Download
1 / 54
550 likes | 783 Views
《GPS 测量定位技术 》. 主讲人 : 周建郑. 黄河水利职业技术学院. 第八章 GPS 实时动态定位原理. 第一节 RTK 概述 第二节 RTK 系统基准站的组成和作用 第三节 RTK 流动站的组成和作用 第四节 RTK 定位测量的外业准备工作 第五节 RTK 的作业方法 第六节 GPS 网络 RTK 技术. 用 RTK 技术进行工程测量. 安徽黄山公路比较线测量. 摄影测量控制点加密. 第一节 RTK 概述.
E N D
《GPS测量定位技术》 主讲人:周建郑 黄河水利职业技术学院
第八章 GPS实时动态定位原理 第一节 RTK概述 第二节 RTK系统基准站的组成和作用 第三节 RTK流动站的组成和作用 第四节 RTK定位测量的外业准备工作 第五节 RTK的作业方法 第六节 GPS网络RTK技术
用RTK技术进行工程测量 安徽黄山公路比较线测量 摄影测量控制点加密
第一节 RTK概述 RTK（Real-Time-Kinematic）技术是GPS实时载波相位差分的简称。 载波相位差分法 差分法: 将基准站采集的载波相位发送给用户，进行求差解算坐标。 { 修正法: 将基准站的载波相位修正值发送给用户，改正用户接收到的载波相位，再解求坐标。
一、RTK的工作原理 如图8—1所示 GPS卫星 基准站接收机 流动站接收机
1.实时差分GPS，精度为1～3m； 以采用值的类型为依据可分为4类： 2.广域实时差分GPS，精度为1～2m； 3.精密差分GPS，精度为1～5cm； 4.实时精密差分GPS，精度为1～3cm。
二、RTK的系统组成 天宝RTK系统由下列两部分组成：
第二节 RTK系统基准站的组成和作用 RTK系统基准站由基准站GPS接收机及卫星接收天线、无线电数据链电台及发射天线、直流电源等组成。 如图8-2所示：
GPS－RTK作业能否顺利进行，关键的问题是无线电数据链的稳定性和作用距离是否满足要求。它和无线电数据链电台本身的性能，发射天线的类型，参考站的选址，设备的架设，环境无线电的干扰情况等有直接的关系。
参考站发射天线和流动站接收天线之间无遮挡信号的障碍物，这些障碍物在陆地上主要由地形、建筑物、无线电信号发射台等；在海上则主要是地球曲率的影响。为了尽量避免参考站设备之间相互干扰，在作业时，大于25W的数据链电台发射天线距离GPS接收天线至少2m，最好6m以上；发射天线与电台的连接电缆必须展开，以免形成新的干扰源。
为了尽量避免参考站设备之间相互干扰，在作业时，大于25W的数据链电台发射天线距离GPS接收天线至少2m，最好6m以上；发射天线与电台的连接电缆必须展开，以免形成新的干扰源。
RTK数据链无线电发射机（TRIMMRKⅡ）的工作频率为UHF频段（400～480MHZ），当功率一定时，发射距离随天线高度增加而增加，如下式所示： （式8—1） 式中： 4.24——为天宝经验值； H1 ——电台的天线高； H2 ——流动站的天线高；
例：天宝4800GPS接收机使用的TRIMMRKⅡ无线电数据链电台发射功率为25W，电台天线高为9m，流动站的天线高为2m，试计算流动站工作的最远距离？例：天宝4800GPS接收机使用的TRIMMRKⅡ无线电数据链电台发射功率为25W，电台天线高为9m，流动站的天线高为2m，试计算流动站工作的最远距离？ 解：已知H1 = 9 m，H2 = 2m，根据公式可计算出流动站在开阔地带工作的最远距离为： 注：该距离是在无任何遮挡物的空旷地带的理论值，实际上要根据实地情况来确定，要留有余量，根据经验，在城市要将电台天线架设在高楼顶上，才可能达到10公里左右的距离。
第三节 RTK流动站的组成和作用 流动站的组成如图8—3所示 流动站的作用： 从基准站接收到的信号由流动站的UHF电台接收，流动站同时也接收相同的卫星信号，用配备的TSCE控制器进行实时解算。
流动站数据链电台的功率为2W，其电源和卫星接收机共用，不需另配电池。 基准站GPS接收机与TRIMMRKⅡ电台之间的数据传输波特率为38400，TRIMMRKⅡ电台与流动站GPS接收机之间的数据传输波特率为4800，流动站中的UHF数据链电台与流动站GPS接收机之间的数据传输波特率为38400。
为了保证流动站的测量精度和可靠性，应在整个测区选择高精度的控制点进行检测校对，选择的控制点应有代表性，均匀地分布在整个测区。 1.基准站可以安置在已知点上，也可以不安置在已知点上。若安置在已知点上，则输入已知点的坐标，进行坐标的转换（WGS—84转换成BJ54或其它坐标系）。
2. 基准站若安置在未知点上（在城市测量中，有时为了控制更远和更大的范围，根据RTK的特点，可将基准站架设在没有控制点的高楼顶上），在启动基准站时，则需输入该点的WGS—84坐标，进行坐标的转换（WGS—84转换成BJ54或其它坐标系）。求得WGS—84坐标的方法是：开机后，在TSCE控制器上经 经过初始化操作后，显示一软键 here （译成汉语为“这里”），直接按该键即可求得该点的WGS—84坐标。
3.虽然RTK定位测量的基准站可以不放在已知点上，但测区内还必须有已知控制点，而且定位测量的精度和已知控制点的等级和个数有关，在安置好基准站并启动流动站后，必须用流动站分别到已知点上进行定位测量，以求得该点坐标，然后与该点的原有坐标相比，求出其差值，若差值很小（根据工程性质定），则不需改正，否则，必须将该点的原有坐标输入到TSCE控制器中，进行改正。
10km ①.测区内仅有一个已知控制点的情况： 如图8—4所示： 理论上讲，在半径为10km的范围内，可达到2～5cm左右精度。 图8-4 一个已知点
②. 测区附近有二个已知控制点的情况（必须为整体平差结果）： 如图8—5所示： 图8-5 两个已知点
工作区 ③. 测区附近有三个已知控制点的情况（必须为整体平差结果）： 如图8—6所示： 图8-6 三个已知点的工作范围
工作区 ④. 测区附近有四个已知点的情况（必须为整体平差结果）： 如图8—7所示： 图8-7 四个已知点的工作范围
第四节 RTK定位测量的外业准备工作 RTK定位测量外业准备的过程如下： 1.外业踏勘 2.收集资料 3.制定观测计划 4.星历预报
5.器材准备 6. 运输工具
第五节 RTK的作业方法 RTK定位测量实施的具体方法如下： 一.架设基准站 将基准站GPS接收机安置在开阔的地方，架设脚架、安置基座和卫星天线，对中整平，用天线高量尺在天线相隔120°的三个位置量取天线高，并记录，如图8－7所示。
按on/off键，打开TSCE控制器，则自动调用主菜单，选择Files(文件)来建立新工程如下：按on/off键，打开TSCE控制器，则自动调用主菜单，选择Files(文件)来建立新工程如下：
2.选择工程管理（Job management）并确认；若测量手簿中已有的工程则显示其名称，若测量手簿中没有工程名，就选中New（F1）输入工程名后确认；
3.在选择坐标系统窗口中选用手工键入参数（Key in parameter）；
4.在键入参数窗口中选设置投影参数（Projection）；4.在键入参数窗口中选设置投影参数（Projection）； 选择投影： 选择横轴墨卡托投影：
5.在输入椭球参数窗口中选： 键入当地的投影参数： 键入当地的投影参数：
6.在键入参数窗口中再选输入转换参数，有三种情况：6.在键入参数窗口中再选输入转换参数，有三种情况： 键入基准转换的参数 选择基准转换 选择三参数
二.启动基准站 在TSCE控制器中点击Survey（测量）图标，进入测量方式菜单。 ①在（Survey Styles）测量工作方式菜单中选Trimble RTK（实时动态）。 ②在（Survey）测量菜单中选Start base receiver（启动基准站接收机）。
三. 启动流动站 将TSCE控制器上的电缆插头插入流动站GPS接收机的插口，在（Survey）测量菜单中选Start Survey（开始测量）也称启动流动站。此时在TSCE控制器的窗口下部即显示如下画面： 图8-10 TSC1控制器显示的有关图形
四. 开始测量，可以分为几种形式： （1）测量点（Measure points）
（2）连续的碎部点的采集（Continuous topo） 在“测量”菜单下选“连续地形点”，显示：
（3）放样（Stakeout） ①点的放样 ②直线的放样 ③路的放样
①点的放样 将光标移至点，回车，显示： 放样/点 无点 增加 F1 按F1（控制器内数据库的点增加到“放样点”菜单中），显示
选“从列表中选”，为了选择所要放样的点，按下F5后就会在点左边出现一个“√”，那么这个点就增加到“放样”菜单中，按回车，返回“放样点”菜单，选择要放样的点，回车，显示如下图（其中之一）。
两个图可以通过F5来转换，根据你的需要而选择。当你的当前位置很接近放样点时，就会有下图显示： ◎表示杆所在位置，“+”表示放样点位置，此时按下F2进入精确放样模式，直至出现“＋”与“◎”重合，放样完成，然后按两下F1，测量3至5秒，按F1存贮此点，再按F1就可以放样其它点。
第六节 GPS网络RTK技术 一、概述 GPS网络RTK技术的出现，代表了未来GPS发展的方向，由此可带来巨大的社会效益和经济效益。目前应用于GPS网络RTK数据处理的方法有：虚拟参考站法（Virtual eference Station——VRS）、偏导数法、线性内插法和条件平差法，其中虚拟参考站法VRS技术最为成熟。
二、VRS的系统构成及工作原理 VRS系统集GPS、Internet、无线通讯和计算机网络管理技术于一身。整个系统是由若干个（三个以上）连续运行的GPS基准站和一个GPS网络控制中心构成。
二、VRS的系统构成及工作原理 1. VRS的系统构成 GPS固定基准站系统 数据传输系统 GPS网络控制中心 系统数据发播系统 用户系统
