载波相位差分动态定位的方法研究
北斗载波相位时间差分／SINS紧组合技术与实验研究
维普资讯
国 防 科 技 大 学 学 报
箜 垫 鲞箜 塑
文章 编号 ：０ １ ４ ６２ｏ ）２ ０９—０ １０ —２８ （０ ７０ —０ １ ５
坠
：
：
北 斗载 波相 位 时 间差分 ／Ｉ Ｓ紧 组合 技 术与 实验 研 究 ＳＮ
ｔ ｈ ｏ ｇ ｒｐｓ ｎｔｅｂｓ ｆｔ ｅｄ ｅ ｎｅｅ － ｒ ｈｓ （Ｄ Ｐ ｏ Ｄ ＳＳ Ｓｔｈ ｙｃｕｌ ｔ ｒｔｎ ｈ ｅＴ Ｃ ｅ ｎｌ ｙ ｓｐ ｏｅ ｏ ａ ｓｏ ｉ ｉ ｒ ｃ ￣ ｉ ａｅ Ｔ Ｃ ）ｆ Ｒ Ｓ／Ｉ ｇ￣ ｏｐ ｄｉ ｅ ａｏ ．Ｔ Ｄ Ｐ ｃ ｏ ｉ ｏ ｄ ｈ ｉ ｍ ｆ ｅ ａｒ ｐ ｅ ｒ Ｎ ｉ ｅ ｎｇｉ
Ｋ ｙｗ ｒｓｔ ｅｄ ｅｅｃ ａ ｉ ｈｓ； Ｄ Ｓ ＩＳ ｔｈｌ ｃｕｌ ；ｅｐｒ ｅｔ ｓ ｒ ｅ ｏｄ ：ｍ ｉ ｒｎｅｃｒｅ ｐａｅ Ｒ Ｓ ；Ｓ ； ｇｔ ｏｐｅ ｘｅ ｍ ｎ ｌ ｅ ｃ ｉ ｆ ｒｒ Ｎ ｉ ｙ ｄ ｉ ａｒ ａ ｈ ｅ
卫 星 导航 系统存 在 数据 更新 率低 、 易受 干扰 、 不能 直 接提 供加 速 度 和姿 态 信息 等 问题 。我 国的 “ 北 斗一号 ” 星导 航 系统 （ 卫 简称 北斗 ） 由于采用有 源 体制 ， 存在 定 位 信息滞 后 、 密性 差 和用 户 数 目有 限 还 保 的缺 陷 。捷 联惯 导 系统 （ Ｓ可提 供连 续 的载体位 置 、 Ｓ ） 速度及 姿态 信息 ， 误 差 随献标识码 ： Ａ
Ｔｉ ｈ ｌ ｕ ｌ ｄ Ｉ ｔ ｇ ａ ｉ ｎ Ｔｅ ｈ ｏ ｏ ｙ ｏ ｇ ｔｙ Ｃｏ ｐ ｅ ｎ ｅ ｒ ｔｏ ｃ ｎ ｌ ｇ ｆＲＤ Ｓ ｍ ｅ Ｄｉ ｅ ｅ ｃ Ｓ Ｔｉ ｆ ｒ ｎ ｅ Ｃａ ｒｅ ａ ｅ Ｓ ＮＳ ａ ｄ Ｉｓ Ｅｘ ｅ ｉ ｅ ｔ ｌＲｅ ｅ ｒ ｈ ｒ ｉ ｒ Ｐｈ ｓ ／ Ｉ ｎ ｔ ｐ ｒ ｍ ｎ ａ ｓ ａ ｃ
铁路测量中RTK作业方式的探讨
收稿日期22作者简介李德奖(—),男,5年毕业于山东理工大学测绘工程专业,助理工程师。
文章编号:167227479(2010)0120026202铁路测量中RTK 作业方式的探讨李德奖(中铁工程设计咨询集团有限公司济南设计院,山东济南 250022)O pera ti on M ode of RTK i n Ra ilw a y M ea s ur em en tL i D ejiang 摘 要 GPS 2RTK 实时载波相位差分作业模式能够实时地给出厘米级精度的点位坐标,解决了当前铁路测量中许多常规方法无法解决的技术问题,已经得到了广泛的应用。
结合测量工作实际,分析了GPS 2RTK 系统的工作原理,并重点对R TK 的作业方式进行了研究和探讨。
关键词 GPS 2RTK 铁路测量 作业方式中图分类号:TU192+2 文献标识码:B1 概述在铁路线路初、定测阶段和施工阶段,主要是利用GPS 实时动态载波相位差分定位技术R TK 来完成传统测量方法中的图根加密控制、像控点测定、带状图测绘以及施工放样测量等工作,并在统一坐标系下提供点位的三维数据信息,是当代G PS 技术发展的一个重大突破。
由于它能实时提供经过可靠性检验的厘米级精度的测量成果,显著地提高了作业效率,因而在铁路工程中有着广阔的应用前景。
本文针对铁路线路测量所特有的带状线路特点,探讨如何灵活选用R TK 测量的作业方式,以充分发挥R TK 技术的潜能。
2 GP S 2R TK 系统的工作原理R TK 系统主要由一个参考站(即基准站)、若干个流动站、数据通讯系统3大部分组成(见图1)。
R TK 系统的组成11基准站a 1基准站GPS 接收机及接收天线b 1无线电数据链电台及发射天线c 112V60A 直流电源21流动站a 1流动站GPS 接收机及接收天线b 1无线电数据链接收机及天线c 1TS C1控制器及软件图1 R TK 系统组成部件R TK 测量时,基准站将接收到的所有卫星信息及其基准站信息一起由通讯系统传送给各流动站。
GPS导航定位原理以及定位解算算法
G P S导航定位原理以及定位解算算法TYYGROUP system office room 【TYYUA16H-TYY-TYYYUA8Q8-GPS导航定位原理以及定位解算算法全球定位系统(GPS)是英文Global Positioning System的字头缩写词的简称。
它的含义是利用导航卫星进行测时和测距，以构成全球定位系统。
它是由美国国防部主导开发的一套具有在海、陆、空进行全方位实时三维导航与定位能力的新一代卫星导航定位系统。
GPS用户部分的核心是GPS接收机。
其主要由基带信号处理和导航解算两部分组成。
其中基带信号处理部分主要包括对GPS卫星信号的二维搜索、捕获、跟踪、伪距计算、导航数据解码等工作。
导航解算部分主要包括根据导航数据中的星历参数实时进行各可视卫星位置计算；根据导航数据中各误差参数进行星钟误差、相对论效应误差、地球自转影响、信号传输误差(主要包括电离层实时传输误差及对流层实时传输误差)等各种实时误差的计算，并将其从伪距中消除；根据上述结果进行接收机PVT（位置、速度、时间）的解算；对各精度因子(DOP)进行实时计算和监测以确定定位解的精度。
本文中重点讨论GPS接收机的导航解算部分，基带信号处理部分可参看有关资料。
本文讨论的假设前提是GPS接收机已经对GPS卫星信号进行了有效捕获和跟踪，对伪距进行了计算，并对导航数据进行了解码工作。
1 地球坐标系简述要描述一个物体的位置必须要有相关联的坐标系，地球表面的GPS接收机的位置是相对于地球而言的。
因此，要描述GPS接收机的位置，需要采用固联于地球上随同地球转动的坐标系、即地球坐标系作为参照系。
地球坐标系有两种几何表达形式，即地球直角坐标系和地球大地坐标系。
地球直角坐标系的定义是：原点O与地球质心重合，Z轴指向地球北极，X轴指向地球赤道面与格林威治子午圈的交点(即0经度方向)，Y轴在赤道平面里与XOZ 构成右手坐标系(即指向东经90度方向)。
北斗卫星导航RTK定位技术在铁路通信铁塔监测中的应用
北斗卫星导航RTK定位技术在铁路通信铁塔监测中的应用冯平(通号通信信息集团有限公司 四川成都 610000)摘要：通过自带基准站并利用北斗实时动态载波相位差分定位技术（Real-Time Kinematic，RTK）对铁路通信铁塔发生的水平位移、铁塔垂直度、塔基沉降进行连续不断测量和监控，解决以往铁塔监测系统误报、漏报率高、设备故障率高以及安装难度高、安装要求苛刻等施工难题，通过野外环境实验数据表明其精度满足中国铁路总公司发布的《铁路通信铁塔监测系统》（Q/CR 851—2021）标准要求。
关键词：北斗卫星 RTK定位技术 双差分 铁塔监测系统中图分类号：U285文献标识码：A 文章编号：1672-3791(2023)24-0036-04 Application of Beidou Satellite Navigation RTK PositioningTechnology in Railway Communication Tower MonitoringFENG Ping(China Railway Signal Communication Information Group Co., Ltd., Chengdu, Sichuan Province, 610000 China) Abstract:This article proposes a system that continuously measures and monitors the horizontal displacement, tower verticality and tower base settlement of railway communication towers by using built-in reference stations and Beidou real-time kinematic (RTK) carrier phase differential positioning technology, and solves the construction problems of the false alarms, high false alarm rates, high equipment failure rates and installation difficulties and strict installation requirements of previous tower monitoring systems. Field environmental experimental data shows that its accuracy meets the standard requirements of "Technical Conditions for Railway Communication Tower Monitor‐ing Systems (QC/R 851—2021)" issued by China Railway Corporation.Key Words: Beidou satellite; RTK positioning technology; Double differential; Tower monitoring system铁塔作为铁路工程的一个重要组成部分，是承载铁路无线通信的组成部分，是保障铁路运输安全的重要基础设施。
实时动态载波相位差分GPS定位精度分析
维普资讯
・２・
弹 箭 与 制 导 学 报
２０ ０ ２拄
一
ｒＸ ＸＰ 。 （ ＹＰ。 （ ＺＰ。 。 Ｃ ＆ ＋ Ｖ （ 一 ）＋ ｙ 一 ）＋ ｚ 一 ）］ ＋
（） ３
等式（） ３ 的未 知参 数 为移动站 的坐标 （ ， Ｚ ） Ｙ ， 和钟差 ＆， 因此 。 移动站 只需 同 时观测 ４颗 卫 星 就 可 以完成 动态定 位 ， 表 示测 量 噪声 。当移 动站 和基 准站 间距 离较 近 时 ， 两站 间 的公共误 差 可 以消
维普资讯
第 ２ ２卷第 ３期
弹 箭 与 制 导 学 报
实 时 动 态 载 波 相 位 差 分 Ｇ Ｓ定 位 精 度 分析 ＊ Ｐ
陈树 新 ， 永 生 ， 王 陈 飞
（ 北工业大学 ， 西 西安 ７０７ ） 西 陕 １０ ２
［ 要 ］ 介 绍 了两 种 差 分 ＧＰ 摘 Ｓ定 位 模 型 ． 们 是码 差 分 定 位 和 Ｒ Ｋ（ｅ ｌｉ ｉｅ ｔ ） 位 ． 它 Ｔ ｒａ ｔ ｍｅｋｎ ｍａｉ 定 ｃ 讨
除 ， 时提供 的 △ 和 ｄ 使 得移 动站 在未 得到 伪距 改正 量 的间 隙 内可 以继 续进 行差 分定 位 。 同
２ ２ 载 波 相 位 差 分 定 位 ．
码 差分 通 常 能够 满足 米级 的定位 精 度 ， 载 波相 位差 分 实 时三 维 定 位精 度 可 达 到厘 米级 ， Ｔ 而 Ｒ Ｋ
一
部 分 对于实 际测 量 的数据进 行 了分 析 ， 到结论 ： 响差分 定位 精度 的主要 因素 是接 收机 噪声 和 多 得 影
径效 应 ， 并表 述 了它们 各 自的统计 特性 。
２ 差 分 ＧＰ Ｓ定 位 模 型
d-rtk的原理
实时高精度定位技术：D-RTK及其应用前景
D-RTK（实时动态差分定位技术）是一种实时、高精度定位技术，其原理基于载波相位差分技术。
具体来说，D-RTK通过实时接收卫星信号和基准站播发的差分修正信息，结合高性能的定位算法，实现厘米级甚至毫米级的定位精度。
在D-RTK系统中，基准站接收机接收卫星信号并获取其位置信息，同时记录下每个卫星的信号传播时间和接收机的工作状态等信息。
然后，基准站将差分修正信息播发给流动站接收机。
流动站接收机接收到卫星信号和基准站的差分修正信息后，通过实时差分计算，消去误差影响，获得高精度的实时位置信息。
这个过程是动态的，因为流动站可以在任何时间、任何地点进行定位。
为了实现高精度定位，D-RTK采用了高性能的定位算法，如最小二乘法、卡尔曼滤波等，来处理卫星信号和差分修正信息。
同时，D-RTK还需要解决一些关键问题，如信号遮挡、多径效应等，以提高定位精度和可靠性。
总之，D-RTK技术是一种先进的实时、高精度定位技术，具有广泛的应用前景，如无人机、智能驾驶、测量等领域。
GPS RTK实时动态测量
GPS RTK实时动态测量实验报告姓名：**班级：2004一班专业：地理信息系统组号： 3 组郑州大学环境与水利学院2007年7月7日实验名称 GPS RTK实时动态测量实验一、实验概述本次实验是在原有传统控制测量的数据点上进行GPS RTK实时动态测量，选取的是郑州大学新校区环保馆前空地。
二、实验目的1.了解GPS RTK测量系统的组成，理解其基本原理；2.学会正确设置GPS RTK测量系统的基准站和流动站并在点位上进行实时动态测量；三、实验原理介绍GPS RTK实时动态测量技术的基本原理也即载波相位差分定位技术，主要介绍求差法即可。
要有数学公式。
GPS RTK实时动态测量技术其基本原理是采用了载波相位差分定位技术。
该定位技术具体而言又可分为两种方法，第一种方法，基准站实时将载波相位的改正量发送给用户站，以对流动站的载波相位进行改正实现定位。
该方法称之为改正法，另一种为求差法，这种方法则是将基准站的载波相位发送给流动站，在用户站对载波相位观测值求差，获得诸如静态相对定位的公式(1)、(2)、(3)的单差、双差、三差求解模型，并采用与静态相对定位类似的求解方程进行求解。
公式（1）单差观测方程：公式（2）双差观测方程：公式（3）三差观测方程：与静态相对定位不同的是，动态相对定位求解的是用户的位置，因此其定位的程序为：并由流动站将观测值求差进行坐标解算此处给出求差法的定位程序：（1）基准站站在保持不动的情况下，静态观测若干历元，并将基准站上的载波相位观测值通过数据链传送给流动站，在流动站对载波相位观测值求差，获得静态相对定位的单差、双差和三差模型，然后按照静态相对定位法求出整周未知数，这一过程称为初始化阶段。
（2）将求出的整周未知数代入双差模型，此时双差只包括ΔX、ΔY、ΔZ三个坐标位置分量，所以只要有4颗以上的卫星的一个历元的观测值，就可实时地求解出三个位置分量。
（3）将求出的坐标增量ΔX、ΔY、ΔZ加入已知的基准站的WGS-84地心坐标X k’、Y k’、Z k’即可得到流动站的地心坐标，即然后利用已经获得的坐标转换参数，将流动站的坐标转换到当地的空间直角坐标系中。
实时动态载波相位差分技术浅析
载 波 相 位 差 分 技术 浅 析
这 时需 要确 定 ＷＧＳ ４与 国家平 面 坐标 （ ８ 如北 京 ５ ４坐 标 ）２个大 地测 量基 准之 问 的转换 参数 （ 三参数 或
长 江 大 学 学报 （ 然 科 学 版 ）理 工 ２ １ 年 ９ 第 ９ 第 ９ 自 ０２ 月 卷 期 Ｊｕｎ ｌ ｆ ａｇｚ ｎｖｒｉ （ ａ ｃ Ｅ ｉ ｃ＆Ｅ ｇ Ｓ ｐ ２ １ ，Ｖ １９Ｎｏ９ ｏ ｒａ ｏ ｎｔｅＵ ｉ ｓ ｙ Ｎ ｔ ｉ ｄｔ Ｙ ｅ ｔ Ｓ ）Ｓ ｉ ｎ ｅ ． ０２ ｏ． ．
命 。常 规 的静态 Ｇ Ｓ测 量方 法越来 越 多地应 用于 高精 度 控 制 网的 建立 ，但 利 用该 方法 无 法 在野 外 对观 Ｐ
测 数据 进行 实时检 核 ，从而造 成 观测结 果不合 格 而需要 返工 的情况 ，而利 用实 时动态 载波相 位差分 技术 （ ａ—ｉ ｉｅ ｔ ，Ｒ Ｒｅｌ ｍｅｋｎ ｍａｉ ｔ ｃ ＴＫ）可 以改 变上述 状况 。Ｒ ＴＫ技 术采 用 载波 相位 动态 实 时差 分方 法 ，可 以实 时监测 待测 点 的数 据 观测质量 和基 线解 算结果 ，能够在 野外实 时得 到厘米 级定位 精度 的测量 结果 ，从而 提 高工 作效 率ｌ 。下 面 ，笔者 对 Ｒ １ ］ ＴＫ技 术进行 阐述 。
ｄ ｉ １ ． ９ ９ ｊｉ ｎ １ ７ —４ ９ （ ｏ： ０ ３ ６ ／．ｓ ． ６ ３１ ０ Ｎ） ． ０ ２ ０ ． ２ ｓ ２ １．９０ ４
实 时 动态 载 波 相 位 差分 技 术 浅 析
姬 旭 东 （ 中原油田勘察设计 研究院， 河南濮阳４７０） ５０ １
［ 要 ］ 实 时 动 态 载 波 相 位 差 分 技 术 （ ｅｌｉ ｉｅ ｔ ，Ｒ Ｋ） 是 一 种 新 的 Ｇ Ｓ测 量 方 法 。 介 绍 了 摘 Ｒ ａｔ — ｍｅｋｎ ｍａｉ ｃ Ｔ Ｐ Ｒ Ｋ 技 术 的基 本 原理 ，详 细 阐述 了 Ｒ Ｔ ＴＫ 技 术 的 主 要 流 程 。
关于伪距差分和载波相位差分的精度比较研究
关于伪距差分和载波相位差分的精度比较研究作者：罗婷婷来源：《科技视界》2015年第14期【摘要】伪距差分和载波相位差分是差分GPS的两大定位技术，在各领域都有广泛的应用。
本文首先介绍GPS的定位原理及其误差分析，然后介绍伪距差分原理和载波相位差分原理，最后结合实例，通过点位漂移量和点位中误差，证实载波相位差分定位精度高于伪距差分定位的精度。
【关键词】伪距差分；载波相位差分；精度【Abstract】Real Time Difference and Real Time Kinematic， two important positioning technologies of Differential GPS， are widely used in all fields. Firstly， this paper introduce the principle of GPS positioning and error analysis， then introduce principle of Real Time Difference and Real Time Kinematic. At last， combining with practice， through calculating positional drift and positional error， Accuracy of positioning of Real Time Kinematic is more than Real Time Difference is confirmed.【Keywords】Real Time Difference；Real Time Kinematic；Accuracy0 引言GPS差分技术的越来越成熟，使得GPS定位精度得以大大提高，相对于惯性测量、电磁波测距等这些经典测量技术来说，GPS 具有观测站间无需通视、定位精度高、观测时间短的特点，以及它能够实施全球性全天候全天时的连续不断的三维导航定位测量的特性，为广大用户提供了高精度多用途的导航定位服务。
地质勘查测绘中GPS-RTK技术
地质勘查测绘中GPS-RTK技术发布时间：2023-01-15T06:22:13.062Z 来源：《建筑实践》2022年9月18期作者：苏波[导读] 在地质勘查测绘阶段，通过GPS-RTK技术的应用，提高了地质勘查测绘的效率苏波江苏华东有色深部地质勘查有限责任公司(江苏省有色金属华东地质勘查局资源调查与评价研究院) 江苏南京 210000 摘要：在地质勘查测绘阶段，通过GPS-RTK技术的应用，提高了地质勘查测绘的效率。
为了能够对GPS-RTK技术的应用情况有更为全面的了解，本文在阐述地质勘查测绘工作要求的同时，对GPS-RTK测绘技术的优势以及应用方式进行了深入研究。
分析表明GPS-RTK测绘技术的应用在实践阶段可以提高测绘的数据精度，同时具有简便、快捷性，能够给该行业的发展提供良好帮助，该技术值得推广使用。
关键词：地质勘查；测绘；GPS-RTK；技术分析引言当前随着我国科学技术的不断发展，各种新型的测绘技术得以出现。
新型测绘技术的出现，在一定的程度上能够有效克服传统野外测绘存在的问题以及相关的局限性，满足促进测绘发展的需求。
GPS-RTK测绘技术作为一种全新的技术类型，具备便捷的数据采集能力和显著的数据处理能力，大大的提高了矿产测绘的效率以及质量。
因此对GPS-RTK技术的应用情况进行分析，对提高地质勘查勘查各项工作开展有着重要帮助。
1 概述RTK(Real-Time-Kinematic)技术是GPS实时载波相位差分的简称。
这是一种将GPS与数传技术相结合，实时解算并进行数据处理，在1~2秒时间内得到高精度位置信息的技术。
与静态定位方法相比，定位模式相同，仅要在基准站和流动站间增加一套数据链，实现各点坐标的实时计算、实时输出。
这是一种新的常用的卫星定位测量方法，以前的静态、快速静态、动态测量都需要事后进行解算才能获得厘米级的精度，而RTK是能够在野外实时得到厘米级定位精度的测量方法。
RTK测量采用了载波相位动态实时差分方法，是GPS应用的重大里程碑，它的出现为工程放样、地形测图，各种控制测量带来了新的测量原理和方法，极大地提高了作业效率。
RTK数据的误差分布研究
RTK数据的误差分布研究本文通过对数据的测量，分析RTK测量精度及相差数据的产生原因，提出解决方案，提高数据有效率。
标签：测量数据；RTK误差RTK是GPS测量方法，它采用载波相位动态实时差分的方法，能够在野外获得定位精度为厘米级的测量数据。
它提高了各种控制测量的效率。
卫星定位技术的迅速发展使人们对高精度的位置信息的需求也越来越强烈。
1、RTK测量精度和可靠性因素天线类型、处理软件、数据链都会对RTK系统造成影响，所以，RTK设备的优劣不仅影响影响成果的可靠性，也影响到了测量精度。
观测方案也会对RTK的可靠性和质量产生极大影响，其主要内容有：观测次数、基准站位置的选择、历元数、坐标系统的选择等。
环境对RTK影响的因素主要有基准站与流动站之间的障碍物、平面覆盖、地形、电波干扰、多路径误差等。
另外，观测者的经验和专业水平也会对精度和可靠性产生很大影响。
如测量天线高、对中误差等，都会影响到测出的坐标。
RTK作业方式特殊，同时RTK作业实时快速，但必要的检核条件缺乏，因此，测量的成果也存在不可靠性。
其主要的影响因素有：a.测量作业的控制区域。
测量作业的范围受到转换控制点的限制，通常应在转换控制点的控制圆区域内作业，否则会影响到测量精度。
b.受转换参数的影响。
由于GPS测量采用WGS284坐标系统，RTK测量时必须先求解转换参数，以便将WGS284坐标转到地方坐标。
RTK测量的基础是转换参数的求解，影响RTK测量精度的关键因素是转换参数的精确程度。
c.卫星信号的影响。
GPS是通过卫星来定位的，正常接收卫星信号是GPS定位的基础。
GPS测量要求流动站和基准站的天线能同时接收到相同数量的卫星信号，才能保确保计算的正确性。
因卫星的分布随着时间的变化而改变，所以，不同时段卫星的位置和数量都会不同。
在卫星位置图形较佳和数量较多时，初始化时间缩短，天线接收信号好，且精度较高；反之，测量精度很差，使初始化时间长，而且不能计算出固定解，流动站和基准站不能同时接收到足够的卫星信号。
浅谈GPS-RTK技术在房屋测量中的应用
浅谈GPS-RTK技术在房屋测量中的应用摘要：随着经济水平及科学技术的发展，我国测绘技术也日渐趋向高技术的方向迅猛发展，同时，房产测量的方法和技术也在不断地进步和更新。
结合GPS-RTK 技术在城镇房产测量工作的应用，本文概括了RTK技术作业模式的相关理论，并阐述了RTK在具体应用中的特点和精度分析。
关键词：GPS技术；房屋测量；应用一，什么是RTK技术1.概述RTK（Real - time kinematic，实时动态）载波相位差分技术，是实时处理两个测量站载波相位观测量的差分方法，将基准站采集的载波相位发给用户接收机，进行求差解算坐标。
这是一种新的常用的卫星定位测量方法，以前的静态、快速静态、动态测量都需要事后进行解算才能获得厘米级的精度，而RTK是能够在野外实时得到厘米级定位精度的测量方法，它采用了载波相位动态实时差分方法，是GPS应用的重大标志，因为它的出现为工程放样、地形测图，及各种控制测量带来了新的测量方法及作用，极大地提高了工作效率。
1.GPS-RTK技术的主要特点及优势与传统的测量方法相比较，RTK技术则更操作便捷直观，不需要较为复杂的数据计算，就对数据进行观测、记录和使用；打破了内外界作业的限制，缩减了测量工作的流程，由于从首级控制到最终成图，能够实现一体化作业，具有较高的精准度，能够达到厘米级，只要一般的测量工作能够满足其工作条件，RTK就能够进行相对较高精度的地位。
人员只需要通过一个或者以上的已知控制点就可以进行工作，不会因为难以收集资料或者是破坏严重的已知控制点而对工作造成影响；而且RTK操作简单，使得工作在进行实际操作时，能够避免一些人为事故的发生。
虽然RTK技术目前还存在一定的局限性，但是随着卫星、移动通信技术以及网络RTK等技术的广泛应用及改进，RTK也能实现测量工作的自动化，能够自动处理相关数据。
GPS-RTK技术上将拥有更大的范围。
RTK技术的优势1）损耗较小且精准。
RTK实时动态定位技术应用浅谈
RTK实时动态定位技术应用浅谈RTK测量技术，是以载波相位观测量为根据的实时差分测量技术，随着GPS RTK技术的成熟与接收设备的市场化，它已经对传统测量的方方面面产生了很大影响，又由于其在野外能够实时地提供测量点的三维坐标及其精度，具有测量定位灵活、快速、省时、省力等优点，其显著地提高工作效率和经济效益，深受广大测量单位和测量工作者的欢迎。
一、实时动态RTK定位技术概述实时动态RTK定位技术是以载波相位观测量为根据的实时差分GPS测量技术，其基本思想是：在基准站上设置1台GPS接收机，对所有可见GPS卫星进行连续地观测，并将其观测数据通过无线电传输设备，实时地发送给用户观测站，在用户站上，GPS接收机在接收GPS卫星信号的同时，也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，实时地解算整周模糊度未知数并计算显示用户站的三维坐标及其精度，通过实时计算的定位结果，便可监测基准站与用户站观测成果的质量和解算结果的收敛情况，实时地判定解算结果是否成功，从而减少冗余观测量，缩短观测时间，而RTK测量系统一般由以下三部分组成：GPS接收设备、数据传输设备、软件系统，数据传输系统由基准站的发射电台与流动站的接收电台组成，它是实现实时动态测量的关键设备；软件系统具有能够实时解算出流动站的三维坐标的功能。
二、RTK的工程测量技术优缺点RTK技术优点：一是作业效率高。
在一般的地形地势下，高质量的RTK设站一次即可测完4kin半径的测区，大大减少了传统测量所需的控制点数量和测置仪器的“搬站”次数，仅需一人操作，在一般的电磁波环境下几秒钟即得一点坐标，其作业速度快，劳动强度低，节省了外业费用，提高了劳动效率；二是定位精度高，数据安全可靠。
其没有误差积累只要满足RTK的基本工作条件，在一定的作业半径范围内，RTK的平面精度和高程精度都能达到厘米级；三是降低了作业条件要求。
RTK技术不要求两点间满足光学通视，只要求满足电磁波通视，因此，和传统测量相比，RTK技术受通视条件、能见度、气候、季节等因素的影响和限制较小，在传统测量看来由于地形复杂，地物障碍而造成的难通视地区，只要满足RTK的基本工作条件，它也能轻松地进行快速的高精度定位作业.。
GPS RTK用于某船闸控制测量及精度分析研究
GPS RTK用于某船闸控制测量及精度分析研究摘要:本文基于笔者多年从事控制测量的相关工作经验,以江苏某船闸图根控制测量为研究背景,分析了其与静态GPS及常规测量方法之间的差异,研究探讨了GPS RTK用于图根控制测量及精度分析的方法,全文是笔者长期工作实践基础上的理论升华,相信对从事相关工作的同行有着重要的参考价值和借鉴意义。
关键词:GPS RTK 图根控制测量精度分析静态GPS1 引言GPS RTK(Real Time Kinematic)技术是指载波相位实时动态差分GPS定位技术,它是GPS发展的新形式,是GPS应用的重大里程碑,它的出现为各种控制测量、地形测图和工程放样等带来了新曙光,极大地提高了测量工作的外业作业效率。
为了扩大GPS RTK技术在测量工作中的应用范围,满足高精度的测量要求以及建立大面积的测量控制网的需要,拟通过具体的工程案例探寻出实用的测量方法来代替传统的常规测量方法,使测量工作更简便快捷。
对GPS RTK技术进行了简介,对其误差来源和应用现状等进行了阐述和分析,就GPS RTK技术进行图根控制测量的可行性进行了相应的测量及质量精度评估等,获得了一些有益的结论和建议。
2 GPS RTK技术简介GPS RTK技术是以载波相位测量与数据传输技术相结合的以载波相位测量为依据的实时动态差分GPS测量技术。
GPS RTK测量系统主要有GPS接收设备(可分为基准站和流动站设备)、无线电数据传输系统(简称数据链)及支持实时动态差分的软件系统(含设置和显示用的电子手簿等)3个部分组成。
具体测量过程为:在合适的参考点上设置好基准站,基准站连续接收到GPS卫星信号,并将基准站坐标及观测数据通过电台实时地发送给已设置好的流动站用户,一台或多台流动站接收机在接收GPS卫星信号的同时,亦接收基准站传输来的数据,由软件系统根据GPS相对定位的原理进行差分及平差处理,实时解算并显示出流动站的三维坐标及精度,从而可以进行测量工作。
GPS载波相位差分测量动态精度评定方法研究
静 态法 是 地 面ｊ 精确测 定一 已如点 ，将川 户 台大线 置于 已知点 ，Ｇ Ｓ接 收机 利川 ＿ 一 Ｐ
１ ６
ＧＰ 载 波 相 位 差 分 测 量 动 态 精 度 评 定 方 法 研 究 Ｓ
Ｏቤተ መጻሕፍቲ ባይዱ 一 科 技
个 历元 解算 出天 线 位 置 ，与 已知坐 标 对 比得 到 Ｇ Ｓ的动 态 测 量误 差 。静 态法 又 有 两 种 ： Ｐ
Ｇ Ｓ载波相 位差 分测 量系统 是 一种精 度高 、功 能强 的测 量系统 ，它 采用 高动 态载 波相 Ｐ
位 差分 定位技 术及 整周 模糊 度动 态解算 ，可 实现高 精度 动态 定位 ，定 位精度 可 达厘米 、分 米 级 。将 Ｇ Ｓ载波 相 位差 分测 定 的点位 作 为增 值 ，可应 用 于 高 精 度 的光 学仪 器 、制导 雷 Ｐ
达 等设备 测量 成果 的 比较 和验 收 ，还可进 行姿 态测 量等 。正是 由于该 系统定 位精度 高 ，使 得对 系统本 身 动态定 位精度 的验 收 工作非 常棘 手。 目前 ，国 内还没 有系统 的对 于这种 高精
度 系统 的动态 定 位精 度 验 收 法 。本 文研 究 的这 种 动 态精 度 验 收 方法 ，已 在工 程 实践 中应 用 ，取得 了满 意 的效 果 。
２ 常 用 的动 态 精 度 验 收 法
２１ 闭合差 法 ．
闭合 差法 是 在原 基 准 站 和用 户 台基 础 上增 设 １ 以上 基 准 台或 用 户 （ 作 于静 态 ） 个 工 ， 形成 多边形 的观测 基线 。利 用相 邻两接 收机 同步 观测数 据 可得到多 条 向量 ，理论 上这 些 向 量应 是闭合 的 。其 闭合 程度 （ 闭合 差 ）取 决 于多站 观测 的综合 误差 。 在测量误 筹 已知情 况下 ，可 以较精确 的确 定 闭合差界 ．利 州此 误差 界可 以有效 判定 观
卫星导航GPS差分技术(RTK、PPP、GBAS等)
• GBAS的国际标准正在逐渐成熟，地面站的发展也接近完善， 目前已可实现精密二类进场着陆的能力。GBAS的典型应用为 美国的LAAS系统。
15
差分GPS技术(RTK/PPP/GBAS等）
4.星基增强系统——SBAS
• 在SBAS中，用户接收的增强信息 来 自 星 基 发 射 机 。 SBAS 由 地 面 监 测站、主控站、地面地球站（GES） 及同步轨道通讯卫星组成。系统 以辅助的同步轨道通信卫星，向 GNSS 用 户 广 播 导 航 卫 星 的 完 好 性 和差分修正信息。
16
差分GPS技术(RTK/PPP/GBAS等）
4.星基增强系统——SBAS
• 监测站测量所有可见卫星的伪距值，并完成部分完好性监测； 测量数据经由数据网络传送到主控站。主控站对观测数据进 行处理，产生三种对伪距的校正数据：快速校正、慢校正 （卫星钟差和轨道误差）、电离层延迟校正；同时主控站也 要进行完好性监测。包括校正和完好性信息的数据通过地空 数据链发到同步卫星，再由该卫星转发到用户接收机，这时 采用的信号频段和数据格式与导航卫星一致，这样可保证用 户接收机的最大兼容和最小改动。
21
差分GPS技术(RTK/PPP/GBAS等）
6.陆基区域增强系统——GRAS
• 根据这些需求，澳大利亚进行了投 资效益分析。分析结果表明，最好 的方案是用地基增强系统(GBAS)作 I类精密进近，同时用SBAS作航路 导航与非精密进近。因此，提出了 建设GRAS来提高GPS/GNSS性能。
22
的系统误差影响，包括：卫星钟差、接收机钟差，卫星轨道误差、以
及电离层和对流层的延迟误差等的影响。
• 当流动站与参考站间距离较近时，如以参考站为中心15km范围内，上
差分GPS定位方法与应用研究
差分GPS定位方法与应用研究航空兵器2001年第3期论文与报告?5差分GPS定位方法与应用研究黄晓瑞崔平远崔祜涛(喑尔滨工业大学航天工程与力学系啥尔滨,150001)摘要:对GPS误差来源及实现差分GPS(DGPS)的方法进行了论述,井对不同的差分方法进行了比较.从误差估算的数字对比中可以看出,差分GPS处理技术能够有效提高GPS的定位精度,因而对其进行深入研究是非常必要的.最后介绍了差分GPS在车辆导航中酌应用关键词:差分GPS误差估计车辆导肮l引言全球定位系统fGlobalP,usitioningSystem)自诞生之日起就倍受人关注,近几年来.GPS在我国各行业中的应用迅速发展,并已从少数科研单位和军用部门迅速打展到各个民用领域尤其在导航和定位领域显示出其霸土地位.cPs导航定位的基本原理是根据测量学中测距交会确定点位的方法,利用CPs接收机同时接收三个上卫星传送的信息,交会出地面点的三维坐标这样在信号的发送和接收过程中就不可避免地出现误差,这些误差根据其性质可分为系统误差和偶然误差,其中系统误差无论从其太小还是对定位结果的影响都比偶然误差大得多.然而,系统误差有一定的规律可循,尤其是对于那些用户接收机和基准站共同的误差,有可能通过差分方式被消除掉或明显减少,因而对差分技术进行深A研究是十分必要的.本文从GPS的误差来源,差分方法等几个方面进行了论述和对比并对差分GPS车辆导航进行了, 分析介绍.2GPS误差来源及对定位的影响GPS定位是利用一组卫星的伪距,星历,卫星发射时间和用户钟差等观测量来实现的,在这一定位过程中主要存在三大部分误差:一是多台接收机公有的误差,如llJ星钟差,星历误差,电离层误差,对流层误差以及美国政府实施的选择可用性收稿日期:2∞0—05—29(SA)政策等;二是不能由用户测量或校正模型来计算的传播延迟误差;三是各用户接收机固有的误差, 如内部噪声,通道延迟,多路径效应等:另外其他外部条件的影响也会引起一些误差,如地球潮汐,负荷潮及相对论效应等.从理论上说,采用差分技术可完全消除第一部分误差,大部分消除第二部分误差(这要规基准站至用户之间间隔的距离而定), 而无法消踪第三部分的误差.表l列出了有SA时利用C/A码接收机的GPS定位和不同间隔时差分CPs定位的误差估计值.从对比中可看出,经过差分技术以后,导航定位精度从原来的100in左右降低到10in以内,精度大大提高.用户与基准站之问的距离对定位精度有决定性的影响.间隔距离越大,精度越低,其中最大的误差源是电离层延迟.3实现差分GPS的方法3.1差分GPs原理差分技术很早就被人们所应用,它实际上是在一个测站上对两个目标的观测量,两个测站对一个目标的观测量或在一个测站上对一个目标的两次观测量之间进行求差.其目的是消除公共误差,提高定位精度.利用差分GPS技术消除基准站和用户之问共有误差的原理很简单,就是分别用两台接收机在两个测站上同时测量来自相同GPS卫星的导航定位信号,其中一个测站的位置坐标是已知的,安放在该已知点(基准点)的GPB信号接收机,叫做基准接收机,基准接收机所测得的三维位置与该点已知值进?6?航空兵器2001年第3期袭1GIPS定位误差和差分GPS定位的误差估计GPS定位误差估4种不同间隔距离时的差分cPs定位误差估计主要误差磊计(有sA时)30kmI50b3∞b∞Okml星星历误差/ml000105l020]!星时钟误差,m5.0000.00000电离层延迟误差/m6.4275.3709.0埘流层延迟误差,m0.72.02.02O20接收机噪声误差,m242+4242424多路径误差,m3030303030接收机通道闸偏移/m060.6060606导舡精度USER(R惜)100.435587.495注:假设接收机的信噪比为38dBHz.行比较,便可获得GPS定位数据的改正值.如果及接收机,并修正其所测得的实时位置,就可消除用时将GPS改正值发送给若干台其视卫星用户的动态户位置测量中与之相关的误差,如图l所示.雷1差分动态定位原理框图3.2差分GPS的工作方式对GPS用户接收机进行差分修正主要有两种实现方式:在测量过程中修正(如伪距数据差分)和计算结果修正(如位置数据差分).两种方式主要不同在于那些必须在基准站和用户之间传输的特定数据.因此根据差分GPS基准站发送的信息内容的不同,将差分GPS定位具体分为以下3种.3.2.1位置差分位置差分是一种最简单的差分方法,安装在基准站上的GPS接收机观测4颗卫星后便可进行三维定位,解算出基准站的坐标.由于存在着各种误差.解算出的坐标和基准站已知坐标是不一样的,二者之差就是坐标改正数.基准站利用数据链将此改正数发出去,由用户站接收,并对其解算的用户站坐标进行改正,改正后的用户坐标已消去了基准站与用户站的公共误差,提高j,定位的精度.这种差分方式的优点是计算方法简单,只需要在解算的坐标中加改正数即可,适用于一切GPS接收机.缺点是必须严格保持基准站与用户台观测同一组卫星.这在近距离可以做到,但距离较长时就很难保证.故该方法只适用于100km以内.3.2.2伪距差分伪距差分是目前用途最广的一种技术,几乎所有的商用差分GPS接收机均采用这种技术.在基准站上的接收机需要计算出它至可见卫星的距离,并将此距离与含有误差的测量值加以比较.利用一个n一口滤波器将差值滤波并求出其偏差,然后将所有的测距误差传输给用户,用户利用此测距误差来改正测量的伪距,最后利用改正后的伪距求解出本身的位置,就可消去公共误差,提高定位精度.这种差分的优点如下:基准站能提供所有卫星的改正数,用户观测任意4颗卫星就可完成定位.同时能提供△p和△改正数,这可满足RTCMSC一104标准.另外,计算的伪距改正数是在WGS一84黄晓瑞等:差分GPS定位方法与应用研究坐标系中进行的,即得到的是直接改正数,不用先变换为当地坐标,因而能达到很高的精度.缺点是差分精度随基准站到用户的距离增加而降低.因为随着用户到基准站距离的增加又出现系统误差,这种误差用任何差分法都不能消除32.3载波相位差分载波相位差分技术又称为RTK(RealTmleKine—matic).是建立在实时处理两个测站的载波相位基础上的,基准站通过数据链实时将其载波观渊量及站坐标信息一同传送给用户站,用户接收来自GPS卫星和基准站的载波相位,并组成相位差分观测值进行实时处理,能给出厘米级的定位结果.实现载波相位差分GPs的方法分为两类:修正法和差分法前者是基准站将载波相位修正量发送给用户,以改正其载波相位,然后求解坐标.为准R1技术.后者将基准站采集的载波相位直接发送给用户台进行求差解算坐标,为真正的RTK技术由于载波相位差分拄术测量精度高,时同短,能快速高精度地建立工程控制网和实际工程作业, 所以在快速静态测量,动态测量,准动态测量中得到广泛的应用.但这一技术仍存在着局限性,实现起来有较大的难度.例如,基准站信号的传输延迟给实时定位带来误差,高波特率的数据传输的可靠性及电台干扰更是影响工作的关键问题.解决这个问题的方法是发展成局部区域差分和广域差分定位技术.4差分GPS在车辆导航中的应用4.1系统构成随着社会各方面的迅速发展,交通的合理调度和管制成为促进社会生产和人类生活的关键环节. 例如公共汽车和出租车的合理调度,公安警车的指挥,运钞车的监控等.如果在车辆上配置导航设备, 就能有效地避免交通拥挤,减少对道路通行能力的要求,有助于平衡交通管制,从而节省巨大的经费开支差分GPS技术在车辆导航方面日益显示出其潜在的能力2中所示的就是用于差分车辆导航的示意图在每辆车上装有通用的GI接收机和通信电台调度中心设在基准站位置,坐标精确已知,也安装嗣崮圉雠uT用户【括|匠图2车辆差分定位指挥调度示意国有通用的GPS接收机,通信电台和数据处理器,大屏幕显示器等T作时,各车辆上的CPS接收机将其位置,时间和车辆编号等信息一同发送到调度中心,调度中心用差分改正数将其修正,计算出精确坐标,发送给车辆,同时显示在大屏幕上便于集中调度.该差分车辆导航系统主要由以下三个子系统组成.4.Jl车载导航兰元车载导航单兀利用CPS的经纬度信息来确定车辆的地理位置,并经过一个RS一232接口加到车内导航计算机上.通常在车辆上还装有一个简单的速度传感器或航向传感器,给系统提供推算导航输入. 如图3所示.这些都可以作为单独的导航系统,或与GPS结合,成为组合导航的一部分.双向通信链路是图3率载导航单元航空兵器2001年第3期由一个uHF收发信机和一个分组交换数据控制器组成,它被用来在车辆和基准站之间传送数据,车载单元接收基准站的信息并把车辆的当前位置发送到基准站.4.1.2基准站基准站的主要功能是对车辆进行跟踪和调度.它主要由带天线的GPS接收机,数据处理器,数据发射机以及接口设备组成,如图4所示在设置接收机天线和数据链天线时,应考虑周围建筑物和地形的影响,尽量做到不被遮挡.l鲁l4基准站装在基准站的CPs接收机接收GPs卫星广播的数据.计算差分修正值并将数据格式化后再送到基准站计算机里,经过UHF通信数据链发送给远距离的GPs单元,同州,基准站也接收来自车辆的位置报告信息,并把车辆的位置标绘在一个大的彩色监视器上.基准站能跟踪许多车辆,因而每一辆车都分配一个唯一的l1)码.CPs修正值以用户指定的速率广播,而且这个速率是可变的,并会影响总体精度.4.I.3双向通信链路这部分是由一个UHF收发信机,一个分组控制器,一个RS一232接口和一个天线组成.其中～套设备安装在基准站,一套设备安装在车载单元.主要用来在车辆和基准站之间传送数据,车载单元接收基准站的目标信息,并把车辆的位置信息发送到基准站.4.2原理描述由GPS定位原理可知,基准站r至GPS卫星J的伪距为P:Pc(dr一dr)+dp+8PJi+(】)式中:P:,P——分别为第颗卫星至基准站的真实距离和伪距观测值;c——光速;dr——接收机时钟相对于CPs时间系统的偏差;dr:——第j颗GPS卫星时钟相对于GPS时间系统的偏差;dp:——第,颗GPS卫星的星历误差(含sA政策影响);印,印一分别为电离层和对流层时延所引起的距离偏差.根据基准站的已知坐标和GPs卫星星历,可以精确计算真实距离p,而伪距是用基准站接收机测得的,可求出伪距改正值为Ap=p一p=一c(dr一dr)一dP一6P’一aP(2)在基准接收机进行伪距测量的同时,接收机也对第』颗cPs卫星进行伪距测量,动态接收机所溯得的伪距为Pt=p+c(drk—dr)+dPt+6P{k+6Pk(3)如果基准站将所测得的伪距改正值△p适时地发送给动态用户,并改正动态接收机所测得的伪距,即P+△P:P+c(drk—dr)+(dP—dP)+(占P一6户1)+(8Pk一占P)(4)当动态用户远离基准站在10130km以内时,有idp,8一,一.故(4)式变为P+却=p+c(drk—dr)=[(YJ—x)+(一)+(z,一Zk)+△d(5)如果基准t动态接收机各观测了-相同的4颗GPs卫星,则可列出4个方程式,它们共有X,,,Ad,4个未知数.解算这4个方程式,可求出动态用户误差.5结论差分技术是利用基准站接收机和用户接收机共视卫星座,接收卫星信号的相关性来达到消除或削减定位误差的目的,有着广泛的应用前景.本文从差分GPs车辆导航的角度出发,分析了差分GPs的工作原理和方式.可以预见,在交通管理中,如果载有GPs导航设备的车辆很多,则实现差分系统的成本是很低的,因而这在实际中是现实可行的参考文献l王广运,郭秉义,李洪涛.差分GPS定位技术与应用.电子工业出版社,19962镣绍拴,张华簿等.GPS测量原理及应用武汉测绘科技大学出版社.19983周满贵.论差分GPS(r~3es)方法地矿测绘,1999.(3)4韩明锋,丁万庆,谢世杰.GPS误差概论.测绘通报,”t999,(5)。