gps數(shù)據(jù)采集與處理技術(shù)研究

gps數(shù)據(jù)采集與處理技術(shù)研究

隨著科學(xué)技術(shù)的快速發(fā)展，更新知識的速度更快，水保護(hù)的設(shè)計方法和設(shè)備也在不斷變化，gps系統(tǒng)的出現(xiàn)也使測量技術(shù)朝著一個方向發(fā)展。GPS技術(shù)已形成許多成熟的方法,如靜態(tài)測量、快速靜態(tài)測量、準(zhǔn)動態(tài)測量以及動態(tài)測量等,有的可以達(dá)到很高精度,靜態(tài)測量精度可達(dá)cm級甚至mm級;作為控制測量,GPS測量與傳統(tǒng)測量方法相比,有著定位精度高、速度快、操作簡便、經(jīng)濟(jì)等優(yōu)點(diǎn)。1rtk定位技術(shù)實(shí)時動態(tài)測量的設(shè)計靜態(tài)測量是用兩臺以上的GPS接收機(jī)同步觀測,對觀測進(jìn)行處理,可得到兩測站間精密的WPS-84基線向量,再經(jīng)過平差、坐標(biāo)轉(zhuǎn)換等工作,最終得到測點(diǎn)的坐標(biāo)。顯然靜態(tài)測量不具備實(shí)時性,RTK定位技術(shù)實(shí)時動態(tài)測量,需要在兩GPS接收機(jī)之間增加一套無線數(shù)字通訊系統(tǒng)(亦稱數(shù)據(jù)鏈),將兩相對獨(dú)立的GPS信號接收系統(tǒng)聯(lián)成有機(jī)的整體。基準(zhǔn)站通過電臺將觀測信息和測站數(shù)據(jù)傳輸給流動站,流動站將基準(zhǔn)站傳來的載波觀測信號與流動站本身測得的載波觀測信號進(jìn)行差分處理,解出兩站的基線值,同時輸入相應(yīng)的坐標(biāo)轉(zhuǎn)換和投影參數(shù),實(shí)時得到測點(diǎn)坐標(biāo),因此,實(shí)時GPS測量的關(guān)鍵數(shù)據(jù)傳輸技術(shù)外,還需具有很強(qiáng)的數(shù)據(jù)處理能力。實(shí)時GPS系統(tǒng)由以下3部分組成1.1雙頻機(jī)的使用始化需要較長的時間,此乃實(shí)時動態(tài)測量所不允許的,加之單頻機(jī)在實(shí)際作業(yè)時容易失鎖,失鎖后的坐標(biāo)初始化要占去許多時間,因此,實(shí)際作業(yè)中一般應(yīng)采用雙頻機(jī)。1.2數(shù)據(jù)安全配置高質(zhì)量的無線通訊設(shè)備(包括無線信號調(diào)制解調(diào)器),由于數(shù)據(jù)信息量大,必須采用較高的傳輸速度,波特率通常要在9600以上。利用數(shù)據(jù)實(shí)時傳輸系統(tǒng),流動站可以隨時調(diào)閱基準(zhǔn)站的工作狀態(tài)和設(shè)站信息,這對于保證成果質(zhì)量的排除觀測中出現(xiàn)的問題十分有利。1.3數(shù)據(jù)處理系統(tǒng)定四顆以上的衛(wèi)星,并具有足夠的幾何圖形強(qiáng)度,就能隨時給出厘米級的點(diǎn)位精度,因此,必須具備功能很強(qiáng)的數(shù)據(jù)處理系統(tǒng)。目前該系統(tǒng)已發(fā)展成為多功能的完整系統(tǒng),可以能成功地用于實(shí)際作業(yè)中。2實(shí)時gpsrtk測量定位技術(shù)GPS的測量方法主要取決于GPS測量的作業(yè)模式,不同的作業(yè)模式,其作業(yè)方法、觀測時間及應(yīng)用范圍都不同。目前,作業(yè)模式主要有靜態(tài)定位,快速靜態(tài)定位,準(zhǔn)動態(tài)定位和動態(tài)定位等幾種。當(dāng)前,GPS靜態(tài)或快速靜態(tài)方法建立沿線總體控制測量,為勘測階段測繪帶狀地形圖,河道、渠道及公路施測縱橫斷面測量提供依據(jù),建立控制網(wǎng)是比較普及的,而且實(shí)時GPSRTK動態(tài)測量定位技術(shù)也被廣泛應(yīng)用于之中。RTK定位技術(shù)既保留了GPS測量的高精度,又具有實(shí)時性。所以RTK技術(shù)可以用于地形測繪、縱橫斷面測量及施工放樣測量。實(shí)時動態(tài)RTK定位技術(shù)是以載波相位觀測值為根據(jù)的實(shí)時差分GPS技術(shù),它是GPS測量技術(shù)發(fā)展的一個新突破,無論靜態(tài)定位還是準(zhǔn)動態(tài)定位等定位模式,由于數(shù)據(jù)處理滯后,所以無法實(shí)時解算出定位結(jié)果,而且也無法對觀測數(shù)據(jù)進(jìn)行檢核,這就難以保證觀測數(shù)據(jù)的質(zhì)量,在實(shí)際工作中經(jīng)常需要往返重測由于粗差造成的不合格觀測成果,就也降低了GPS測量的工作效率。而實(shí)時動態(tài)定位RTK技術(shù)建立了無線數(shù)據(jù)通訊,取點(diǎn)位精度較高的首級控制點(diǎn)作為基準(zhǔn)點(diǎn),安置一臺接收機(jī)作為參考站,對衛(wèi)星進(jìn)行連續(xù)觀測,流動站上的接收機(jī)在接收衛(wèi)星信號的同時,通過無線電傳輸設(shè)備接收基地上的觀測數(shù)據(jù),隨機(jī)計算機(jī)根據(jù)相對定位的原理實(shí)時計算顯示出流動站的三維坐標(biāo)和觀測精度,這樣就可以實(shí)時監(jiān)測待定點(diǎn)的數(shù)據(jù)觀測質(zhì)量和基線解算結(jié)果的收斂情況,從而減少多余的觀測,提高了工作效率。3gps測量的優(yōu)勢3.1gps點(diǎn)之間不需要彼此可見。由于gps網(wǎng)絡(luò)的定義不嚴(yán)格，選擇gps點(diǎn)是方便的3.2gps靜態(tài)測量數(shù)據(jù)的后處理方法可以提高控制測量的精度。這是實(shí)現(xiàn)第一次控制的理想方法3.3工作效率高，gps測量短，靜態(tài)定位完成基本忽略的觀測時間。根據(jù)所需的精度，通常約為1-3小時，可以縮短到幾個小時。使用rtk技術(shù)進(jìn)行采樣，或測量圖形根，其精度和效率與之前的測量值進(jìn)行比較3.4自動程度高，gps測量非常簡單，自動化程度高。在觀察過程中，測量員僅需安裝機(jī)器，測量天線高，監(jiān)視儀器狀態(tài)，收集環(huán)境、氣象數(shù)據(jù)和開關(guān)機(jī)，使用非常簡單3.5gps通常不受天氣的影響。在整個工作過程中，4以上的衛(wèi)星可以在任何時間連續(xù)觀測，gps測量可以隨時記錄3.6全裝配。gps測量可以同時測量測量點(diǎn)的平面位置和高度。利用rtk技術(shù)，可用于土壤測量、地形測量、施工樣品測量和河流通道橫截面測量4應(yīng)用領(lǐng)域廣泛集中在不動產(chǎn)科GPS測量具有高精度、高效率的優(yōu)點(diǎn),在測量領(lǐng)域得到廣泛應(yīng)用。隨著GPS接收機(jī)性能和數(shù)據(jù)處理技術(shù)的逐漸完善創(chuàng)新,GPS應(yīng)用領(lǐng)域不斷拓寬。實(shí)時GPSRTK測量在水利測繪中可以完成多種工作。4.1提高多級網(wǎng)點(diǎn)精度和效率用GPS建立首級控制網(wǎng),雙頻機(jī)靜態(tài)觀測采集數(shù)據(jù)進(jìn)行平差,獲取點(diǎn)位坐標(biāo)精度很高,同時對控制網(wǎng)點(diǎn)聯(lián)測等級水準(zhǔn),就能滿足首級網(wǎng)點(diǎn)的三維高精度坐標(biāo),再利用RTK技術(shù)在首級網(wǎng)點(diǎn)建站,半徑10km內(nèi)就能解決不同比例尺測圖要求,省人省力效率極高。4.2rtk數(shù)據(jù)處理由于GPS應(yīng)用靈活等優(yōu)點(diǎn),在進(jìn)行控制時,可采用實(shí)時GPS動態(tài)測量,這種方法在測量過程中能實(shí)時獲得測點(diǎn)精度,也不要求點(diǎn)位之間互相通視,當(dāng)達(dá)到點(diǎn)位精度即可停止觀測,可沿河道及渠線布控,使得RTK技術(shù)建站方便快捷省時,RTK能實(shí)時地得出所在位置空間三維坐標(biāo),它可以直接進(jìn)行實(shí)地實(shí)時采集地形地物點(diǎn)位及所設(shè)計的縱橫斷面上的各個點(diǎn)位坐標(biāo),RTK技術(shù)能夠自動數(shù)據(jù)儲存和處理可隨時隨意進(jìn)行編碼編號,再通過計算機(jī)的后處理進(jìn)行輸入輸出,可繪出帶狀地形圖,河道縱斷面和各樁號的橫斷面圖。節(jié)省了大量的外業(yè)人員的勞動強(qiáng)度及時間,與傳統(tǒng)方法相比提高了幾倍的工作效率。5理等方面的價值GPSRTK技術(shù)在水利勘測中具有很大的發(fā)展前景,用GPSRTK技術(shù)進(jìn)行外業(yè)測量,在水利工程中的河道整治規(guī)劃、水庫可研、灌區(qū)治理等方面很有實(shí)用價值。對河道、渠堤縱橫斷面施測能夠滿足水利工程設(shè)計的精度要求,和過去傳統(tǒng)方法經(jīng)緯儀三角高程測量、幾何水準(zhǔn)測量