GPS-RTK技術(shù)的原理及其在工程測(cè)量中的應(yīng)用.pdf

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1、GPS—RTK技術(shù)的原理及其在工程測(cè)量中的應(yīng)用閆志港宿遷澤達(dá)職業(yè)技術(shù)學(xué)院坦．摘要：當(dāng)前我國(guó)經(jīng)濟(jì)和社會(huì)正處于不斷發(fā)展的階段，在工程建設(shè)方面取得的成就也越來(lái)越多。隨著工程測(cè)量要求的不斷提高，使用傳統(tǒng)的工程測(cè)量技術(shù)已經(jīng)越來(lái)越難以滿足當(dāng)今工程測(cè)量的要求，因此亟待開(kāi)發(fā)一種新的、高效的測(cè)量方法來(lái)對(duì)工程進(jìn)行測(cè)量。本文主要介紹了GPS—RTK技術(shù)在工程測(cè)量上的原理應(yīng)用和技術(shù)特點(diǎn)，以供參考借鑒。關(guān)鍵詞：GPS一砌['l(技術(shù)；原理應(yīng)用；工程測(cè)量應(yīng)用1引言GPS技術(shù)是目前先進(jìn)的全球衛(wèi)星定位系統(tǒng)之一，主要是由美國(guó)研發(fā)的一種新型衛(wèi)星導(dǎo)

2、航系統(tǒng)，由此技術(shù)為基礎(chǔ)衍生了許多其它高效的系統(tǒng)被人們應(yīng)用于各個(gè)方面。砌Ⅸ技術(shù)就是其中之一，其本質(zhì)基礎(chǔ)是從GPS技術(shù)中開(kāi)發(fā)出來(lái)的一種實(shí)時(shí)動(dòng)態(tài)定位技術(shù)，可以進(jìn)行時(shí)間和空間上的定位確定，其主要特點(diǎn)是定位精度高、定位及時(shí)準(zhǔn)確，是一種高效的工程測(cè)量方法。被普遍運(yùn)用于工程測(cè)量中。2GPS—RTK技術(shù)的構(gòu)成及其相關(guān)原理2．1GPS的具體組成(1)GPS的空間衛(wèi)星。空間衛(wèi)星是GPS的主要構(gòu)成設(shè)備之一，其共有24顆衛(wèi)星組成，分為21顆工作衛(wèi)星和3顆在軌備用衛(wèi)星，這些衛(wèi)星組成了一個(gè)運(yùn)行周期為11h58面n的運(yùn)行軌道，由六個(gè)軌道面組

3、成，在定位時(shí)，通過(guò)發(fā)送無(wú)線電波來(lái)完成用戶的定位需求。由于其定位原理是由多個(gè)衛(wèi)星進(jìn)行同時(shí)定位，所以精確程度極高，通過(guò)對(duì)多個(gè)衛(wèi)星的位置進(jìn)行綜合測(cè)算，最終得出所需定位點(diǎn)的具體空間位置數(shù)據(jù)。(2)GPS的地面監(jiān)控器和用戶GPS接收機(jī)。GPs的地面監(jiān)控器和用戶GPS接收機(jī)這兩部分屬于GPS在地設(shè)備。地面監(jiān)控器主要由三個(gè)部分組成，分別是主控站、注入站和監(jiān)測(cè)站，這三個(gè)站點(diǎn)承擔(dān)著不同的作用，主控站進(jìn)行衛(wèi)星數(shù)據(jù)的接收和測(cè)算，注入站則將主控站的數(shù)據(jù)注入監(jiān)測(cè)站中，完成一次定位數(shù)據(jù)的接收和傳輸。而用戶GPS則是對(duì)監(jiān)測(cè)站的導(dǎo)航數(shù)據(jù)電文進(jìn)

4、行接受和計(jì)算的終端應(yīng)用設(shè)備，在使用時(shí)將接收到的衛(wèi)星信號(hào)進(jìn)行測(cè)算和交換處理，得出相應(yīng)所需測(cè)算點(diǎn)的三維立體坐標(biāo)。2．2GPS—RTKR1[1(技術(shù)是基于GPs技術(shù)開(kāi)發(fā)的一種非常實(shí)用的實(shí)時(shí)動(dòng)態(tài)定位監(jiān)測(cè)技術(shù)，除了具備GPs本身具有的高精度定位技術(shù)特點(diǎn)外，還能夠大大提升其定位精度，因此被廣泛用于多種要求高精度測(cè)算的工程測(cè)量中。R1[．1(技術(shù)結(jié)合計(jì)算機(jī)技術(shù)實(shí)現(xiàn)了數(shù)據(jù)的傳輸和接收，還可以利用衛(wèi)星記錄接收到的數(shù)據(jù)，并進(jìn)行整周模糊度求解，將已獲得的精度數(shù)據(jù)進(jìn)行進(jìn)一步的精確，其精確度可以達(dá)到毫米級(jí)別。2．3GPS—RTK技術(shù)的測(cè)

5、量模式(1)快速靜態(tài)定位模式。GPS—RTK技術(shù)本身也可以實(shí)現(xiàn)靜態(tài)的定位，其主要工作原理是對(duì)觀測(cè)點(diǎn)進(jìn)行靜止的觀測(cè)，實(shí)現(xiàn)GPS三部分的數(shù)據(jù)接收和計(jì)算同步，轉(zhuǎn)換為用戶所需要的三維坐標(biāo)后，如果精度無(wú)法滿足用戶的需求，則會(huì)自動(dòng)進(jìn)行重新測(cè)算，直到精度達(dá)到用戶需求。一般的定位技術(shù)在自然條件較差的地貌環(huán)境下定位效果差，但是R1瞰技術(shù)則可以很好地進(jìn)行測(cè)量，使用砌Ⅸ靜態(tài)測(cè)量模式可以有事半功倍的效果。(2)動(dòng)態(tài)定位模式：砌[1(技術(shù)的動(dòng)態(tài)定位模式是基于其靜態(tài)模式開(kāi)發(fā)的一種較為先進(jìn)的定位模式，工作原理是在靜止觀測(cè)的基礎(chǔ)上進(jìn)行采用間隔

6、移動(dòng)觀測(cè)，同時(shí)不斷地更新所獲得的數(shù)據(jù)，達(dá)到不問(wèn)斷觀測(cè)的效果，最后進(jìn)行數(shù)據(jù)的測(cè)算，將位，在2s～4s的測(cè)量區(qū)間內(nèi)，應(yīng)用R1隈動(dòng)態(tài)定位模式可以將測(cè)算精度精確到1cm～3cm，其定位精度之高，定位之準(zhǔn)確是傳統(tǒng)定位儀器不可相比的。3GPS—RTK技術(shù)的特點(diǎn)3．1工作效率高傳統(tǒng)衛(wèi)星定位需要多個(gè)工作者進(jìn)行協(xié)同操作，同時(shí)還需要操作多臺(tái)設(shè)備，對(duì)設(shè)備的操作要不斷地進(jìn)行移動(dòng)定位，否則無(wú)法獲得較為實(shí)時(shí)的測(cè)算數(shù)據(jù)，導(dǎo)致工作量繁重，也較為容易出現(xiàn)誤差。而GPS—R1[．1(技術(shù)的工作效率極高，通常只需要設(shè)站一次就能夠測(cè)量半徑達(dá)到4km～

7、5km的區(qū)域，而且操作相當(dāng)便捷，通常只需要一個(gè)操作者就可以進(jìn)行全套的工作操作，相比傳統(tǒng)定位的工作效率有了極大的提高。3．2定位精度高傳統(tǒng)的定位技術(shù)通常定位精度一般都是米級(jí)的，而其定位的數(shù)據(jù)和實(shí)地?cái)?shù)據(jù)也有一定的誤差存在，往往較難滿足高精度測(cè)量的要求。而GPS—R1X技術(shù)在進(jìn)行定位測(cè)量時(shí)，通常在其測(cè)量半徑能夠達(dá)到厘米級(jí)的精度要求，但是必須具備RTK技術(shù)的最基本工作條件，例如有數(shù)據(jù)傳輸和計(jì)算能力的工作站才能進(jìn)行精度的提高。因此R1瞰的定位精度還是比傳統(tǒng)定位系統(tǒng)的精度更高。3．3全天候作業(yè)能力強(qiáng)傳統(tǒng)的定位系統(tǒng)對(duì)于自然環(huán)

8、境和條件的要求較高，如果出現(xiàn)雷雨天氣和能見(jiàn)度影響，以及對(duì)于定位觀測(cè)具有不利影響的天氣，通常無(wú)法實(shí)施正常的觀測(cè)和定位，更不用說(shuō)精確定位了。而R1瞰觀測(cè)定位技術(shù)可以不受氣候和自然環(huán)境惡劣因素的影響，在這些情況下都能進(jìn)行正常的定位工作，同時(shí)如果具備高精度定位工作條件，在這樣的環(huán)境下還可以進(jìn)行全天候的高精度定位測(cè)量。3．4測(cè)量自動(dòng)化和集成化程度高R’Ⅸ技術(shù)操作簡(jiǎn)單，只由一人便可以進(jìn)行正常的定位