RTK测量原理

合集下载
  1. 1、下载文档前请自行甄别文档内容的完整性,平台不提供额外的编辑、内容补充、找答案等附加服务。
  2. 2、"仅部分预览"的文档,不可在线预览部分如存在完整性等问题,可反馈申请退款(可完整预览的文档不适用该条件!)。
  3. 3、如文档侵犯您的权益,请联系客服反馈,我们会尽快为您处理(人工客服工作时间:9:00-18:30)。
RTK原理及操作
北京合众思壮上海分公司
内容简介
• 一、GPS差分技术 • 二、E650 RTK作业流程
一 GPS差分技术
• 1 起因 绝对定位精度不能满足要求
2 差分GPS的基本原理
• 误差的空间相关性 – 以上各类误差中除多路径效应均具有较强的空间相关性,从而定位 结果也有一定的空间相关性。 • 差分GPS的基本原理 – 利用基准站(设在坐标精确已知的点上)测定具有空间相关性的误 差或其对测量定位结果的影响,供流动站改正其观测值或定位结果。 • 差分改正数的类型 – 位置(坐标改正数)改正数:基准站上的接收机对GPS卫星进行观 测,确定出测站的观测坐标,测站的已知坐标与观测坐标之差即为 位置的改正数。 – 距离改正数:利用基准站坐标和卫星星历可计算出站星间的计算距 离,计算距离减去观测距离即为距离改正数


基准站 控制点( 和平面坐标) 控制点(有WGS-84和平面坐标) 和平面坐标
(无 需 控 制 点 联 测)
控制点( 和平面坐标) 控制点(有WGS-84和平面坐标) 和平面坐标 控制点( 和平面坐标) 控制点(有WGS-84和平面坐标) 和平面坐标
流动站测量
控制点( 和平面坐标) 控制点(有WGS-84和平面坐标) 和平面坐标
数据链 流动站 基准站
• 特点
– 优点:结构、模型简单 – 缺点:差分范围小,精度随距基准站距离的增加而下 降,可靠性低
多基准站局域差分(LADGPS)
• 结构
– 基准站(多个)、数据通讯链和用户
• 数学模型(差分改正数的计算方法)
– 加权平均 – 偏导数法 – 最小方差法
• 特点
– 优点:差分精度高、可靠性高,差分 范围增大 – 缺点:差分范围仍然有限,模型不完 善
载波相位平滑伪距
• 原理:由于载波相位的测量精度比伪距测量精度高2个数量级,而且载波相 原理:
位测量受多路径效应的影响比伪距测量小2个数量级,如果能获得整周模糊度, 就可以获得近于无噪声的伪距测量。一般情况下,无法获得整周模糊度,但 能获得多普勒计数或载波相位变化信息。因此若能够利用载波相位变化信息 来辅助伪距测量就可以获得比单独采用伪距测量更高的精度,这一思想称为 载波相位平滑伪距测,目的是提高伪距观测值的精度。 – 伪距和载波相位方程同在相邻历元间求差
• 单基准站差分 • 多基准站差分
距离差分
– 广域差分(WADGPS – Wide Area DGPS)
位置差分和距离差分的特点
• 位置差分
– – – – – – – – 差分改正计算的数学模型简单 差分数据的数据量少 基准站与流动站要求观测完全相同的一组卫星 差分精度3m,作用距离100km,无数据期龄概念
差分GPS的新进展①
• 增强型系统
– 特点
• 伪卫星技术 • 卫星通讯技术
– 类型
– 采用地基伪卫星
WAAS
• LAAS – Local Area Augmentation System • WAAS – Wide Area Augmentation System
– 采用空基伪卫星 – 采用通讯卫星发送差分改正数和测距信息
二、只有平面坐标的情况
这种情况是我们在测量中遇到最多的, 这种情况是我们在测量中遇到最多的, 在实际工作中遇到的机会 客户提供的平面坐标无外乎两种情况,一种是BEIJING-54的坐 大,客户提供的平面坐标无外乎两种情况,一种是 的坐 一种是当地的城建坐标。具体实施方案如下: 标,一种是当地的城建坐标。具体实施方案如下: 首先我们手中有客户提供的三个或者三个以上的有平面坐标的控 制点。这个时候我们要先了解测区的概况, 制点。这个时候我们要先了解测区的概况,在测区的种选择合适的地 方架设基准站,架设好基准站后设置流动站, 方架设基准站,架设好基准站后设置流动站,连通之后可以去客户提 供的几个控制点上做控制点的联测, 供的几个控制点上做控制点的联测,联测结束之后在手簿上进行坐标 转换,得出转换参数,检查好转换参数符合我们的要求了, 转换,得出转换参数,检查好转换参数符合我们的要求了,下面就可 以进行客户所要求的工作了。 测量、放样等。 以进行客户所要求的工作了。如:测量、放样等。我们这个时候得出 来的坐标就是平面坐标了, 来的坐标就是平面坐标了,它的坐标系统是和客户给我们的坐标的系 统是一致的,客户控制点的平面坐标是BEIJING-54的就是 的就是BEIJING统是一致的,客户控制点的平面坐标是 的就是 54的,是当地的城建坐标就是当地的城建坐标。 的 是当地的城建坐标就是当地的城建坐标。
• 距离差分
差分改正计算的数学模型较复杂 差分数据的数据量较多 基准站与流动站不要求观测完全相同的一组卫星 差分精度3m,作用距离100km,数据龄期30S
单基准站局域差分
• 结构
– 基准站(一个)、数据通讯链和用户
• 数学模型(差分改正数的计算方法)
– 提供距离改正和距离改正的变率
V (ti + ∆t) = V (ti ) + dV ⋅ ∆t dt dV V为距离改正数; 为距离改正数的变率。 dt


基准站 控制点(有平面坐标) 控制点(有平面坐标)
(需 要 控 制 点 联 测)
控制点(有平面坐标) 控制点(有平面坐标) 控制点(有平面坐标) 控制点(有平面坐标)
流动站测量
控制点(有平面坐标) 控制点(有平面坐标)
实施步骤如下: 实施步骤如下:
1、新建一个项目,输入项目名称等参数。 、新建一个项目,输入项目名称等参数。 2、把基准站架设在测区中央的开阔处,设置基准站。 、把基准站架设在测区中央的开阔处,设置基准站。 3、设置流动站。 、设置流动站。 4、在点校正界面中输入控制点的平面坐标,并在控制点上测量WGS-84 、在点校正界面中输入控制点的平面坐标,并在控制点上测量 坐标并保存。 个控制点上做这样的工作。 坐标并保存。到3个控制点上做这样的工作。 个控制点上做这样的工作 5、进行四参计算,如果有多余的控制点的话可以在点上进行检核。 、进行四参计算,如果有多余的控制点的话可以在点上进行检核。 6、进行实际工作,测量、放样等。 、进行实际工作,测量、放样等。
多基准站差分系统结构
广域差分
• 结构
– 基准站(多个)、数据处理中心、数据通讯链、监测 站和用户
• 数学模型(差分改正数的计算方法)
– 与普通差分不相同
• 普通差分是考虑的是误差的综合影响 • 广域差分对各项误差加以分离,建立各自的改正模型
– 用户根据自身的位置,对观测值进行改正
• 特点
– 优点:差分精度高、差分精度与距离无关、差分范围 大 – 缺点:系统结构复杂、建设费用高
差分GPS的新进展②
• 网络RTK
– 作业模型类似RTK – 原理
• VRS虚拟参考站 • FKP主辅站 • CBI综合误差内插法 (Trimble) (Leica) (Whu)
– 特点
• 精度和可靠性高
差分GPS的新进展②
• 网络RTK
VRS
3 流动站通过标准的RTK 作业方式接收其改正信息, 并进行超短基线的RTK, 获得较高精度位置信息
2 VRS软件基于该虚拟 的位置生成实时RTCM 改正数据
RTCM
1 流动站发送单点定位 解给数据处理中心
NMEA
FKP
早期流动站无法解读RTCM 3.0 网络RTK 信息,徕卡GPS Spider 软件能够生成一组单个 的主辅站改正数称之为i-MAX;对于可以解读RTCM3.0的流动站,播发区域改正数FKP。
注意点: 注意点:
1、让客户提供控制点的时候最好是三个点以上,两个点很容易出问题,并且高程不易 、让客户提供控制点的时候最好是三个点以上,两个点很容易出问题, 控制,而且有多余点就可以进行检核。 控制,而且有多余点就可以进行检核。 2、选择地方架设基准站最主要的是看周边环境时候开阔、有没有大面积水源、有没有 、选择地方架设基准站最主要的是看周边环境时候开阔、有没有大面积水源、 大功率的发射设备,如移动或者联通的基站、地势是否比较高等因素进行综合考虑。 大功率的发射设备,如移动或者联通的基站、地势是否比较高等因素进行综合考虑。 3、在架设基准站的时候要考虑到电台的信号能够覆盖到整个测区。 、在架设基准站的时候要考虑到电台的信号能够覆盖到整个测区。 4、在作业前要仔细的检查电瓶的电量,否则可能导致工作中电量不足。 、在作业前要仔细的检查电瓶的电量,否则可能导致工作中电量不足。 5、在作业前要检校基座,否则整平和对中的误差会对测量的结果有很大的影响。 、在作业前要检校基座,否则整平和对中的误差会对测量的结果有很大的影响。 6、如果是用 GSM/GPRS作业的时候,在作业前要检查卡内的余额。 、 作业的时候, 作业的时候 在作业前要检查卡内的余额。 7、在做控制点测量的时候一定保持对中和水平,控制点联测的精确度对测量结果的影 、在做控制点测量的时候一定保持对中和水平, 响比较大。 响比较大。
3 差分GPS的分类
• 根据时效性
– 实时差分 – 事后差分
坐 标 改 正
• 根据观测值类型
– 伪距差分 – 载波相位平滑伪距差分 – 载波相位差分 距 离 改 正
位置差分Baidu Nhomakorabea
• 根据差分改正数
– 位置差分(坐标差分) – 距离差分(伪距、载波相位)
• 根据工作原理和差分模型
– 局域差分(LADGPS – Local Area DGPS)
实施步骤如下: 实施步骤如下:
1、新建一个项目,输入项目名称等参数。 新建一个项目,输入项目名称等参数。 2、在点校正界面中输入控制点的WGS-84的坐标和平面坐标。 在点校正界面中输入控制点的WGS-84的坐标和平面坐标。 WGS 的坐标和平面坐标 3、把基准站架设在选定的控制点上,设置基准站。 把基准站架设在选定的控制点上,设置基准站。 4、设置流动站。 设置流动站。 5、进行四参计算,如果有多余的控制点的话可以在点上进行检核。 进行四参计算,如果有多余的控制点的话可以在点上进行检核。 6、进行实际工作,测量、放样等。 进行实际工作,测量、放样等。
iCORS
二、E650 RTK作业流程
1. WGS-84坐标和平面坐标都具备的情况 2. 只有平面坐标的情况 3. 只有WGS-84坐标的情况
一、WGS84和平面坐标都具备的情况 WGS84和平面坐标都具备的情况
这种情况一般是比较理想的情况, 这种情况一般是比较理想的情况,在实际工作中遇到的机 会比较少,但是也是存在的, 会比较少,但是也是存在的,这个时候咱们的选择余地就是比 较大一点。具体实施方案如下: 较大一点。具体实施方案如下: 首先我们手中有客户提供的三个或者三个以上的具有 WGS-84和平面坐标的控制点。这个时候要先向客户了解几个 和平面坐标的控制点。 和平面坐标的控制点 点的周边状况和环境情况, 点的周边状况和环境情况,挑出其中最适合架设基准站的点架 设基准站。架设好基准站后设置流动站, 设基准站。架设好基准站后设置流动站,连通之后可以直接进 行坐标转换了,因为已经有WGS-84的坐标了,可以省掉控制 的坐标了, 行坐标转换了,因为已经有 - 的坐标了 点联测的步骤,下面就可以进行客户所要求的工作了。 点联测的步骤,下面就可以进行客户所要求的工作了。如:测 量、放样等。我们这个时候得出来的坐标就是平面坐标了,它 放样等。我们这个时候得出来的坐标就是平面坐标了, 的坐标系统是和客户给我们的坐标的系统是一致的, 的坐标系统是和客户给我们的坐标的系统是一致的,客户控制 点的平面坐标是BEIJING-54的就是 的就是BEIJING-54的,是当地的 点的平面坐标是 的就是 的 城建坐标就是当地的城建坐标。 城建坐标就是当地的城建坐标。
注意点: 注意点:
1、让客户提供控制点的时候最好是三个点以上,两个点很容易出问题,并且高程 、让客户提供控制点的时候最好是三个点以上,两个点很容易出问题, 不易控制,而且有多余点就可以进行检核。 不易控制,而且有多余点就可以进行检核。 2、选择在哪个控制点上架设基准站最主要的是看周边环境时候开阔、有没有大面 、选择在哪个控制点上架设基准站最主要的是看周边环境时候开阔、 积水源、有没有大功率的发射设备,如移动或者联通的基站、 积水源、有没有大功率的发射设备,如移动或者联通的基站、地势是否比较高等因 素进行综合考虑。 素进行综合考虑。 3、在架设基准站的时候要考虑到电台的信号能够覆盖到整个测区。 、在架设基准站的时候要考虑到电台的信号能够覆盖到整个测区。 4、在作业前要仔细的检查电瓶的电量,否则可能导致工作中电量不足。 、在作业前要仔细的检查电瓶的电量,否则可能导致工作中电量不足。 5、在作业前要检校基座,否则整平和对中的误差会对测量的结果有很大的影响。 、在作业前要检校基座,否则整平和对中的误差会对测量的结果有很大的影响。 6、如果是用 GSM/GPRS作业的时候,在作业前要检查卡内的余额。 、 作业的时候, 作业的时候 在作业前要检查卡内的余额。
RTK技术
基准站建在已知或未知 点上; 点上; 基准站接收到的卫星信 号通过无线通信网实时 发给用户; 发给用户; 用户接收机将接收到的 卫星信号和收到基准站 信号实时联合解算, 信号实时联合解算,求 得基准站和流动站间坐 标增量(基线向量) 标增量(基线向量)。 站间距30公里 站间距30公里 平面精度1 平面精度1-2厘米
相关文档
最新文档