工程技术
2008NO.27
SCIENCE&TECHNOLOGYINFORMATION科技资讯
关于提高
GPSRTK测量精度的几个关键技术分析
黄航
(浙江省上虞市测绘中心浙江上虞
312300)
摘要:GPSRTK技术以其实时、高效的优点,已在测绘领域得到了广泛的应用。但是,在实际测量中,要想获得高精度的GPSRTK观测结果,需要满足必要的测量条件,作业时如果操作失误或某些技术问题处理不当,都将给测量结果带来严重的影响。本文介绍了GPSRTK的技术特点,并探讨了提高GPSRTK测量精度的几个关键技术。关键词:GPSRTK测量关键技术测量精度可靠性中图分类号:TB1文献标识码:A文章编号:1672-3791(2008)09(c)-0039-01目前实时动态测量技术(RealTimeKinematic,简称RTK)以其实时,高效,不受通视条件等优点,可应用于控制、放样、测图等,已涵盖大地测量、地形测量、地籍测量、航空摄影测量、GIS、设备控制、变形监测、精准农业、水上测量、环境应用等领域,倍受用户青睐。但是相对于GPS静态测量,RTK的实时性也给测量人员提出了更高的要求。因此,及时了解RTK的技术特点及RTK测量成果精度的关键技术,对于做好GPS测绘工作有重要的意义。
1GPS的特点
GPS导航定位以其高精度,全天候,高效率,多功能,操作简便,应用广泛等特点著称。
1.1定位精度高
应用实践已经证明,GPS相对定位精度在50km以内可达10-6,100km～500km可打10-7,1000km以上可达10-9。1.2观测时间短
随着GPS系统的不断完善,20km以内相对静态定位,仅需15～20分钟;快速静态定位测量时,在15km以内,流动站观测时间只需1～2分钟;动态相对定位测量时,流动站出发时观测1～2分钟,然后可随时定位,每站观测仅需要几秒钟。1.3站间无需通视
GPS测量不要求测站之间相互通视,只需测站上空开阔即可,因此可节省大量的造标费用。
1.4可提供三维坐标
经典大地测量将平面与高程采用不同方法分别施测。GPS可同时精确测定测站点的三维坐标。目前GPS水准可满足四等水准测量的精度。1.5操作简便
随着GPS接收机的不断改进,自动化程度越来越高,有的已达“傻瓜化”的程度;接收机的体积越来越小,重量越来越轻,极大地减轻测量工作者的工作紧张程度和劳动强度。使野外工作工作变得轻松愉快。
2GPSRTK的定位原理
GPSRTK在测量中采用的是载波相位
平滑伪距实时差分技术,它能够提供测量点在指定坐标系中厘米级精度的三维定位结果。RTK测量通常由3部分组成,即GPS信号接收部分(GPS接受机及天线),实时数
据传输部分,实时数据处理部分(GPS控制大的遮挡物(如高层建筑物,高山等),且天器及其实时数据处理软件)。
线应该尽量设置得高一些,以提高电台的RTK测量是根据GPS的相对定位理传输距离。
论,将一台接收机设置在已知点上(基准3.3整周模糊值的确定与PDOP值
站),另一台或几台接收机放在待测点上(移确定整周模糊值的过程其实就是RTK动站),同步采集相同的信号。基准站在接获得固定解的过程。笔者认为,要确定整周收GPS信号并进行载波相位测量的同时,模糊度,应有合适的PDOP值,笔者在1∶500通过数据链将其观测值、卫星跟踪状态和数字地形图测绘项目中,利用Trimble5700测站坐标信息一起传送给移动站;移动站进行RTK测量时,就遇到下面的情况,卫星通过数据链接收来自基准站的数据,然后数目虽然较多,但信噪比低,基准站流动站都利用GPS控制器内的实时数据处理软件与已经成功捕获8颗以上卫星,无线电接收良本机采集的GPS观测数据组成差分观测值好,但初始化时间太长。当卫星的个数比较进行实时处理,实时给出待测点的坐标,高多,还是不能获得固定时,可将卫星高度角程及实测精度,并将实测精度与预测精度适当的调大,过滤掉高度角小的卫星,以获进行比较,一旦实测精度符合要求,GPS手得小的PDOP值。笔者做过这样一个实验,簿将提醒测量员记录该点的三维坐标及其对同一个控制点在PDOP值小于6和PDOP精度。在整周模糊值固定后,即可进行每值大于6的情况下进行RTK测量,发现平个历元的实时处理,只要能保持4颗以上面精度相差1.4cm,高程精度∶相差7.卫星相位观测值的跟踪和必要的几何图2cm。
形,则移动站可随时给出待测点的厘米级3.4作业半径的
三维坐标。
流动站离开基准站的最大距离称作RTK的作业半径。它的大小取决于基准站3提高GPSRTK测量精度的关键技术分析
电台信号的传输距离,且对RTK测量的速3.1坐标转换参数的求解
度和精度有着直接的影响。一般来说,作一般是在RTK作业前首先在测区做一业半径应小于15公里。在一些观测条件差定数量的静态GPS控制点,与地方坐标系的地方,还应进一部缩短作业半径,以提高的控制点联测,以同时获取GPS点的RTK测量的速度和精度。WGS-84坐标系统坐标和地方坐标系统坐3.5测区范围的
标,然后利用后处理软件或GPS控制器内在使用RTK进行测量时应当注意,在置的实时处理软件求解坐标转换参数。如点校正区域内进行测量才能保证测量精果测区内的已知控制点已有地方坐标系和度,若超出了这个区域,测量的结果将会出WGS-84坐标系坐标,则可直接利用随机现较大的误差,超出点校正区域的距离越软件求解坐标转换参数。在GPS手簿中做远,误差也就越大。在实际工作中,我在离点校正,目的就是求解WGS-84坐标系到点校正区域约2公里地方进行测量,该点当地坐标系之间的坐标转换参数。
的平面误差为8.6cm。求解坐标转换参数所使用的已知控制3.6测量前要注意复核
点(基准点)的精度,密度及分布状况对坐标RTK测量具有显著的实时,快捷等优转换参数的求解质量有着直接的影响。因点,但在测量准备中,难免会出现粗差。因此,所选定的基准点要求精度要高,并且应此,为了保证RTK的实测精度和可靠性,均匀分布在测区的周围。基准点的数量视作业时必须注重成果的复核,即在作业前测区大小一般取4～6点为宜。对已知点进行检测,新测坐标与已知坐标3.2基准站的设置与启动
较差符合要求后,才能进行RTK测量。
GPS卫星处在2×104KM多的高空,从卫星发出信号到接收机接收,中间要经过参考文献
多方面的干扰,要提高GPS信号接收的质[1]潘宝玉,张西恩,李宏伟.提高RTK测量
量,基准站必须远离各种强电磁干扰源(如成果精度的技术关键[J].地矿测绘,微波站,寻乎台发射塔,变电站,高压线,电2003.
视台等);同时,为了减少多路径效应的影[2]徐绍铨,张华海,杨志强,王泽明.GPS测
响,基准站周围应无大面积的信号反射物量原理及应用[J].武汉大学出版社.(如大面积水域,大型建筑物等)。另外,要[3]刘基余.GPS卫星导航定位原理及方法
求基准站电台和天线和移动站天线之间无
[M].北京:科学出版社,2003.
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