建筑施工测量课件子单元5-6 GNSS卫星定位测量

单元5 控制测量 子单元6 GNSS卫星定位测量
3.RTK控制点精度等级
RTK平面控制点技术要求
等级
相邻点间 平均距离
/m
点位中误 差（cm）
边长相对 中误差
与基准 站距离 （km）
观测 次数
起算点等级
一级
500
≤±5
≤1/20000
≤5
≥4 四等及以上
二级
300
≤±5
≤1/10000
≤5
≥3 一级及以上
基准站
SIM卡插槽 移动站
单元5 控制测量 子单元6 GNSS卫星定位测量
2.网络RTK
通常称连续运行参考站系统，简称CORS。在一定区域内 建立多个基准站，对该地区构成网状覆盖，并连续对GNSS卫星 进行跟踪观测，通过这些基准站点组成卫星定位观测值的网络 解算，获得覆盖该地区和某时间段的RTK改正参数，控制中心 通过移动通讯网络发送到该地区内的RTK移动端用户，进行实 时RTK改正。特点是精度可靠，更加轻便，可人操作。
各等级RTK控制点测量，移动站均应使用三脚架对中、整 平，每次对中整平完成后，再转动接收机180度，检查对中和 整平是否还正确。碎部点测量则可采用手持固定高度的对中杆 测量。测量时注意要是固定解。
单元5 控制测量 子单元6 GNSS卫星定位测量
六、RTK测量内业处理与检查
每天外业观测完成后，应及时将当天的观测数据下载进行 分析处理，求取平均值，查看是否出现坐标值跳跃和不符值， 或将坐标展绘成图形检查，若出现偏差，则第二天应进行复测 ，确保成果无误。
单元5 控制测量 子单元6 GNSS卫星定位测量
北极星9600一体化静态测量系统
单元5 控制测量 子单元6 GNSS卫星定位测量
外业观测
对中整平
安置接收机
单元5 控制测量 子单元6 GNSS卫星定位测量
开机
采集状态
单元5 控制测量 子单元6 GNSS卫星定位测量
采集中等待
单元5 控制测量 子单元6 GNSS卫星定位测量
对中杆
对中基座
单元5 控制测量 子单元6 GNSS卫星定位测量
5.利用已有控制点进行检核
设置工作完成后，先利用已知控制点进行测量，检核观测 是否正常，精度是否符合要求。平面检测较差绝对值应≤±7cm， 高程检测较差绝对值应≤±6cm。
单元5 控制测量 子单元6 GNSS卫星定位测量
6.进行RTK测量
空间部分
地面控制部分
用户部分
单元5 控制测量 子单元6 GNSS卫星定位测量
单元5 控制测量 子单元6 GNSS卫星定位测量
1. 空间部分
由24颗GPS工作卫星所组成。卫星主体两侧配有能自动对日 定向的双叶太阳能集电板，为卫星正常工作提供电源，每颗卫 星装有4台高精度原子钟，以保证发射出标准频率，为GPS测 量提供高精度的时间信息。
成果输出
单元5 控制测量 子单元6 GNSS卫星定位测量
单元5 控制测量 子单元6 GNSS卫星定位测量
（2）动态相对定位
又称实时动态测量，简称RTK，一台接收机在基准站上不动， 另一台接收机手持移动，基准站实时地将其坐标和接收到的卫星 信号等信息，通过无线电发送出去，移动站通过无线电接收基准 站所发射的信息，并将自己接收到的卫星信号实时地进行差分处 理，得到基准站和移动站之间的基线向量，然后与基准站坐标相 加，得到移动站点的地心三维坐标值，再通过坐标转换实时求解 出平面坐标和高程。特点是速度快，定位精度达到厘米级。
子单元6 GNSS卫星 定位测量
一、GNSS全球 导航卫星系统简 介 二、GPS基本构 成 三、GPS卫星定 位测量原理 四、RTK定位测 量模式 五、RTK测量外 业工作 六、RTK测量内 业处理和检查
单元5 控制测量
用于卫星定位测量的全球导航卫星系统 简称GNSS（Global Navigation Satellite System），它是世界上几大全球导航卫星系 统的总称，主要包括美国的GPS，俄罗斯的 GLONASS，欧盟的Galileo和中国的北斗。
单元5 控制测量 子单元6 GNSS卫星定位测量
2. 地面控制部分
GPS的控制部分由分布在全球的由若干个跟踪站所组成的 监控系统所构成，根据其作用的不同，这些跟踪站又被分为主 控站、监控站和注入站。
单元5 控制测量 子单元6 GNSS卫星定位测量
3. 用户部分
包括GPS接收机硬件、数据处理软件和微处理机及其终端设 备等。它的作用是接收GPS卫星所发出的信号，利用这些信号进 行导航定位等工作。实时地计算出测站的三维位置，甚至三维速 度和时间。
单元5 控制测量 子单元6 GNSS卫星定位测量
一、 GNSS全球导航卫星系统简介
GNSS是一个多系统、多层面、多模式的复杂组合系统。 下面是四个主要的全球导航卫星系统
1.美国全球定位系统（GPS）
由24颗工作卫星和4 颗备用卫星组成，分布在6 个等间距的轨道平面上。 目前在轨的卫星有32颗， 正在研发第三代卫星。
单元5 控制测量 子单元6 GNSS卫星定位测量
2.相对定位原理
相对定位的最基本情况，是两台GPS接收机，分别安置在 基线的两端，并同步观测相同的GPS卫星，可有效地消除或者 减弱各种误差。
相对定位也叫差分GPS定位，是目前GPS定位中精度最高的 一种，广泛用于大地测量、工程测量、地球动力学研究和精密 导航。
单元5 控制测量 子单元6 GNSS卫星定位测量
四、RTK定位测量模式
1.单基站RTK
只利用一个基准 站，移动站通过无线 数据通讯技术，接收 基准站发射的载波相 位差分改正数进行 RTK 测 量 。 作 业 非 常 灵活，一般用于附近 已有控制点、范围比 较小（几公里）的测 区。
基准站
移动站
单元5 控制测量 子单元6 GNSS卫星定位测量
2.建立工程项目
打开电子手簿中的配套卫星定位测量软件，新建一个工程 项目，在其工程属性中设置正确的椭球参数及中央子午线等相 关信息。
中海达V30 配套电子手簿和项目建立界面
单元5 控制测量 子单元6 GNSS卫星定位测量
3.基准站设置
（1）设置基准站接收机工作模式 将GNSS接收机工作模式设置为基准站模式，部分机型可 以通过手簿设置，有些机型只能通过接收机上的按键设置，有 些接收机只能在开机时设置。
中海达V30 GNSS接收机 每台V30 GNSS接收机都有内置电台，可以根据需要设置为 基准站还是移动站，一台基准站可以同时带动多台移动站作业， 使用灵活高效。V30基准站和移动站之间的通讯还可以通过手机 网络流量来进行通信。在V30接收机的电池合底部，有一个SIM 卡插槽，可以插入开通了GPRS移动流量业务的手机卡。
单点解 说明移动站未接收到基准站发射的差分信号，还属 于单点定位状态，精度最低。
差分解 说明移动站已经接收到基准站发送的差分信号，但 接收机还未解算出整周未知数的置信区间，精度次之。
浮点解 说明接收机已经解算出整周未知数在某个范围之内， 但还未确定出最佳的值，精度较高。
固定解 说明接收机已经确定整周未知数的最佳值，点位的 精度最高、最可靠，一般测量工作都要求是固定解。
单元5 控制测量 子单元6 GNSS卫星定位测量
4.中国北斗全球导航卫星系统﹝BDS﹞
由5颗静止轨道卫星和30颗非静止轨道卫星组成，提供两种 服务方式，即开放服务和授权服务。
单元5 控制测量 子单元6 GNSS卫星定位测量
二、 GPS系统基本构成
全球定位系统（GPS）的整个系统由三大部分组成，即空间 部分、地面控制部分和用户部分所组成。
结束采集收工
新建工程
单元5 控制测量 子单元6 GNSS卫星定位测量
内业解算
添加观测数据
单元5 控制测量 子单元6 GNSS卫星定位测量
基线解算
单元5 控制测量 子单元6 GPS卫星定位测量简介
录入已知坐标
单元5 控制测量 子单元6 GNSS卫星定位测量
三维、二维平差
单元5 控制测量 子单元6 GNSS卫星定位测量
中海达V30 接收机及控制面板
单元5 控制测量 子单元6 GNSS卫星定位测量
（2）架设基准站 用RTK进行控制测量时，基准站架设在至少高一级的控制 点上，一般的图根控制点测量和碎部点测量，基准站可以架设 在已知点上，也可以架设在未知点上。当基准站架设在已知点 上时，需要进行对中整平，架在未知点上，不需要对中整平。
2.绝对定位原理
GPS绝对定位又称单点定位，以GPS卫星和用户接收机天 线之间的距离（或距离差）观测量为基础，根据已知的卫星瞬 时坐标，来确定接收机天线所对应的点位，即观测站的位置。
其优点是只需用一台接收机即可独立确定待求点的绝对坐标 ；且观测方便，速度快，数据处理也较简单。主要缺点是精度 较低，目前仅能达到米级的定位精度。
单元5 控制测量 子单元6 GNSS卫星定位测量
三、 GPS卫星定位测量原理
1.GPS坐标系统
GPS测量中所使用的协议地球坐标系统称为WGS—84世界 大地坐标系，是球心坐标系，XYZ构成右手地心三维坐标系。 测量时要进行球心坐标与平面直角坐标的转换。
单元5 控制测量 子单元6 GNSS卫星定位测量
三级
200
≤±5
≤1/6000
≤5
≥2 二级及以上
RTK高程控制点技术要求
大地高中误差/cm 与基准站的距离/km
≤±3
≤5
观测次数 ≥3
起算点等级 四等及以上水准
单元5 控制测量 子单元6 GNSS卫星定位测量
4.RTK解的类型
RTK作业过程中，根据整周模糊度解类型，获得的点位坐 标可分为四种类型：单点解、差分解、浮点解和固定解。测量 时解类型会显示在电子手簿屏幕上。
单元5 控制测量 子单元6 GNSS卫星定位测量
4.移动站设置
将移动站接收机工作模式设置为移动站模式，如果RTK作 业用于控制测量，则移动站应该用脚架和基座对中整平，如果 用于碎部点测量，可用固定高度对中杆对中整平。设置移动站 数据链。如果测区已经有转换参数，可以采用已有的参数。如 果没有，可以自行测量求解计算。
单元5 控制测量 子单元6 GNSS卫星定位测量
（3）设置基准站数据链 如果采用外置电台作为数据链，则要正确连接电台、天线、 蓄电池，如果采用移动通讯网络作为数据链，则要插入手机卡。 用手簿蓝牙连接接收机，点击基准站设置，选择合适的数据链 模式。
单元5 控制测量 子单元6 GNSS卫星定位测量
（4）设置基准站坐标和高程 如果基准站架设在已知点上，则将该点已知坐标和高程输入 手簿中，当获得固定解后，即可点击“平滑”按键，软件自动采 集基准站的地心三维坐标若干次，并取平均值作为最终结果。如 果基准站架设在未知点上，可直接点击“平滑”。设置成功，基 准站接收机发送差分信号。
（1）静态相对定位
单元5 控制测量 子单元6 GNSS卫星定位测量
安置在基线端点的接收机固定不动，通过连续观测，取得充 分的多余观测数据，改善定位精度。是当前GPS定位中精度最高 的方法，在精度要求较高的测量工作中，均采用这种方法。为了 可靠地确定载波相位的整周未知数，静态相对定位一般要较长的 观测时间，几分钟到几小时不等，精度要求越高观测时间越长。
单元5 控制测量 子单元6 GNSS卫星定位测量
2.俄罗斯全球导航卫星系统（GLONASS）
拥有21颗工作卫星和3颗备用卫星，分布在 3个轨道平面上 。GLONASS的整体结构类似于GPS。
单元5 控制测量 子单元6 GNSS卫星定位测量
3.欧盟伽利略全球导航卫星系统（GALILEO）
由30颗卫星组成，其中27颗工作星，3颗备份星。卫星分布 在3个中地球轨道上，每个轨道上部署9颗工作星和1颗备份星。
来自百度文库元5 控制测量 子单元6 GNSS卫星定位测量
五、RTK测量外业工作 1.准备工作
检查GNSS接收机、电子手簿、天线等设备是否正常，电 池是否充足。准备控制点、已有的测区资料等。如果用CORS 施测，还应该检查CORS账号的服务区域、有效期是否满足本 次作业需求，检查手机卡资费及流量是否足够。
单元5 控制测量 子单元6 GNSS卫星定位测量