基于載波相位觀測(cè)值的實(shí)時(shí)動(dòng)態(tài)定位技術(shù)

來源:投稿網(wǎng) 時(shí)間:2023-07-07 10:00:07

1.前言

GPS是一種全球定位系統(tǒng)，是隨著現(xiàn)代科學(xué)技術(shù)的快速發(fā)展而建立的新一代緊密衛(wèi)星導(dǎo)航定位系統(tǒng)。GPS衛(wèi)星定位測(cè)量是利用GPS系統(tǒng)來解決地球測(cè)量問題的一種空間技術(shù)。隨著全球定位系統(tǒng)（GPS）技術(shù)的快速發(fā)展，RTK測(cè)量技術(shù)也越來越成熟，RTK測(cè)量技術(shù)逐漸應(yīng)用于測(cè)繪。RTK技術(shù)可以在野外實(shí)時(shí)獲得厘米級(jí)定位精度。采用載波相位動(dòng)態(tài)實(shí)時(shí)差分法，是GPS應(yīng)用的主要里程碑。它的出現(xiàn)為工程放樣、地形測(cè)量和各種控制測(cè)量帶來了新的曙光，大大提高了現(xiàn)場(chǎng)操作的效率。

2.GPSRTK技術(shù)在工程測(cè)量中的應(yīng)用。

RTK(Real-timekinematic)實(shí)時(shí)動(dòng)態(tài)差分法。這是一種新型常用的GPS測(cè)量方法。以前的靜態(tài)、快速靜態(tài)和動(dòng)態(tài)測(cè)量需要事后解算才能獲得厘米級(jí)精度。RTK是一種可以在野外實(shí)時(shí)獲得厘米級(jí)定位精度的測(cè)量方法。采用載波相位動(dòng)態(tài)實(shí)時(shí)差分法，是GPS應(yīng)用的重大里程碑。

(1)控制測(cè)量。

為滿足城市建設(shè)區(qū)和規(guī)劃區(qū)測(cè)繪的需要，城市控制網(wǎng)具有控制面積大、精度高、使用頻繁等特點(diǎn)。城市一、二、三級(jí)導(dǎo)線大多位于地面上。隨著城市建設(shè)的快速發(fā)展，這些點(diǎn)經(jīng)常被破壞，影響工程測(cè)量的進(jìn)度。如何快速準(zhǔn)確地提供控制點(diǎn)，直接影響工作效率。傳統(tǒng)的控制測(cè)量，如導(dǎo)線測(cè)量，需要點(diǎn)間通視，耗時(shí)，精度不均勻。GPS靜態(tài)測(cè)量，點(diǎn)間不需要通視，精度高，但數(shù)據(jù)采集時(shí)間長(zhǎng)，需要事后進(jìn)行數(shù)據(jù)處理，定位結(jié)果無法實(shí)時(shí)知道。如果內(nèi)部行業(yè)發(fā)現(xiàn)精度不符合要求，則必須返工。RTK技術(shù)的應(yīng)用將在操作精度和操作效率方面具有明顯的優(yōu)勢(shì)。

(2)線路中線定線。

RTK測(cè)量技術(shù)用于市政道路中線或電力線路中線的放樣，一人由一人完成。將線路參數(shù)輸入RTK的外部控制器，如起點(diǎn)和終點(diǎn)坐標(biāo)、曲線角度和半徑。放樣方法靈活，可根據(jù)樁號(hào)或坐標(biāo)進(jìn)行放樣，并可隨時(shí)交換。放樣時(shí)，屏幕上有箭頭指示偏移和偏移方向，方便前后左右移動(dòng)，直到誤差小于設(shè)定。

(3)建筑規(guī)劃放線。

建筑規(guī)劃放線，放線點(diǎn)不僅要滿足城市規(guī)劃條件的要求，還要滿足建筑本身的幾何關(guān)系，放線精度要求較高。在使用RTK進(jìn)行建筑放樣時(shí)，需要注意檢查建筑本身的幾何關(guān)系。對(duì)于短邊，相對(duì)關(guān)系難以滿足。在放樣時(shí)，應(yīng)注意測(cè)量點(diǎn)的收斂精度。如果點(diǎn)的收斂精度不高，強(qiáng)制測(cè)量可能會(huì)帶來較大的點(diǎn)誤差。在點(diǎn)精度收斂高的情況下，RTK規(guī)劃放線一般能滿足要求。

(4)土地測(cè)量。

在建設(shè)用地勘測(cè)定界測(cè)量中，RTK技術(shù)可以實(shí)時(shí)測(cè)量邊界位置坐標(biāo)，確定土地使用邊界范圍，計(jì)算土地面積。在土地分類和所有權(quán)調(diào)查中，RTK技術(shù)的應(yīng)用可以實(shí)時(shí)測(cè)量所有權(quán)邊界和土地分類修復(fù)，提高了測(cè)量速度和精度。

3.GPSRTK技術(shù)在工程測(cè)量中處理數(shù)據(jù)。

RTK實(shí)時(shí)動(dòng)態(tài)測(cè)量是一種基于載波相位觀測(cè)值的實(shí)時(shí)動(dòng)態(tài)定位技術(shù)。在RTK操作模式下，基準(zhǔn)站通過電磁信號(hào)將其觀測(cè)值和站點(diǎn)坐標(biāo)信息發(fā)送到移動(dòng)站。移動(dòng)站不僅接收基準(zhǔn)站的數(shù)據(jù)。同時(shí)，還應(yīng)收集GPS衛(wèi)星信號(hào)，獲取觀測(cè)數(shù)據(jù)，在系統(tǒng)中實(shí)時(shí)處理差異觀測(cè)值，并立即給出精度為厘米（相對(duì)于參考站）的移動(dòng)站坐標(biāo)。

在RTK操作模式下，基準(zhǔn)站通過數(shù)據(jù)鏈將其觀測(cè)位置（仍距離和載波相位觀測(cè)值）和測(cè)量站坐標(biāo)信息（如基準(zhǔn)站坐標(biāo)和天線高度）傳輸給流動(dòng)站。流動(dòng)站初始化后，通過數(shù)據(jù)鏈接接收基礎(chǔ)站的數(shù)據(jù)。此外，它還收集了RTP3觀測(cè)數(shù)據(jù)，并在系統(tǒng)中形成差分觀測(cè)值進(jìn)行實(shí)時(shí)處理，然后通過坐標(biāo)轉(zhuǎn)換、高程擬合和投影糾正，給出實(shí)用的厘米級(jí)定位結(jié)果。