GPSRTK技術(shù)在工程測量中的應(yīng)用ppt課件

1、GPS RTK技術(shù)技術(shù)在工程測量中的應(yīng)用在工程測量中的應(yīng)用GPS測量定位發(fā)展情況1定位模式定位模式絕對定位絕對定位相對定位相對定位差分定位差分定位5天線的運動狀態(tài)天線的運動狀態(tài)靜態(tài)定位靜態(tài)定位動態(tài)定位動態(tài)定位相對于地相對于地固坐標(biāo)系固坐標(biāo)系3獲得定位獲得定位結(jié)果的時效結(jié)果的時效事后定位事后定位實時定位實時定位2觀測值類型觀測值類型偽距測量偽距測量載波相位測量載波相位測量非差定位非差定位4數(shù)據(jù)處理方式數(shù)據(jù)處理方式差分差分GPS分類分類v單基準(zhǔn)站單基準(zhǔn)站GPS差分差分v局部區(qū)域差分局部區(qū)域差分v廣域差分廣域差分 位置差分位置差分 偽距差分偽距差分 載波相位差分載波相位差分GPS RTK定位系統(tǒng)組成

2、定位系統(tǒng)組成1GPS接收機：雙(多)頻接收機是理想選擇。2無線電數(shù)據(jù)鏈1基準(zhǔn)站發(fā)射電臺：一般為外置的獨立電臺。2流動站接收電臺：可以內(nèi)置在GPS接收機內(nèi)部，也有外置的獨立電臺。3中繼站電臺(非必要)：既能接收基準(zhǔn)站發(fā)送的信號又能將接收的信號發(fā)送出去，一般是外置的獨立電臺?；谝苿油ㄓ嵓夹g(shù)的數(shù)據(jù)傳輸鏈路網(wǎng)絡(luò)RTK）。3電子手簿(控制器)：設(shè)置測量形式和相關(guān)參數(shù)、實時閱讀、存儲測量坐標(biāo)等。Trimble 5000 GPS RTK設(shè)備設(shè)備 5700面板示意圖面板示意圖5700電池及存儲卡電池及存儲卡Trimble 5000 GPS RTK設(shè)備設(shè)備 5700接口示意圖接口示意圖Zephyr Geode

3、tic GPS天線天線Trimble 5000 GPS RTK設(shè)備設(shè)備 5800接口示意圖接口示意圖5800接收機接收機和天線一體機和天線一體機Trimble 5000 GPS RTK設(shè)備設(shè)備 TSCe控制器接口控制器接口TSCe控制器控制器Trimble 5000 GPS RTK設(shè)備設(shè)備 TrimMark3電臺接口電臺接口TrimMark3電臺外觀電臺外觀電臺鞭狀天線電臺鞭狀天線Trimble 5000 GPS RTK設(shè)備設(shè)備 電臺傳輸速率選擇電臺傳輸速率選擇電臺頻道選擇電臺頻道選擇Trimble 5700基準(zhǔn)站構(gòu)成基準(zhǔn)站構(gòu)成n基準(zhǔn)站GPS接收機nZephyer GPS天線n接收機到GPS天

4、線電纜nTrimmark3電臺n接收機到電臺數(shù)據(jù)線n電臺鞭狀天線n電臺到鞭狀天線電纜n電臺電源線汽車電瓶12v直流，自備）TSCe或ACU手簿接收機到手簿電纜三腳架兩個，一個用于架設(shè)GPS天線，另一個用于架設(shè)電臺鞭狀天線）基座及連接器與三腳架配套）電臺天線支撐桿含配套與三腳架連接簿鋼圓盤） Trimble 5700基準(zhǔn)站構(gòu)成基準(zhǔn)站構(gòu)成 Trimble 5700流動站構(gòu)成流動站構(gòu)成n流動站GPS接收機含電池）nZephyer GPS天線n接收機到GPS天線電纜n電臺鞭狀天線n接收機到鞭狀天線電纜nTSCe或ACU手簿n接收機到手簿電纜n手簿托架流動站對中桿流動站背包GPS RTK作業(yè)流程和實施作

5、業(yè)流程和實施u收集測區(qū)的控制點資料；u求解轉(zhuǎn)換參數(shù)；u參考站的選定和建立；u流動站的設(shè)置；u開始測圖或放樣。坐標(biāo)系統(tǒng)坐標(biāo)系統(tǒng) 坐標(biāo)系統(tǒng)轉(zhuǎn)換坐標(biāo)系統(tǒng)轉(zhuǎn)換GPS直接定位結(jié)果是WGS84橢球下的空間直角坐標(biāo)或大地坐標(biāo) 。而實際使用的坐標(biāo)是基于其他橢球如克氏橢球、75國際橢球等的空間直角坐標(biāo)，或空間大地坐標(biāo)，或平面直角坐標(biāo)水準(zhǔn)高程，即存在著衛(wèi)星定位成果與傳統(tǒng)地面測量成果之間的轉(zhuǎn)換問題。坐標(biāo)系統(tǒng)轉(zhuǎn)換步驟坐標(biāo)系統(tǒng)轉(zhuǎn)換步驟WGS84橢球下的空間直角或大地坐標(biāo)其他橢球下的空間直角或大地坐標(biāo)橢球轉(zhuǎn)換如七參數(shù)轉(zhuǎn)換）橢球轉(zhuǎn)換如七參數(shù)轉(zhuǎn)換）高斯坐標(biāo)正算高斯坐標(biāo)正算平面直角坐標(biāo)水準(zhǔn)正常高高程異常高程異常求解轉(zhuǎn)換參數(shù)求解

6、轉(zhuǎn)換參數(shù)GPS靜態(tài)測量中，坐標(biāo)轉(zhuǎn)換是在事后處理時進行的。而GPS RTK是用于實時測量的，要求立即給出當(dāng)?shù)氐淖鴺?biāo)，這使得坐標(biāo)轉(zhuǎn)換工作更顯得重要。84000000)1 (WGSXYXZYZLocalZYXZYXZYX求解轉(zhuǎn)換參數(shù)求解轉(zhuǎn)換參數(shù)(1).已知點最好選在測區(qū)四周及中心，均勻分布，能有效的控制測區(qū)。如果選在測區(qū)的一端，應(yīng)計算出滿足給定的精度和控制的范圍。切記不可從一端無限制地向另一端外推。(2).為了提高精度，最好選3個以上的點利用最小二乘法求解轉(zhuǎn)換參數(shù)。為了校驗轉(zhuǎn)換參數(shù)的精度和正確性，還可以選用幾個點不參與計算，而帶入公式起校驗作用，經(jīng)過校驗滿足要求的轉(zhuǎn)換參數(shù)認為是可靠的。(3).在不考

7、慮七參數(shù)中尺度比和旋轉(zhuǎn)參數(shù)時，可以現(xiàn)場求定三個平移參數(shù)。 求解轉(zhuǎn)換參數(shù)求解轉(zhuǎn)換參數(shù)方法一：使用一些工具軟件。求解轉(zhuǎn)換參數(shù)求解轉(zhuǎn)換參數(shù)方法二：使用TGO中點校正功能在室內(nèi)計算。求解轉(zhuǎn)換參數(shù)求解轉(zhuǎn)換參數(shù)方法三：野外工作時，利用控制器軟件Trimble Survey Controller中的點校正功能 。參考站的選定參考站的選定參考站的安置是順利實施動態(tài)GPS的關(guān)鍵之一，參考站的安置要滿足下列條件：參考站應(yīng)有正確的已知坐標(biāo)。參考站應(yīng)選在地勢較高還要考慮交通方便）、天空較為開闊、周圍無高度角超過10的障礙物、有利于衛(wèi)星信號的接收和數(shù)據(jù)鏈發(fā)射的位置。為防止數(shù)據(jù)鏈丟失以及多路經(jīng)效應(yīng)的影響，周圍無GPS信號

8、反射物大面積水域，大型建筑物等），無高壓線、電視臺、無線電發(fā)射站、微波站等干擾源。參考站應(yīng)選在土質(zhì)堅實、不易破壞的位置。參考站的設(shè)置參考站的設(shè)置基準(zhǔn)站的設(shè)置包括：建立項目和坐標(biāo)系統(tǒng)管理、基準(zhǔn)站電臺頻率的選擇、RTK工作方式的選擇、基準(zhǔn)站坐標(biāo)的輸入、基準(zhǔn)站工作啟動等。1建立項目和坐標(biāo)系統(tǒng)管理1)建立工作項目的名稱、數(shù)據(jù)單位的選擇等。2)坐標(biāo)系統(tǒng)管理參考橢球的選擇或橢球參數(shù)的輸入。投影方式和投影帶的選擇或建立。大地水準(zhǔn)面資料的選擇。平面轉(zhuǎn)換參數(shù)的輸入。高程轉(zhuǎn)換參數(shù)的輸入等。參考站的設(shè)置參考站的設(shè)置2基準(zhǔn)站電臺頻率的選擇根據(jù)對本地區(qū)無線電頻率的了解，選擇一種理想的頻率，流動站和基準(zhǔn)站必須使用同一個頻

9、率?；鶞?zhǔn)站電臺頻率可以在計算機上設(shè)置和選擇，當(dāng)基準(zhǔn)站電臺帶有顯示面板時，可以通過面板設(shè)置。3RTK工作方式的選擇用電子手簿選擇GPS工作方式為RTK作業(yè)方式。參考站的設(shè)置參考站的設(shè)置4基準(zhǔn)站坐標(biāo)的輸入設(shè)置本站為基準(zhǔn)站，一般將基準(zhǔn)站置于坐標(biāo)已知的控制點上，所以可以輸入已知點的點名、平面坐標(biāo)和海拔高(如需要時也可以輸入其他坐標(biāo)系統(tǒng)坐標(biāo))及GPS天線高度。5基準(zhǔn)站RTK工作啟動以上設(shè)置完成后，可以啟動GPS RTK基準(zhǔn)站，開始測量并通過電臺發(fā)送數(shù)據(jù)。流動站的設(shè)置流動站的設(shè)置流動站GPS的設(shè)置包括：建立項目和坐標(biāo)系統(tǒng)管理、流動站電臺頻率的選擇、有關(guān)坐標(biāo)的輸入、RTK工作方式的選擇、流動站RTK工作啟動

10、等。1.建立項目和坐標(biāo)系統(tǒng)管理1)建立工作項目的名稱、數(shù)據(jù)單位的選擇等。2)坐標(biāo)系統(tǒng)管理。2.流動站電臺頻率的選擇根據(jù)對本地區(qū)無線電頻率的了解，選擇一種理想的頻率，流動站和基準(zhǔn)站必須使用同一個頻率。流動站電臺頻率可以在計算機上設(shè)置和選擇，也可以通過電子手簿設(shè)置。流動站的設(shè)置流動站的設(shè)置3.有關(guān)坐標(biāo)的輸入在電子手簿中輸入測區(qū)中其他控制點的坐標(biāo)，以供求解坐標(biāo)轉(zhuǎn)換參數(shù)或作為測量過程中的檢查點使用。4.RTK工作方式的選擇用電子手簿選擇GPS工作方式為RTK作業(yè)方式。 GPS RTK測量成果的精度評定測量成果的精度評定精度評定與靜態(tài)測量基線處理的精度評定相似，一般使用以下指標(biāo)：1載波相位的整周模糊度是

11、否固定GPS測量規(guī)范規(guī)定流動站距離基準(zhǔn)站的距離不能超過15km，載波相位的整周模糊度能夠得到固定解，這樣定位精度才能達到厘米級。2均方根RMSRMS在這里表示RTK定位點的觀測值精度，它是包括大約70的定位數(shù)據(jù)誤差圓的半徑。只有點位觀測值精度達到要求時，載波相位的整周模糊度才能夠得到固定解，坐標(biāo)精度才能滿足精度要求。GPS RTK測量成果的質(zhì)量控制測量成果的質(zhì)量控制GPS RTK常用的質(zhì)量控制方法有外部檢核和內(nèi)部檢核，其中內(nèi)部檢核包括快速靜態(tài)比較法、重測比較法、電臺變頻法等。外部檢核主要是使用全站儀、經(jīng)緯儀、水準(zhǔn)儀、鋼卷尺等傳統(tǒng)測量儀器測量邊長、角度、高查等幾何量進行比較，這種方法也是最有效的

12、方法，但存在工作量大的缺點。內(nèi)部檢核效率高，但一些系統(tǒng)性錯誤如參數(shù)設(shè)置不容易檢查出來。實際操作時宜根據(jù)現(xiàn)場情況結(jié)合使用，并將其作為測量成果資料的一部分。GPS RTK測量成果的質(zhì)量控制測量成果的質(zhì)量控制快速靜態(tài)比較法：在進行RTK觀測的同時，對某些RTK點再作一次快速靜態(tài)觀測，事后對這些點的RTK成果和靜態(tài)測量成果進行比較分析。由于在正常的RTK觀測過程中，基準(zhǔn)站和流動站一般不記錄原是觀測數(shù)據(jù)，因此需要約定同時記錄510分鐘的原是觀測數(shù)據(jù)。這種方法不能進行實時檢查，一旦發(fā)現(xiàn)不合格，就只有返工重測了。重測比較法：每次重新初始化成功后，先重測附近已經(jīng)觀測過的RTK點13個，并現(xiàn)場比較其成果，從而判斷初始化是否正確可靠