RTKGPS测量的工作原理

R T K G P S测量的工作

原理

公司内部编号：（GOOD-TMMT-MMUT-UUPTY-UUYY-DTTI-

GPS RTK测量技术的设置步骤和作业方法由于本工程水深较深，施工现场涌浪大，地形条件差，为了确保工程进度和质量，我部采用最先进，精度最高的GPS测量定位系统：实时动态相位差分技术（RTK测量技术）以及配套的全自动数据处理软件。本工程采用的是国产广州中海达HD-8900N型GPS接收机和数据处理软件。

一、工作原理

基准站上安置的接收机，对所有可见GPS卫星进行连续观测，并将其观测数据，通过无线电传输设备（也称数据链），实时地发送给用户观测站（流动站）；在用户观测站上，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数据，然后根据相对定位原理，实时地解算并显示用户站的三维坐标及其精度，其定位精度可达1cm~2cm。

二、GPS定位技术相对于传统测量技术的特点

1、观测站之间无需通视。传统的测量方法必须保持观测站之间有良好的通视条件，而GPS测量不要求观测站之间通视。

2、定位精度高。我们采用实时动态相位差分技术（RTK技术），其定位精度可达1cm~2cm，测深仪精度为：5cm+%。

3、操作简便、全程监控。只需GPS与电脑联接，开机即可，无须架仪器和后视，能实时监控定位的全过程。

4、全天候作业。GPS测量不受天气状况的影响，可以全天候作业（夜间、雨天都可以工作）。

5、水深测量的平面定位和水深测量完全同步，无须水位测定。传统的水深测量平面定位和水深测量是相对分离的；一、平面位置和测深不同步；二、受涌浪影响大，水尺观测和测深时涌浪情况不一至。GPS无验潮测深法，可以解决上述问题，即无须观潮和水位改正，测量时不受涌浪影响。

6、成图高度自动化。配套的数据处理成图软件具有自动成图和计算功能。能自动计算各层间面积和方量，计算各断面总抛量和未抛量。

三、RTK测量技术的作业方法

〈一〉基准站设置

基站可设在已知点或非已知点上，连接完毕后用PSION采集器进行参数设置，进入碎部测量取得单点定位坐标，再进入菜单的基准站设置功能上进行坐标输入、设制RTK工作模式、发射间隔、设成基站工作方式即可,设置成功时主机和电台上的Tx/Rx灯应该闪烁。

〈二〉求转换参数

GPS系统采用世界大地坐标系统WGS-84，工程建筑一般采用地方坐标系统或工程坐标系统，为能将GPS所测坐标直接在PISON采集器或电脑上显示为地方坐标或工程坐标必须进行坐标转换。求取坐标转换参数的办法是：启动基准站，用流动站到测区另外的两个或两个以上的已知点上进行碎部测量取得单点定位坐标（参考坐标），然后进入PSION采集器的求转换参数功能，按提示输入各点参考坐标和已知坐标进行自动求取。

〈三〉施工测量

1、GPS实时定位测量控制

GPS接收机的安装和设置：采用双GPS定位法,即在定位工作船上安装两台流动GPS接收机，两GPS接收机连线最好是与船舷平行或重直,在海上测量定位软件中输入定位工作船的船型尺寸，GPS接收机在工作船中的位置，设置主、副工作点，这样在计算机屏幕上就能实时动态显示工作船的位置和方向。安装方法如下图：

主工作点副工作点

定位工作船

主工作点副工作点

具体实施过程：根据施工方案和抛填计划，事先在计算机上用中海达海上定位测量软件调入工程（防波堤）地形图，作出抛填计划线和抛填位置，到实地作业时主要把GPS和计算机连接，打开GPS和海上定位测量软件中，屏幕上就会实时显示出船位、船向和主工作点坐标，作业人员参照图上的目的和船向,以及偏航窗口显示的偏航量来调度定位工作船，直到定位施工船调度到预定位置和方向，抛石船便可靠上定位船进行抛石，在靠船和抛石过程进行全过程监控，如果发现偏位过大或超出规范，及时调整以确保定位精度。

2、水下测量采用无验潮测深法

基本原理：利用实时相位差分（RTK）实时测得GPS天线的三维坐标

（x,y,h）结合由测深仪同步测得的 h

换能器至海底的深度ΔH1，将由GPS测得 GPS天线

的天线高h换算到同一水平面上的水下泥联杆

面标高H。换算公式：

H=h-ΔH1-ΔH2 换能器

式中：ΔH2为联接GPS天线与测深仪换

能器的联杆长度。由于系统在测量过程中是处

于运动状态，GPS接收仪与测深仪的数据采集泥面 H

也是随着运动同步进行，显然在上述的测量过程中，与水面变化无关无需对水面高程进行测定，即无需验潮。

水下测量的具体实施：作业前，打开海洋测量软件，根据施工要求预先绘画出测量区域和断面线，安装并调试好GPS和测深仪；到实地作业时主要开启GPS 和海洋测量软件，屏幕上的导航窗口就能实时显示出测量船位置、航迹向和坐标，当接通相应的数字化测深仪时，水深显示窗口就显示出瞬时水深值。引导测量工作船沿待测断面线航行，计算机自动采集数据并储存。外业测量完毕后内业用中海达海洋成图软件对外业采集的数据进行编辑处理和修正，生成地形图（或水深图）、断面图、立体俯视图等，自动计算断面面积和体积。数据处理和编辑是高度自动化。

水深测量图

断面图

三维立体图

3、其它测量

GPS还可用于控制测量、地形测量和施工放样等。施工时对点、线、面和坡度等的放样均很方便快捷，精度达厘米级。由于每个点的测量都是独立完成的，不会产生累积误差，各点的放样精度趋于一致，测量时点与点之间不要求必须通视，也不受天气状况影响可全天候工作（夜间、雨天都可工作）。

四、施工测量控制流程

附GPS技术应用表