工程测量GPS知识

1、地矿测绘 2006, 22 (3) : 1113 CN 53 - 1124 /TD ISSN 1007 - 9394Surveying andMapp ing of Geology andMineral Resources Vol. 22, No. 3, 2006GPS测量技术及其在工程测量中的应用3赖继文(湖南省地质测绘院,湖南衡阳 421008) 摘要:介绍了GPS的系统组成、工作原理、技术特点等;给出了GPS测量技术在工程测量中的应用;并将公路工程的GPS测量技术与传统的公路工程测量技术相比较,指出了GPS测量技术在公路工程测量中的优势和发展前景。关键词:全球定位系统; GPS测量技术;

2、工程测量;应用中图分类号: P 22814; P 258 文献标识码: B 文章编号: 1007 - 9394 (2006) 03 - 0011 - 03GPS Survey Technology and Its Applica tion to Eng ineer ing SurveyLA I J i2wen(Hunan Institute of Survey ing and M apping of Geology, Hengyang Hunan 421008, China )Abstract: This paper introduces the composition, the workin

3、g p rincip le, and the technical characteristic of GPS sys2tem, and give the app lication of GPS survey technology in highway engineering survey. And then the paper comparesGPS survey technology of highway engineeringwith traditional highway engineering survey technology and pointes out theadvantage

4、s and develop ing foreground in highway engineering survey.Key words: GPS; GPS survey technique; engineering survey; app lication0 引言全球定位系统GPS (Global Positioning System)是美国国防部为满足军事部门对海上、陆地和空中设施进行高精度导航和定位的要求而研制的卫星导航系统,具有全球性、全天侯、连续性、实时性导航定位和定时功能,能为各类用户提供精密的三维坐标。该系统从20世纪70年代初开始设计、研制。根据最初设计思想,利用接收卫星发射的

5、伪随机噪声码( P码)为美军及北大西洋组织的盟军提供米级导航定位,同时将定位精度为数十米的C/A码伪距提供民用导航定位。GPS作为新一代卫星导航与定位系统,不仅具有全球性、全天候、连续的精密三维导航与定位能力,而且具有良好的抗干扰性和保密性。全球定位系统的迅速发展,引起了各国军事部门和广大民用部门的普遍关注。1 GPS测量技术GPS定位技术的高度自动化及其所达到的高精度和具有的潜力,也引起了广大测量工作者的极大兴趣。当时GPS定位基本上只有一个作业模式静态相对定位,两台或若干台GPS接收机安置在待定点上,连续同步观测同一组卫星12 h或更长一些时间,通过观测数据的后处理,给出各待定点间的基线向

6、量,在采用广播星历的条件下,静态定位可取得5 mm + 1 ×10 - 6D (双频)或10 mm + 2 ×10 - 6D (单频)基线解精度。随着技术的发展,快速静态定位为短基线测量作业闯出了一条新路,大大提高了GPS测量的劳动生产率。一对GPS测量系统(双频)在10 km以内的短边上,正常接收45颗卫星5min左右,即可获取510 mm + 1 ×10 - 6D 的基线精度,与12 h甚至更长时间静态定位的结果不相上下。各个GPS测量厂商看好这个大趋势,纷纷推出各自的GPS测量新产品。有的把这种新型产品称之为GPS全站仪,有的称之为RTK(实时动态测量) ,

7、有的称之为RTK GPS。总之, GPS测量理论与设备的不断发展,使得GPS测量技术日趋成熟, GPS测量功能更加完善, GPS测量应用面更广,并且GPS测量设备价格变得低廉,操作更加简便,使GPS测量更加实用化和自动化。20世纪80年代以来,随着GPS定位技术的出现和不断发展完善,使测绘定位技术发生了革命性的变革,为工程测量提供了崭新的技术手段和方法。长期以来用测角、测距、测水准为主体的常规地面定位技术,正在逐步被以一次性确定三维坐标的、高速度、高效率、高精度的GPS技术所代替;定位方法已从静态扩展到动态;定位服务领域已从导航和测绘领域扩展到国民经济建设的广阔领域。下面主要介绍GPS系统的组

8、成、工作原理以及其在测量领域的应用特点。·11·3 收稿日期: 2006 - 03 - 08. 1994-2008 China Academic Journal Electronic Publishing House. All rights reserved. 111 GPS系统的组成GPS全球定位系统由空间卫星群和地面监控系统两大部分组成,除此之外,测量用户还应有卫星接收设备。空间卫星群, GPS的空间卫星群由24颗高约20万公里的GPS卫星群组成,并均匀分布在6个轨道面上,各平面之间交角为60°,轨道和地球赤道的倾角为55°,卫星的轨道运行周期为11

9、小时58分,这样可以保证在任何时间和任何地点地平线以上可以同时接收411颗GPS卫星发送出的信号。GPS的用户部分由GPS接收机、数据处理软件及相应的用户设备如计算机、气象仪器等组成,其作用是接收GPS卫星发出的信号,利用信号进行导航定位等。在测量领域,随着现代的科学技术的发展,体积小、重量轻便于携带的GPS定位装置和高精度的技术指标为工程测量带来了极大的方便。112 GPS的工作原理GPS系统是一种采用距离交会法的卫星导航定位系统。就是在需要定位的位置p点架设GPS接收机,在某一时刻同时接收了3颗( a、b、c)以上的GPS卫星所发出的导航电文,通过一系列数据处理和计算可求得该时刻GPS接收

10、机至GPS卫星的距离sap、sbp、scp ,同样通过接收卫星星历可获得该时刻这些卫星在空间的位置(三维坐标) 。从而用距离交会的方法求得p点的三维坐标( xp , yp , zp ) ,其数学式为:sap2 = ( xp - xa ) 2 + ( yp - ya ) 2 + ( zp + za ) 2 sbp2 = ( xp - xb ) 2 + ( yp - yb ) 2 + ( zp + zb ) 2 scp2 = ( xp - xc ) 2 + ( yp - yc ) 2 + ( zp + zc ) 2 (1)式(1)中( xa , ya , za ) , ( xb , yb , zb

11、 ) , ( xc , yc , zc )分别为卫星a, b, c在ti时刻的空间直角坐标。在GPS测量中通常采用两类坐标系统,一类是在空间固定的坐标系统,另一类是与地球体相固联的坐标系统,称地固坐标系统,在公路工程控制测量中常用地固坐标系统。(如: WGS - 84世界大地坐标系和1980年西安大地坐标系。)在实际使用中需要根据坐标系统间的转换参数进行坐标系统的变换,来求出所使用的坐标系统的坐标。这样更有利于表达地面控制点的位置和处理GPS观测成果,因此在测量中被得到了广泛的应用。113 GPS测量的技术特点相对于常规的测量方法来讲, GPS测量有以下特点:1)测站之间无需通视。GPS这一特

12、点,使得选点更加灵活方便。但测站上空必须开阔,以使接收GPS卫星信号不受干扰。2)定位精度高。一般双频GPS接收机基线解精度为5 mm+ 1 ×10 - 6D,而红外仪标称精度为5 mm + 5 ×10 - 6D, GPS测量精度与红外仪相当,但随着距离的增长, GPS测量优越性愈加突出。3)观测时间短。采用GPS布设控制网时每个测站上的观测时间一般在3040 min左右,采用快速静态定位方法,观测时间更短。4)提供三维坐标。GPS测量在精确测定观测站平面位置的同时,可以精确测定观测站的大地高程。5)操作简便。GPS测量的自动化程度较高。目前GPS接收机已趋小型化和操作傻瓜

13、化,观测人员只需将天线对中、整平,量取天线高打开电源即可进行自动观测,利用数据处理软件对数据进行处理即求得测点三维坐标。而其它观测工作如卫星的捕获,跟踪观测等均由仪器自动完成。6)全天候作业。GPS观测可在任何地点,任何时间连续地进行,一般不受天气状况的影响。在中国GPS定位技术的应用已深入各个领域,国家大地网、城市控制网、工程控制网的建立与改造已普遍地应用GPS技术。在石油勘探、高速公路、通信线路、地下铁路、隧道贯通、建筑变形、大坝监测、山体滑坡、地震的形变监测、海岛或海域测量等也已广泛的使用GPS技术。随着DGPS差分定位技术和RTK实时差分定位系统的发展和美国AS技术的解除,单点定位精度

14、不断提高, GPS技术在导航、运载工具实时监控、石油物探点定位、地质勘查剖面测量、碎部点的测绘与放样等领域将有广泛的应用前景。2 GPS全球定位系统在工程测量中的应用GPS全球定位系统(Global Positioning System)在工程测量中的应用,在最近的两年得到了迅速推广,这主要依赖于GPS系统可以向全球任何用户全天候地连续提供高精度的三维坐标、三维速度和时间信息等技术参数。工程测量主要应用了GPS的两大功能:静态功能和动态功能。静态功能是通过接收到的卫星信息,确定地面某点的三维坐标;动态功能是通过卫星系统,把已知的三维坐标点位,实地放样地面上。利用GPS静态定位技术和动态定位技术

15、相结合的方法可以高效、高精度地完成公路平面控制测量。例如在公路控制测量中使用静态功能这一技术进行定线测量的精度可以完全满足公路勘察设计和公路建设的精度要求。下面以GPS测量技术在公路测量中的应用为例介绍GPS系统在实际工程测量工作中的应用。随着国民经济的快速增长,国内高等级公路建设迎来前所末有的发展机遇,这就对勘测设计提出了更高的要求,随着公路设计行业软件技术和硬件设备的发展,公路设计已实现CAD化,有些软件本身还要求提供地面数字化测绘产品的支持;建立勘测、设计、施工、后期管理一体化的数据链,减少数据转抄、输入等中间环节,是公路勘测设计“内外业一体化”的要求,也是影响高等级公路设计技术发展的“

16、瓶颈”所在。目前公路勘测中虽已采用电子全站仪等先进仪器设备,但常规测量方法受横向通视和作业条件的限制,作业强度大,且效率低,大大延长了设计周期。勘测技术的进步在于设备引进和技术改造,在目前的技术条件下引入GPS技术应当是首选。当前,用GPS静态或快速静态方法建立沿线总体控制测量,为勘测阶段测绘带状地形图、路线平面、纵横断面测量提供依据;在施工阶段为桥梁,隧道建立施工控制网,这仅仅是GPS在公路测量中应用的初级阶段,公路测量的技术潜力蕴于RTK(实时动态定位)技术的应用之中, RTK技术在公路工程测量中的应用,有着非常广阔的前景。下面就RTK技术在公路勘测中的应用作简单的介绍。211 实时动态(

17、 RTK)定位技术简介实时动态(RTK)定位技术是GPS测量技术发展的一个新突破,在公路工程中有广阔的应用前景。众所周知,无论静态定位,还是准动态定位等定位模式,由于数据处理滞后,所以无法实时解算出定位结果,而且也无法对观测数据进行检核,这就难以保证观测数据的质量,在实际工作中经常需要返工来重测由于粗差造成的不合格观测成果。解决这一问题的主要方法就是延长观测时间来保证测量数据的可靠性,这样一来就降低了GPS测量的工作效率。实时动态定位(RTK)系统由基准站和流动站组成,建立无线数据通讯是实时动态测量的保证,其原理是取点位精度较高的首级控制点作为基准点,安置1台接收机作为参考站,对卫星进行连续观

18、测,流动站上的接收机在接收卫星信号的同时,通过无线电传输设备接收基准站上的观测数据,随·12· 地矿测绘 第22卷. 1994-2008 China Academic Journal Electronic Publishing House. All rights reserved. 机计算机根据相对定位的原理实时计算显示出流动站的三维坐标和测量精度。这样用户就可以实时监测待测点的数据观测质量和基线解算结果的收敛情况,根据待测点的精度指标,确定观测时间,从而减少冗余观测,提高工作效率。实时动态(RTK)定位有快速静态定位和动态定位两种测量模式,两种定位模式相结合,在公路工程中

19、的应用可以覆盖公路勘测、施工放样、监理和GIS(地理信息系统)前端数据采集。21111 快速静态定位模式要求GPS接收机在每一流动站上,静止的进行观测。在观测过程中,同时接收基准站和卫星的同步观测数据,实时解算整周未知数和用户站的三维坐标,如果解算结果的变化趋于稳定,且其精度已满足设计要求,便可以结束实时观测。一般应用在控制测量中,如控制网加密;若采用常规测量方法(如全站仪测量) ,受客观因素影响较大,在自然条件比较恶劣的地区实施比较困难,而采用RTK快速静态测量,可起到事半功倍的效果。单点定位只需要5 10 min不及静态测量所需时间的五分之一,在公路测量中可以代替全站仪完成导线测量等控制点

20、加密工作。21112 动态定位测量前需要在一控制点上静止观测数分钟(有的仪器只需210 s)进行初始化工作,之后流动站就可以按预定的采样间隔自动进行观测,并连同基准站的同步观测数据,实时确定采样点的空间位置。其定位精度可以达到厘米级。动态定位模式在公路勘测阶段有着广阔的应用前景,可以完成地形图测绘、中桩测量、横断面测量、纵断面测量等工作。且整个测量过程不需通视,有着常规测量仪器(如全站仪)不可比拟的优点。21113 RTK技术的优点RTK技术主要具有以下优点:1)实时动态显示经可靠性检验的厘米级精度的测量成果(包括高程) ;2)彻底摆脱了由于粗差造成的返工,提高了GPS作业效率;3)作业效率高

21、,每个放样点只需要停留24 s,其精度和效率是常规测量所无法比拟的;4)应用范围广,可以涵盖公路测量(包括平、纵、横) ,施工放样,监理,竣工测量,养护测量, GIS前端数据采集诸多方面;5)如辅助相应的软件, RTK可与全站仪联合作业,充分发挥RTK与全站仪各自的优势。3 结论综上所述,虽然GPS测量技术在公路工程测量中的应用使传统的公路工程测量技术有了突飞猛进的发展,但二者相比,常规测量方法还存在以下的缺陷:1)规范对附合导线长、闭合导线长及结点导线间长度等有严格规定。由于公路测量的作业面是一狭长带状,这样,导线长度很难达到规范要求,往往会出现超规范作业。2)搜集到的用于路线测量控制的起算

22、点间一般很难保证为同一测量系统,往往国测、军测、城市控制点混杂一起,这就存在系统间的兼容性问题,如果用不兼容的起算点,势必影响测量质量。3)国家大地点破坏严重影响测量作业。由于国家基础控制点,大多为20世纪50、60年代完成,有些点由于经济建设的需要已被破坏,有些点则由于人们缺乏知识遭人为破坏。因此往往不易找到导线的联测点。这样路线控制测量的质量得不到保证。4)地面通视困难往往影响常规测量的实施。由于通视的条件的限制,在大范围密林、密灌及青纱帐地区,根本无法实施常规控制测量。相比较, GPS测量技术在公路工程测量上具有较大的优势和发展前景:1) GPS作业有着极高的精度。它的作业不受环境和距离

23、限制,非常适合于地形条件困难地区、局部重点工程地区等。2) GPS测量可以大大提高工作及成果质量。它不受人为因素的影响,整个作业过程全由微电子技术、计算机技术控制,自动记录、自动数据预处理、自动平差计算。3) GPS RTK技术将彻底改变公路测量模式。RTK能实时地获得所在位置的空间三维坐标。这种技术非常适合路线、桥、隧道勘察,它可以直接进行实地实时放样、点位测量等。4) GPS测量可以极大地降低劳动作业强度,减少野外砍伐工作量,提高作业效率。5) GPS高精度高程测量同高精度的平面测量一样,是GPS测量应用的重要领域。特别是在当前高等级公路逐渐向山岭重丘区发展的形势下,往往由于这些地区地形条

24、件的限制,实施常规水准测量有困难时, GPS高程测量无疑是一种有效的手段。GPS在公路工程测量中的应用,对高等级公路的勘测手段和作业方法产生了革命性的变革,极大地提高了勘测精度和勘测效率,特别是实时动态(RTK)定位技术将在公路勘测、施工和后期养护、管理方面有着广阔的应用前景。参 考 文 献 1 张正禄1工程测量学的发展现状和趋势 J 1武汉测绘科技大学学报, 1999, (增刊) 1 2 许国祯1GPS最新态势及嵌入式GPS/ INS系统 J 1卫星应用,1997, (3) : 38441 3 周良,刘经南,张全德. 2000年前后GPS进展状况 J 1地理信息世界, 1998, (3) :

25、 23271Real - time kinematic 什么是RTK技术 常规的GPS测量方法，如静态、快速静态、动态测量都需要事后进行解算才能获得厘米级的精度，而RTK是能够在野外实时得到厘米级定位精度的测量方法，它采用了载波相位动态实时差分（Real - time kinematic）方法，是GPS应用的重大里程碑，它的出现为工程放样、地形测图，各种控制测量带来了新曙光，极大地提高了外业作业效率。高精度的GPS测量必须采用载波相位观测值，RTK定位技术就是基于载波相位观测值的实时动态定位技术，它能够实时地提供测站点在指定坐标系中的三维定位结果，并达到厘米级精度。在RTK作业模式下，基准站通

26、过数据链将其观测值和测站坐标信息一起传送给流动站。流动站不仅通过数据链接收来自基准站的数据，还要采集GPS观测数据，并在系统内组成差分观测值进行实时处理，同时给出厘米级定位结果，历时不到一秒钟。流动站可处于静止状态，也可处于运动状态；可在固定点上先进行初始化后再进入动态作业，也可在动态条件下直接开机，并在动态环境下完成周模糊度的搜索求解。在整周末知数解固定后，即可进行每个历元的实时处理，只要能保持四颗以上卫星相位观测值的跟踪和必要的几何图形，则流动站可随时给出厘米级定位结果。RTK技术的关键在于数据处理技术和数据传输技术，RTK定位时要求基准站接收机实时地把观测数据（伪距观测值，相位观测值）及

27、已知数据传输给流动站接收机，数据量比较大，一般都要求9600的波特率，这在无线电上不难实现。 GPS接收机如何分类GPS卫星发送的导航定位信号，是一种可供无数用户共享的信息资源。对于陆地、海洋和空间的广大用户，只要用户拥有能够接收、跟踪、变换和测量GPS信号的接收设备，即GPS信号接收机。可以在任何时候用GPS信号进行导航定位测量。根据使用目的的不同， 用户要求的GPS信号接收机也各有差异。目前世界上已有几十家工厂生产GPS接收机， 产品也有几百种。这些产品可以按照原理、用途、功能等来分类。按接收机的用途分类导航型接收机 此类型接收机主要用于运动载体的导航，它可以实时给出载体的位置和速度。这类

28、接收机 一般采用C/A码伪距测量，单点实时定位精度较低，一般为±25mm，有SA影响时为±100mm。 这类接收机价格便宜，应用广泛。根据应用领域的不同，此类接收机还可以进一步分为：车载型-用于车辆导航定位； 航海型-用于船舶导航定位； 航空型-用于飞机导航定位。由于飞机运行速度快，因此，在航空上用的接收机要求能适应高速运动。星载型-用于卫星的导航定位。由于卫星的速度高达7km/s以上，因此对接收机的要求更高。测地型接收机测地型接收机主要用于精密大地测量和精密工程测量。定位精度高。仪器结构复杂，价格较贵。授时型接收机 这类接收机主要利用GPS卫星提供的高精度时间标准进行授时

29、，常用于天文台及无线电通讯中时间同步。按接收机的载波频率分类单频接收机 单频接收机只能接收L1载波信号，测定载波相位观测值进行定位。由于不能有效消除 电离层延迟影响，单频接收机只适用于短基线（<15km）的精密定位。双频接收机 双频接收机可以同时接收L1，L2载波信号。利用双频对电离层延迟的不一样，可以消除电离层对电磁波信号的延迟的影响，因此双频接收机可用于长达几千公里的精密定位。按接收机通道数分类GPS接收机能同时接收多颗GPS卫星的信号，为了分离接收到的不同卫星的信号，以实现对卫星信号的跟踪、处理和量测，具有这样功能的器件称为天线信号通道。根据接收机所具有的通道种类可分为：多通道接收

30、机 序贯通道接收机 多路多用通道接收机按接收机工作原理分类码相关型接收机 码相关型接收机是利用码相关技术得到伪距观测值。平方型接收机 平方型接收机是利用载波信号的平方技术去掉调制信号,来恢复完整的载波信号 通过相位计测定接收机内产生的载波信号与接收到的载波信号之间的相位差，测定伪距观测值。混合型接收机 这种仪器是综合上述两种接收机的优点，既可以得到码相位伪距，也可以得到载波相位观测值。干涉型接收机 这种接收机是将GPS卫星作为射电源，采用干涉测量方法，测定两个测站间距离。RTK技术如何应用1各种控制测量 传统的大地测量、工程控制测量采用三角网、导线网方法来施测，不仅费工费时，要求点间通视，而且

31、精度分布不均匀，且在外业不知精度如何，采用常规的GPS静态测量、快速静态、伪动态方法，在外业测设过程中不能实时知道定位精度，如果测设完成后，回到内业处理后发现精度不合要求，还必须返测，而采用RTK来进行控制测量，能够实时知道定位精度，如果点位精度要求满足了，用户就可以停止观测了，而且知道观测质量如何，这样可以大大提高作业效率。如果把RTK用于公路控制测量、电子线路控制测量、水利工程控制测量、大地测量、则不仅可以大大减少人力强度、节省费用，而且大大提高工作效率，测一个控制点在几分钟甚至于几秒钟内就可完成。2地形测图 过去测地形图时一般首先要在测区建立图根控制点，然后在图根控制点上架上全站仪或经纬

32、仪配合小平板测图，现在发展到外业用全站仪和电子手簿配合地物编码，利用大比例尺测图软件来进行测图，甚至于发展到最近的外业电子平板测图等等，都要求在测站上测四周的地形地貌等碎部点，这些碎部点都与测站通视，而且一般要求至少2-3人操作，需要在拼图时一旦精度不合要求还得到外业去返测，现在采用RTK时，仅需一人背着仪器在要测的地形地貌碎部点呆上一二秒种，并同时输入特征编码，通过手簿可以实时知道点位精度，把一个区域测完后回到室内，由专业的软件接口就可以输出所要求的地形图，这样用RTK仅需一人操作，不要求点间通视，大大提高了工作效率，采用RTK配合电子手簿可以测设各种地形图，如普通测图、铁路线路带状地形图的

33、测设，公路管线地形图的测设，配合测深仪可以用于测水库地形图，航海海洋测图等等。3放样程放样是测量一个应用分支，它要求通过一定方法采用一定仪器把人为设计好的点位在实地给标定出来，过去采用常规的放样方法很多，如经纬仪交会放样，全站仪的边角放样等等，一般要放样出一个设计点位时，往往需要来回移动目标，而且要2-3人操作，同时在放样过程中还要求点间通视情况良好，在生产应用上效率不是很高，有时放样中遇到困难的情况会借助于很多方法才能放样，如果采用RTK技术放样时，仅需把设计好的点位坐标输入到电子手簿中，背着GPS接收机，它会提醒你走到要放样点的位置，既迅速又方便，由于GPS是通过坐标来直接放样的，而且精度

34、很高也很均匀，因而在外业放样中效率会大大提高，且只需一个人操作。RTK（Real Time Kinematic）实时动态测量技术，是以载波相位观测为根据的实时差分GPS（RTDGPS）技术，它是测量技术发展里程中的一个突破，它由基准站接收机、数据链、 流动站接收机三部分组成。在基准站上安置1台接收机为参考站， 对卫星进行连续观测，并将其观测数据和测站信息，通过无线电传输设备，实时地发送给流动站，流动站GPS接收机在接收GPS卫星信号的同时，通过无线接收设备，接收基准站传输的数据，然后根据相对定位的原理，实时解算出流动站的三维坐标及其精度（即基准站和流动站坐标差X、Y、H，加上基准坐标得到的每个

35、点的WGS84坐标，通过坐标转换参数得出流动站每个点的平面坐标X、Y和海拔高H）。二、无验潮水深测量的基础（基本原理）如图A所示，h为测深仪探头吃水线到GPS天线的高度，Z0为设定吃水，Z为测得的水深度。Zm为绘图水深，H为RTK测得的高程。则：水深水位=H+h Z m =Z-水位=Z-(H+h) （1）当水面由于潮水或者波浪升高时，H增大，相应地Z也增加相同的值，根据（1）式，Zm将不变。因此从理论上讲，RTK无验潮测深将消除波浪和潮位的影响，是一种理想的水上测量方法。三、水深测量的基本作业步骤水深测量的作业系统主要由GPS接收机、数字化测深仪、数据通信链和便携式机及相关软件等组成。测量作业

36、分三布来进行，即测前的准备、外业的数据采集测量作业和数据的后处理形成成果输出。1、测前的准备1.1求转换参数(1)将GPS基准站架设在已知点A上，设置好坐标系、投影参数、差分电文数据格式、发射间隔及最大卫星使用数，关闭转换参数和七参数，输入基准站坐标（该点的单点84坐标）后设置为基准站。（2）将GPS移动站架设在已知点B上，设置好参考坐标系、投影参数、差分电文数据格式、接收间隔，关闭转换参数和七参数后，求得该点的固定解（84坐标）。（3）通过A、B两点的84坐标及当地坐标，求得转换参数。1.2建立任务，设置好坐标系、投影、一级变换及图定义。1.3作计划线。如果已经有了测量断面就要重新布设，但可

37、以根据需要进行加密。2、外业的数据采集（1）架设基准站在求转换参数时架设的基准点上，且坐标不变。（2）将GPS接收机、数字化测深仪和便携机等连接好后，打开电源。设置好记录设置、定位仪和测深仪接口、接受机数据格式、测深仪配置、天线偏差改正及延迟校正后，就可以进行测量工作了。3、数据的后处理数据后处理是指利用相应配套的数据处理软件对测量数据进行后期处理，形成所需要的测量成果水深图及其统计报告等，所有测量成果可以通过打印机或绘图机输出。四、影响水深测量精度的几种因素及相应对策在实际的使用无验潮方式进行水深测量时，测量结果精度会由于船体的摇摆、采样速率、同步时差及RTK高程的可靠性等因素造成的误差的影

38、响，这些误差远远大于RTK定位误差，从而成为无验潮方式水深测量精度提高的瓶颈因素。4.1船体摇摆姿态的修正船的姿态可用电磁式姿态仪进行修正，修正包括位置的修正和高程的修正。姿态仪可输出船的航向、横摆、纵摆等参数，通过专用的的测量软件接入进行修正。4.2采样速率和延迟造成的误差GPS定位输出的更新率将直接影响到瞬时采集的精度和密度，现在大多数RTK GPS都可以最高输出率达20HZ，而测深仪的输出速度各种品牌差别很大，数据输出的延迟也各不相同。因此，定位数据的定位时刻和水深数据的测量时刻的时间差造成定位延迟。对于这项误差可以在延迟校正中加以修正，修正量可在斜坡上往返测量结果计算得到，也可以采用以

39、往的经验数据。4.3 RTK高程可靠性的问题RTK高程用于测量水深，其可信度问题是倍受关注的问题。在作业之前可以把使用RTK测量的水位与人工观测的水位进行比较，判断起可靠性，实践证明RTK高程是可靠的。为了确保作业无误，可从采集的数据中提取高程信息绘制水位曲线（由专用软件自动完成）。根据曲线的圆滑程度来分析RTK高程有没有产生个别跳点，然后使用圆滑修正的方法来改善个别错误的点。五、作业时应该注意的若干 5.1有关基准站的问题（1）因为RTK技术的关键在于数据处理技术和数据传输技术，RTK定位时要求基准站接收机实时地把观测数据（伪距观测值，相位观测值）及已知数据传输给流动站接收机。所以：a.电台

40、天线要尽量高。如果距离教远，则要使用高增益天线；否则将到作业距离。b.电源电量要充足，否则也将影响到作业距离。（2）设站时要限制最大卫星使用数，一般为8颗。如果太多，则影响作业距离；太少，则影响RTK初始化。（3）如果不是使用七参数，则在设置基准站时要使Transform To WGS84（转换到WGS84坐标系）处于off（关闭）状态。（4）如果使用七参数，则X、Y、Z都小于±100较好，否则重求。（5）在求转换参数前，要使参数转换和七参数关闭。（6）在RTK作业模式下，基准站通过数据链将其观测值和测站坐标信息一起传送给流动站。流动站不仅通过数据链接收来自基准站的数据，还要采集GP

41、S观测数据，并在系统内组成差分观测值进行实时处理，同时给出厘米级定位结果，历时不到一秒钟。基准站和移动站必须要保持四颗以上相同卫星相位观测值的跟踪和必要的几何图形，则流动站可随时给出厘米级定位结果；所以有时偶尔RTK没有固定解也是很正常的。5.2有关流动站的问题（1）解的模式要使用RTK Extrap（外推）模式。（2）数据链接受间隔要与基准站设置的发射间隔一致，都要为1。（3）如果使用海洋测量软件导航、定位，则：a. 记录限制要为RTK固定解。b. 高程改正要在天线高里去改正。（4）差分天线要尽可能的高。5.3有关求转换参数的问题已知两点在测程及测区内要尽量远。同时，这两点不能在同一条经线或同一条纬线上。热心网友首先要在原理上搞清其是怎么回事，然后在按照操作步骤练，慢慢的体会RTK由两部分组成：基准站部分和移动站部分。其操作步骤是先启动基准站，后进行移动站操做。 一基准站部分 1架好脚架于已知点上，对中整平（如架在未知点上，则大致整平即可）。 2接好电源线和发射天线电缆。注意电源的正负极正确（红正黑负）。 3打开主机和电台，主机开始自动初始化和搜索卫星，当卫星数和卫星质量达到要求后（大约