GPS_RTK技术在工程测量中的应用.ppt

单击此处编辑母版文本样式,第二级,第三级,第四级,第五级,*,GPS RTK,技术在工程测量中的应用,GPS,测量定位发展情况,1,定位模式,绝对定位,相对定位,差分定位,5,天线的运动状态,静态定位,动态定位,相对于地,固坐标系,3,获得定位,结果的时效,事后定位,实时定位,2,观测值类型,伪距测量,载波相位测量,非差定位,4,数据处理方式,差分,GPS,分类,单基准站,GPS,差分,局部区域差分,广域差分,位置差分,伪距差分,载波相位差分,GPS RTK,定位系统组成,1,GPS,接收机,：双,(,多,),频接收机是理想选择。,2,无线电数据链,1,）基准站发射电台：一般为外置的独立电台2,）流动站接收电台：可以内置在,GPS,接收机内部，也有外置的独立电台。,3,）中继站电台,(,非必要,),：既能接收基准站发送的信号又能将接收的信号发送出去，一般是外置的独立电台。,基于移动通讯技术的数据传输链路（网络,RTK,）。,3,电子手簿,(,控制器,),：设置测量形式和相关参数、实时阅读、存储测量坐标等。,Trimble 5000 GPS RTK,设备,5700,面板示意图,5700,电池及存储卡,Trimble 5000 GPS RTK,设备,5700,接口示意图,Zephyr Geodetic GPS,天线,Trimble 5000 GPS RTK,设备,5800,接口示意图,5800,接收机和天线一体机,Trimble 5000 GPS RTK,设备,TSCe,控制器接口,TSCe,控制器,Trimble 5000 GPS RTK,设备,TrimMark3,电台接口,TrimMark3,电台外观,电台鞭状天线,Trimble 5000 GPS RTK,设备,电台传输速率选择,电台频道选择,Trimble 5700,基准站构成,基准站,GPS,接收机,Zephyer GPS,天线,接收机到,GPS,天线电缆,Trimmark3,电台,接收机到电台数据线,电台鞭状天线,电台到鞭状天线电缆,电台电源线,汽车电瓶（,12v,直流，自备）,TSCe,或,ACU,手簿,接收机到手簿电缆,三脚架（两个，一个用于架设,GPS,天线，另一个用于架设电台鞭状天线）,基座及连接器（与三脚架配套）,电台天线支撑杆（含配套与三脚架连接簿钢圆盘）,Trimble 5700,基准站构成,Trimble 5700,流动站构成,流动站,GPS,接收机（含电池）,Zephyer GPS,天线,接收机到,GPS,天线电缆,电台鞭状天线,接收机到鞭状天线电缆,TSCe,或,ACU,手簿,接收机到手簿电缆,手簿托架,流动站对中杆,流动站背包,GPS RTK,作业流程和实施,收集测区的控制点资料；,求解转换参数；,参考站的选定和建立；,流动站的设置；,开始测图或放样。,坐标系统,坐标系统转换,GPS,直接定位结果是,WGS84,椭球下的空间直角坐标或大地坐标。,而实际使用的坐标是基于其他椭球（如克氏椭球、,75,国际椭球等）的空间直角坐标，或空间大地坐标，或平面直角坐标水准高程，即存在着卫星定位成果与传统地面测量成果之间的转换问题。,坐标系统转换步骤,WGS84,椭球下的空间直角或大地坐标,其他椭球下的空间直角或大地坐标,椭球转换（如七参数转换）,高斯坐标正算,平面直角坐标,水准正常高,高程异常,求解转换参数,GPS,静态测量中，坐标转换是在事后处理时进行的。而,GPS RTK,是用于实时测量的，要求立即给出当地的坐标，这使得坐标转换工作更显得重要。,求解转换参数,(1).,已知点最好选在测区四周及中心，均匀分布，能有效的控制测区。如果选在测区的一端，应计算出满足给定的精度和控制的范围。切记不可从一端无限制地向另一端外推。,(2).,为了提高精度，最好选,3,个以上的点利用最小二乘法求解转换参数。为了校验转换参数的精度和正确性，还可以选用几个点不参与计算，而带入公式起校验作用，经过校验满足要求的转换参数认为是可靠的。,(3).,在不考虑七参数中尺度比和旋转参数时，可以现场求定三个平移参数。,求解转换参数,方法一：使用一些工具软件。,求解转换参数,方法二：使用,TGO,中点校正功能在室内计算。,求解转换参数,方法三：野外工作时，利用控制器软件,Trimble Survey Controller,中的点校正功能。,参考站的选定,参考站的安置是顺利实施动态,GPS,的关键之一，参考站的安置要满足下列条件：,参考站应有正确的已知坐标。,参考站应选在地势较高（还要考虑交通方便）、天空较为开阔、周围无高度角超过,10,的障碍物、有利于卫星信号的接收和数据链发射的位置。,为防止数据链丢失以及多路经效应的影响，周围无,GPS,信号反射物（大面积水域，大型建筑物等），无高压线、电视台、无线电发射站、微波站等干扰源。,参考站应选在土质坚实、不易破坏的位置。,参考站的设置,基准站的设置包括：建立项目和坐标系统管理、基准站电台频率的选择、,RTK,工作方式的选择、基准站坐标的输入、基准站工作启动等。,1,建立项目和坐标系统管理,1),建立工作项目的名称、数据单位的选择等。,2),坐标系统管理,参考椭球的选择或椭球参数的输入。,投影方式和投影带的选择或建立。,大地水准面资料的选择。,平面转换参数的输入。,高程转换参数的输入等。,参考站的设置,2,基准站电台频率的选择,根据对本地区无线电频率的了解，选择一种理想的频率，流动站和基准站必须使用同一个频率。基准站电台频率可以在计算机上设置和选择，当基准站电台带有显示面板时，可以通过面板设置。,3,RTK,工作方式的选择,用电子手簿选择,GPS,工作方式为,RTK,作业方式。,参考站的设置,4,基准站坐标的输入,设置本站为基准站，一般将基准站置于坐标已知的控制点上，所以可以输入已知点的点名、平面坐标和海拔高,(,如需要时也可以输入其他坐标系统坐标,),及,GPS,天线高度。,5,基准站,RTK,工作启动,以上设置完成后，可以启动,GPS RTK,基准站，开始测量并通过电台发送数据。,流动站的设置,流动站,GPS,的设置包括：建立项目和坐标系统管理、流动站电台频率的选择、有关坐标的输入、,RTK,工作方式的选择、流动站,RTK,工作启动等。,1.,建立项目和坐标系统管理,1),建立工作项目的名称、数据单位的选择等。,2),坐标系统管理。,2.,流动站电台频率的选择,根据对本地区无线电频率的了解，选择一种理想的频率，流动站和基准站必须使用同一个频率。流动站电台频率可以在计算机上设置和选择，也可以通过电子手簿设置。,流动站的设置,3.,有关坐标的输入,在电子手簿中输入测区中其他控制点的坐标，以供求解坐标转换参数或作为测量过程中的检查点使用。,4.RTK,工作方式的选择,用电子手簿选择,GPS,工作方式为,RTK,作业方式。,GPS RTK,测量成果的精度评定,精度评定与静态测量基线处理的精度评定相似，一般使用以下指标：,1,载波相位的整周模糊度是否固定,GPS,测量规范规定流动站距离基准站的距离不能超过,15km,，载波相位的整周模糊度能够得到固定解，这样定位精度才能达到厘米级。,2,均方根,RMS,RMS,在这里表示,RTK,定位点的观测值精度，它是包括大约,70,的定位数据误差圆的半径。只有点位观测值精度达到要求时，载波相位的整周模糊度才能够得到固定解，坐标精度才能满足精度要求。,GPS RTK,测量成果的质量控制,GPS RTK,常用的质量控制方法有外部检核和内部检核，其中内部检核包括快速静态比较法、重测比较法、电台变频法等。外部检核主要是使用全站仪、经纬仪、水准仪、钢卷尺等传统测量仪器测量边长、角度、高查等几何量进行比较，这种方法也是最有效的方法，但存在工作量大的缺点。内部检核效率高，但一些系统性错误（如参数设置）不容易检查出来。实际操作时宜根据现场情况结合使用，并将其作为测量成果资料的一部分。,GPS RTK,测量成果的质量控制,快速静态比较法：在进行,RTK,观测的同时，对某些,RTK,点再作一次快速静态观测，事后对这些点的,RTK,成果和静态测量成果进行比较分析。由于在正常的,RTK,观测过程中，基准站和流动站一般不记录原是观测数据，因此需要约定同时记录,5,10,分钟的原是观测数据。这种方法不能进行实时检查，一旦发现不合格，就只有返工重测了。,重测比较法：每次重新初始化成功后，先重测附近已经观测过的,RTK,点,1,3,个，并现场比较其成果，从而判断初始化是否正确可靠。如果附近有其他已知点，可以在这些已知点上重测比较，这是最可靠的方法，尤其是在施工放样中广泛采用。,GPS RTK,测量成果的质量控制,电台变频法：在测区内布设两个或以上的基准站，各自采用不同的频率发射查分改正信号。流动站上采用一个电台频率观测后，切换到另一个电台频率上重新观测，并比较两次测量的成果。优点是可以完全实时地对,RTK,测点进行质量控制，但投入成本也较大。,