坐标转换参数通常有平面相似变换模型的四参数(需要2个以上重合点)和三维转换布尔莎模型的七参数(需要3个以上重合点),参数的获取有两种方法:一是采用已有的WGS-84或CGCS2000转换至所需坐标系的转换参数;二是通过基站设置完成未进行任何转换设置前,在具有所需的坐标系统坐标的已知点上进行RTK测量,将测量结果与已知坐标共同交由RTK测量手簿解算转换参数。
RTK 基准站架设原理解释一、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 接收机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。
图 1:WGS-84坐标系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球基准。
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X YZ O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公里范围)可采用四参数进行转换。
RTK单点校正精度及其在地形测量中的应用RTK单点校正精度及其在地形测量中的应用【摘要】在RTK实际使用过程中,由于控制点数目,位置,交通等因素的影响,通过两个已知点求四参数比较困难,而通过单点校正可以很好的解决该问题,但测量精度如何,需要详细探讨,本文讨论了影响单点校正精度的影响因素,为实际生产工作提出了工作建议。
【关键词】RTK坐标系坐标转换单点校正单点校正原理RTK(Real time kinematic)实时动态测量系统。
RTK定位技术就是基于载波相位观测值的实时动态定位技术,基准站通过数据链差分将其观测值和测站平面坐标信息一起传送给流动站。
流动站不仅通过数据链接收来自基准站的数据,还要采集GPS观测数据,并在系统内组成差分观测值进行实时处理,同时给出厘米级定位结果。
RTK测量获得的是WGS-84坐标系下大地坐标,并不能直接在工程建设中使用,要将其转换为独立坐标系坐标。
对于小范围的测绘工作, RTK坐标转换常用四参数进行转换,四参数转换的原理就是首先将WGS-84大地坐标直接在WGS-84椭球上做高斯投影,得到WGS-84高斯平面坐标,然后通过平面坐标转换的方法,求得WGS-84平面坐标与独立坐标系的转换参数,进而将WGS-84高斯平面坐标转换为独立坐标系坐标。
四参数模型的具体表达如下:设,表示新坐标的转换值,,表示新坐标的固定值,,表示旧坐标,即:其中,为平移参数,k为尺度比参数,a为旋转参数。
对于连续的测绘区域,尺度比参数k和旋转参数随测区控制范围的增加而逐渐变化;,由RTK基准站在WGS84下的坐标和目标坐标之间的差值确定,RTK基准站在WGS84下的坐标的坐标由单点定位确定,其误差一般在米级。
RTK单点校正,就是套用测区内的尺度比参数k和旋转参数,在一个已知点上测量其WGS84坐标,求出平移参数,,进而得到在一个连续测区内WGS84坐标与国家坐标之间的转换参数。
2 RTK单点校正精度讨论2.1 尺度比参数k和旋转参数变化对测量结果的影响测区内有如下控制点,G01,G02,G03,G04,其地方坐标分别为(4563470.963,507945.451)、(4562377.565,507982.373)、(4561015.537,507686.821)、。
单点校正法
单点校正法是一种定位技术,它可以帮助人们准确掌握所处位置。
它是“单点定位”的主要方法,通过计算空间坐标系中特定点的位置,实现定位的功能。
单点校正法的定位原理很简单,通过计算从已知点到单个点的直线距离,可以确定单个点的空间坐标。
首先,通过在已知点上测量出距离,确定单点位置;其次,计算点到点之间的距离,以及距离和空间坐标之间的关系;最后,按照已知点上测得的距离来计算单个点的位置坐标。
单点校正法应用广泛,包括土地登记、地理编码、路径规划、交通运输在内的各个领域。
它的特点之一就是精度高,控制误差的能力也很强,并且可以在大篇幅的区域中普遍应用。
在土地登记中,单点校正是一种常用的调查技术。
可以采用精密测距仪和平板电脑来获取测量点之间的距离,并结合卫星导航数据来确定坐标。
采用单点定位原理可以较准确地确定土地的边界线和权界点的位置,防止因不熟悉地形而导致的精度下降。
在地理编码领域,单点校正法也可以得到精确的定位结果。
它可以通过测量两个点之间的距离并将结果投影到地图上,以计算出最终定位坐标。
这种方法非常适用于计算任何类型的地理编码,包括街道编码、建筑物编码等。
此外,单点校正法还可以用于路径规划和交通运输。
它可以帮助路径规划者准确测量出最佳路线,而在交通运输方面,可以通过跟踪
车辆的位置,帮助改善交通状况。
单点校正法在定位技术领域有着不可替代的作用。
它的特点是精度高,控制误差的能力也很强,还可以普遍应用于各种领域,为人们准确定位提供了便利。
GPS单点校正精度分析及在公路工程中的应用
李亚
【期刊名称】《价值工程》
【年(卷),期】2024(43)13
【摘要】GPS-RTK技术在工程应用中起到极大的助力作用,解决了传统测绘技术的难题。
GPS-RTK技术在使用中为了保证足够的精度及通信距离,一般要进行多点校正,并且在使用中通信距离不大于10km。
这就导致在施工过程中,要付出大量的精力进行点校正和挪动基准站。
通过单点校正技术和传统RTK技术进行对比,发现利用CORS网及单点校正技术相结合,可以大大提高工程测量的工作效率。
并且在公路工程中,可以解决长大线路基站通信信号有限的弊端。
【总页数】4页(P139-142)
【作者】李亚
【作者单位】中铁二十四局集团江苏工程有限公司
【正文语种】中文
【中图分类】P228.4
【相关文献】
1.GPS-RTK单点校正方法在工程中的应用
2.GPS、BDS与GPS/BDS伪距单点定位与差分定位精度分析
3.GPS控制网在公路工程中的应用及精度分析
4.GPS精密单点定位精度分析与应用
5.RTK单点校正精度及其在地形测量中的应用
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太行测绘教你RTK单点校正操作一.基准站架设基准站架设的好坏,将影响移动站工作的速度,并对移动站测量质量有着深远的影响,因此用户注意使观测站位置具有以下条件:1、在15度截止高度角以上的空间部应没有障碍物;2、邻近不应有强电磁辐射源,比如电视发射塔、雷达电视发射天线等,以免对RTK电信号造成干扰,离其距离不得小于200m;3、基准站最好选在地势相对高的地方以利于电台的作用距离;4、地面稳固,易于点的保存。
注:用户如果在树木等对电磁传播影响较大的物体下设站,当接收机工作时,接收的卫星信号将产生畸变,影响RTK的差分质量,使得移动站很难FIXED。
基准站架设完后,先开电台,再开主机(刚开机,STA灯常亮)两种条件下,基准站会自动进入发射模式1、PDOP<3;2、接收卫星数大于8颗且PDOP<5,基准站会自动进入发射状态,数据链灯(DL灯)每隔5秒快闪两次表明基准站正常发射,STA灯1秒闪一次,电台TX灯1秒闪一次。
二.移动站移动站开机后,接收到基准站电台信号,STA灯1秒闪一下,DL灯1秒闪一下。
电力之星操作步骤:1.打开电力之星,路径:我的电脑→FLASH DISK→STEUP→PStar1.02.工程→新建工程依次按要求填写或选取如下工程信息:工程名称、椭球系名称(默认北京54)、投影参数设置(只需输入中央子午线),最后确定,工程新建完毕。
(*.ini的文件为工程文件)说明:开始测量前需要新建一个工程,工程文件将保存在“\FlashDisk\Jobs\”目录下,在Jobs 目录下以作业名命名的文件夹里将会生成“data”和“result”两个文件夹及一个*.ini的文件。
3.蓝牙连接:设置→连接仪器→选中输入端口7→点连接4.电台通道设置:设置→电台设置→选中电台通道4(与基准站电台通道一致)→点切换→切换成功后退出。
5.单点校正(求校正参数)工具→校正向导→选择基准站架在未知点→下一步→将移动站放在已知点上,整平→输入已知点的坐标和天线高→在固定解状态下点校正→确定.查看校正参数:设置→坐标系统→转换→校正参数(X,Y,H)如果采用一台移动站校正,其他的移动站手簿可直接设置输入这个校正参数(X,Y,H),然后确定.6. 采集坐标:当前状态固定解的时候,就可以开始测量了,按“A”键测点,这时弹出对话框,在这个界面输入点名和天线高,点”确定”保存该点坐标;查看测量点连按两次”B”.点击符号“望远镜”可以查看当前的状态,包括当前点位状态、卫星状态、基准站状态和快捷键提示。
点校正的操作一,TGO软件点校正1,准备首先要准备控制点坐标,这应该是你事先做静态测量之前已经准备好了的,在外业施测的时候应该联测了这些已知点。
其次要了解该已知点坐标系统的基本参数,例如参考椭球、中央子午线、北东偏移等。
如果是任意坐标系,没有建立椭球转换关系的,就没必要了解这些参数了,小范围内基于WGS-84椭球就可以。
2,操作建立项目(选择建好的已知基本参数的坐标系),导入静态观测数据、基线处理、自由网平差见TGO操作说明书,从自由平差完毕以后,不进行约束平差,而进行点校正,步骤如下。
在测量视图的菜单,测量——GPS点校正:根据你建立项目时候选择的坐标系不同,此界面可能有所差别:如果你设置了自己定义的坐标系统,那么会允许你做基准转换,否则如果你没有改变坐标系,也就是说你建立项目时默认了WGS-84坐标系,就不允许你进行基准转换,这是很显然的道理。
根据你的不同情况,在要求解的项目前打勾,然后点击点列表:当光标在GPS点里的时候,可以用鼠标选择该静态网中联测测的已知点,鼠标会变成+123的形状,只需要点击测量的已知点就行了。
点开网格点左边的+号,在北坐标东坐标高程里输入已知值,点名称可以不输入。
如果你不输入高程,那么此点只能用来做水平控制。
根据校正出来的几个参数可以大致判断是否有错误发生,一般,平差比例尺在1左右,可能是0.9999…或者1.0000…,如果只输入了少于3个的水平控制点,那么最大平面残差将不能计算出来,如果输入了少于四个垂直控制点,那么最大高程残差将不能计算出来,因为高程方面是采用的斜面拟合方法。
输入完毕点击确认,在下个界面点击计算:如果想查看计算出来的参数,可以点击坐标系统按钮;如果想把坐标系统存储下来作为其它项目使用,那么可以点击点另存为按钮(请思考你在什么情况下可以使用存储下来的坐标系统?)在此界面点击确定即完成了点校正。
注意:点校正和约束平差是两种方法,不能同时完成!也就是说不能进行点校正又进行约束平差,反之也不行。
地质勘探测量中RTK单点解对比分析及其消除措施摘要:通过RTK单点解与固定解的对比分析得到单点解的平面误差与高程误差适用范围,并提出单点解改进为固定解的技术措施。
关键字:RTK、单点解、固定解1引言在地质勘探测量中,特别是复杂的山地、林地,GPS-RTK测量成果无法得到RTK固定解,出现单点解、差分解、浮动解等三种精度不高的状态。
单点解是GPS-RTK移动站不能接收到基准站实时数据链信号,仅能接收到卫星信号,相对误差很大。
差分解是能接收到数据链信号,参与解算卫星数量不足导致交汇数据精度相对较低,一般相对误差在5-10米。
浮动解是参与解算卫星和数据链信号都有,但信号质量很差,无法解出整数的模糊度,精度勉强可以达到分米级。
而固定解其定位精度在1厘米以内,可满足除首级控制测量及其它高精度要求的测绘工作以外的各种比例尺的地形图测绘、施工放样及图根点测量等。
固定解精确度优于浮点解优于单点解。
通常情况下,浮点解可以通过延长观测时长、防止多路径效应、提高移动站的接收天线相对高度、增强基准站电台功率等办法,其精度可无限接近固定解或者直接得到固定解。
差分解易受地理环境影响,在恶劣的视空条件下,特别是距高楼、较高树冠、树叶密集等地物较近的情况下,其精度很难得到改观。
遇此情况,只能使用如全站仪等其它测量仪器进行观测。
而单点解的使用条件及消除措施,具有很多可操作性。
2 RTK单点解与固定解对比以已往测量生产中得到的同一点位的单点解和固定解的60个测量成果进行对比分析。
已知测区已完成转换参数的求定并输入到测量手簿中,基准站状态良好,移动站卫星信号良好,移动站与基准距离在5公里范围内。
经表1,2观察计算得到:单点解的x、y、h的中误差都很大,x中误差、y中误差、h的中误差的最大值分别为2.82m、3.69m、8.22m,其平均值分别为2.28m、3.06m、6.65m。
单点解的中误差成不规律分布,与接收卫星颗数不相关,单点解的平面中误差优于高程中误差。
点校正的操作一,TGO软件点校正1,准备首先要准备控制点坐标,这应该是你事先做静态测量之前已经准备好了的,在外业施测的时候应该联测了这些已知点。
其次要了解该已知点坐标系统的基本参数,例如参考椭球、中央子午线、北东偏移等。
如果是任意坐标系,没有建立椭球转换关系的,就没必要了解这些参数了,小范围内基于WGS-84椭球就可以。
2,操作建立项目(选择建好的已知基本参数的坐标系),导入静态观测数据、基线处理、自由网平差见TGO操作说明书,从自由平差完毕以后,不进行约束平差,而进行点校正,步骤如下。
在测量视图的菜单,测量——GPS点校正:根据你建立项目时候选择的坐标系不同,此界面可能有所差别:如果你设置了自己定义的坐标系统,那么会允许你做基准转换,否则如果你没有改变坐标系,也就是说你建立项目时默认了WGS-84坐标系,就不允许你进行基准转换,这是很显然的道理。
根据你的不同情况,在要求解的项目前打勾,然后点击点列表:当光标在GPS点里的时候,可以用鼠标选择该静态网中联测测的已知点,鼠标会变成+123的形状,只需要点击测量的已知点就行了。
点开网格点左边的+号,在北坐标东坐标高程里输入已知值,点名称可以不输入。
如果你不输入高程,那么此点只能用来做水平控制。
根据校正出来的几个参数可以大致判断是否有错误发生,一般,平差比例尺在1左右,可能是0.9999…或者1.0000…,如果只输入了少于3个的水平控制点,那么最大平面残差将不能计算出来,如果输入了少于四个垂直控制点,那么最大高程残差将不能计算出来,因为高程方面是采用的斜面拟合方法。
输入完毕点击确认,在下个界面点击计算:如果想查看计算出来的参数,可以点击坐标系统按钮;如果想把坐标系统存储下来作为其它项目使用,那么可以点击点另存为按钮(请思考你在什么情况下可以使用存储下来的坐标系统?)在此界面点击确定即完成了点校正。
注意:点校正和约束平差是两种方法,不能同时完成!也就是说不能进行点校正又进行约束平差,反之也不行。
RTK点校正的工作原理及其应用【摘要】在工程测量的项目中,GPS-RTK的技术已得到了广泛应用。
本文通过GPS接收机获取WGS84坐标,再将WGS84坐标转换为测区的地方坐标。
而实际的工作中,通常不知道地方坐标系统的投影和基准转换参数,我们可以通过点校正,求出坐标系统的转换参数,使WGS84坐标转换为当地的地方坐标。
【关键词】RTK;定位原理;椭球参数;三参数;七参数;点校正0 概述在工程测量的工作中,GPS的技术已得到了广泛应用。
在GPS测量中,经常要进行坐标系统与基准的转换。
本质上也就是在不同的参考基准之间进行转换。
转换也会带来误差,该项误差主要取决于已知点的精度和已知点的分布情况。
1 GPS RTK计算定位原理在阐述RTK校正之前,先了解RTK定位的基本原理。
实现基准站和流动站之间的通讯后,可以利用流动站取得观测量并进行解算。
1.1 观测量基准站和流动站之间的差分载波相位等随机观测量(一般采用双差分载波相位观测量)。
1.2 未知参数随机的动态点坐标、非随机的载波相位整周未知数。
1.3 使用最小二乘的平差计算方法,将双差分观测方程按泰勒级数分元展开V=A1×X1+A2×X2-f其中,X1=(dX,dY,dZ),为未知点坐标的改正数;X2=(▽△Nji…),为载波相位的整周模糊度。
按最小二乘法的原则VTPV=min,用消元法先消去X1,求出X2。
如果不将模糊度整数化,代入法方程求出X1=(dX,dY,dZ),此解称为浮点解。
只能达到分米级精度。
如果将模糊度整数化,代入法方程求出X1=(dX,dY,dZ),此解称为固定解。
就可以达到厘米级精度。
设(X0,Y0,Z0)为未知点的近似坐标,则流动站坐标:Xi=X0+dX,Yi=Y0+dy,Zi=Z0+dz1.4 通过坐标转换参数,将观测值转换为用户坐标系统下的坐标。
1.5 精度评定由于GPS RTK定位的数据处理过程属于计算基准站和流动站之间坐标差的过程,不存在网平差处理,所以精度评定跟静态测量基线处理的精度评定相似,一般使用以下指标:1.5.1 载波相位的整周模糊度是否固定GPS RTK测量规范规定,流动站距离基准站的距离不能超过15公里。
GPS-RTK 外业点校正的迷津指点在RTK测量时,采用的是一个基准站带两个流动站模式,采用在未知点设站,测区内有4个已知控制点用于点校正。
一:当用手簿启动基准站后,为何要先测出基准站未知点的坐标(单点定位,精度很低啊)?并且之后好像也没用到这点坐标值。
二:当对基准站和流动站设置完毕后,流动站在4个已知点进行点校正,该步点校正与之前求解基准站设站点坐标有何关系?(理论上RTK原理是利用基准站在已知控制点设站,通过基准站单点定位测量该点坐标,与已知数据改正后,再将改正值通过电台发射至流动站,用于改正流动站测量的坐标,使之更精确,这是基于已知点设站.)未知点设站方式情况如下:一:启动基准站,需要的就是赋予GPS主板一个近似的84经纬度坐标使之使用这个坐标发射数据(或许你启动基站时点击此处获取的是一个平面坐标,但是GPS都会根据手簿当前的坐标转换参数把这个坐标转换为经纬度坐标输入主板),从而使移动站能接收到差分数据并固定,这样测量已知点时所测量出来的4个84经纬度坐标的相对位置关系就是正确的。
所以移动站单点定位时测出的坐标足矣,基本所有的GPS主板发送差分数据时经纬度坐标与实际经纬度坐标相差不过100米时都是可以正常发射的。
二:流动站测出四个已知点经纬度坐标后,再根据已知的平面坐标进行校正。
这个校正过程基站的坐标是不参与的.而校正结果的好坏,就是4个点的经纬度坐标及平面坐标的匹配性如何。
综上所述:基站启动坐标与参与校正的已知点是没有关系的,所以启动基站时所用的坐标是否正确是没有任何影响的,因为最终参与计算转换参数的是四个已知点的经纬度坐标及平面坐标.问题一:就是说未知点设基站,启动基准站后,点“此处”生成的坐标这一步,只是相当于得到初始的发射数据吗?最终转换参数的确定跟基准站没有关系,但是,基准站实测坐标不精确,会导致差分数据不精确啊?差分数据是怎么形成的呢(通过基准站流动站的哪些数据建立联系呢)首先有个概念你不太清楚,差分数据精确不精确,和基站坐标是没有任何关系的,或者可以说差分数据就没有精确不精确的概念,精确不精确只体现在移动站是固定还是浮动状态和固定值是多大,而影响差分数据质量的基站的卫星多少、质量好坏。
0概述在工程测量的工作中,GPS的技术已得到了广泛应用。
在GPS测量中,经常要进行坐标系统与基准的转换。
本质上也就是在不同的参考基准之间进行转换。
转换也会带来误差,该项误差主要取决于已知点的精度和已知点的分布情况。
1GPS RTK计算定位原理在阐述RTK校正之前,先了解RTK定位的基本原理。
实现基准站和流动站之间的通讯后,可以利用流动站取得观测量并进行解算。
1.1观测量基准站和流动站之间的差分载波相位等随机观测量(一般采用双差分载波相位观测量)。
1.2未知参数随机的动态点坐标、非随机的载波相位整周未知数。
1.3使用最小二乘的平差计算方法,将双差分观测方程按泰勒级数分元展开V=A1×X1+A2×X2-f其中,X1=(dX,dY,dZ),为未知点坐标的改正数;X2=(▽△N j i…),为载波相位的整周模糊度。
按最小二乘法的原则V T PV=min,用消元法先消去X1,求出X2。
如果不将模糊度整数化,代入法方程求出X1=(dX,dY,dZ),此解称为浮点解。
只能达到分米级精度。
如果将模糊度整数化,代入法方程求出X1=(dX,dY,dZ),此解称为固定解。
就可以达到厘米级精度。
设(X0,Y0,Z0)为未知点的近似坐标,则流动站坐标:X i=X0+dX, Y i=Y0+dy,Z i=Z0+dz1.4通过坐标转换参数,将观测值转换为用户坐标系统下的坐标。
1.5精度评定由于GPS RTK定位的数据处理过程属于计算基准站和流动站之间坐标差的过程,不存在网平差处理,所以精度评定跟静态测量基线处理的精度评定相似,一般使用以下指标:1.5.1载波相位的整周模糊度是否固定GPS RTK测量规范规定,流动站距离基准站的距离不能超过15公里。
在15公里之内,数据处理的载波相位的整周模糊度能够得到固定解,这样定位精度才能达到厘米级。
1.5.2均平根RMS(Root Meam Square)RMS在这里表示RTK定位点的观测值精度,它是包括大约70%的定位数据的误差圆的半径。
RTK测量中基准站架设在位置未知点上为何要进行单点校正RTK基准站架设原理解释一、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接收机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球基准。
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公里范围)可采用四参数进行转换。
RTK测量中基准站架设在位置未知点上为何要进行单点校
正的解释
RTK基准站架设原理解释一、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接收机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球基准。
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公里范围)可采用四参数进行转换。
GPS高程系统的转换主要是采用高程拟合和似大地水准面精化模型进行高程内插。
高程拟合主要有平面拟合和曲面拟合两种方法,平面拟合是在平面内选择至少3个高程控制点,通过GPS测量得到这些控制点的两套坐标,通过两套坐标系统求差可得到每个控制点上的高程异常值。
然后根据不同的方法进行内插高程异常值,通过GPS测量,根据GPS高程以及高程异常值可求得测点的正常高。
曲面拟合同平面拟合原理相同,只是在曲面内进行内插高程异常值,这种方法更符合实际情况,所以精度也
相对较高。
差分GPS工作的基本原理是依据地面参考站与流动站之间的空间相关性而建立的。
GPS卫星分布在距离地面约两万公里的太空,而地面参考站距流动站之间的距离为几十公里到几百公里之间,这个距离相对于星站距离可以忽略不计。
因此,我们认为参考站与流动站周围的空间环境对两个接收机导航定位的影响是等价的。
二、基准站架设在已知点上差分GPS系统主要由四部分组成,即GPS卫星、参考站、流动站和通讯设备。
基准站架设在已知点上的工作流程一般是:先在具有高精度和可靠性的已知点上架设GPS 接收机作为参考站,参考站周围应该视野开阔,观测条件好,在待测点上架设流动站,参考站和流动站同时观测卫星。
参考站的接收机在捕捉到卫星信号之后便开始进行自身位置
解算,然后将解算结果与已知坐标进行对比,求出误差值,然后根据坐标误差反求出每颗卫星的定位误差。
由于参考站GPS接收机无法知道流动站接收机所接收到的卫星数量,因此参考站接收机会锁定视野中的所有卫星,并计算出每颗卫星的定位误差,然后按标准格式编制成电码,由通讯链路发送给流动站,流动站接受到电码后,根据自身测站所观测到的卫星进行误差改正,以获得精确的定位结果。
三、基准站假设在未知点上基准站架设在已知点上时其原理比较容易
理解,但是架设在未知点上时理解起来就稍微有点难度。
在坐标系统已经转换完成之后,测区的坐标系统与WGS-84坐
标系统之间的转换关系就已经确定了,只要接收机观测到一个WGS-84坐标就会立即转换得到一个地方坐标系坐标值。
此时将基站架设在任意位置时,我们只需要用移动站到高精度的控制点上进行一次单点校正即可,这与基准站架设在未知点上有点区别。
那么为什么要在已知点上做单点校正呢?能不能不做呢?当基准站架设在未知点上时,我们打开GPS 接收机,连接好基准站和流动站之后即使是不做点校正,我们会发现流动照样可以测出测区的坐标。
甚至可以利用点放样的方法去寻找控制点。
但是当我们利用这种方法去放控制点时,会发现放出来的位置与控制点实际的位置存在数米的差距。
这又是为什么呢?出现这种情况的原因正是因为我们没有做点校正。
当坐标系之间的转换参数确定了之后,GPS 接收机便可以将接收到的WGS-84坐标转换到地方坐标系中去,这就是为何我们没有做点校正就可以测出测区坐标的原因。
之所以测出来的坐标与已知坐标之间存在差距那是因为流动站定位过程中没有接收到有效的差分改正信息,所以定位结果不准。
当基准站架设在未知点上时,基准站首先会进行单点定位确定一个基准站的坐标值,以此作为基准站的已知坐标,从而代替了高精度的已知坐标。
此时,由于基准站所确定的“高精度已知坐标”与其实时定位得到的坐标都是通过单点定位得到的,因此,之间存在很小的误差,即:差分改正值很小。
从而导致流动站定位精度只能达到单点定位
的精度。
基准站的差分改正信息本质上是GPS单点定位结果与高精度的已知控制点之间的差值,那么通过利用流动站在已知控制点上进行单点校正也可以达到上述目的。
此时,可以求出流动站的差分改正值,也称校正参数。
然后利用校正参数对基准站的位置进行改正从而得到真正的高精度已
知坐标。
此时,定位的原理就同标准RTK相同了。
因此,单点校正的实质是求解基准站已知坐标。
但这种方法存在一定的弊端。
由于基准站的坐标值是用于整个测区差分改正信息求解的基础数据,它的精度决定了测区所有站点的测量精度,会对整个测区造成系统性的偏差。
然而,这种方法是利用流动站的差分改正值来推求基准站的已知坐标的,因此基准站坐标的精度取决于校正点距基准站之间的空间相关性。
如果,校正点距基准站较远,校正点距基准站之间的空间相关性会降低,从而基准站坐标的精度也会随之降低。
反之,亦然。
因此,建议基站架设在已知控制点的附近,周围GPS 观测条件良好,以期取得良好的定位结果。