GPS技术与RTK的应用

1、 GPS技术概要与RTK的应用4 4 一、一、GPS技术概要技术概要4 二、二、GPS技术发展技术发展4 三、三、GPS测地应用测地应用 4 四、四、 RTK技术的应用技术的应用4 五五 、RTK购机建议4 六、 GPS RTK应用前景 2001.02.25一、GPS技术概要1.1 GPS技术使测地工作发生重大变革 采数手段的变革采数手段的变革 电子式（电子式（GPS接收机接收机.） 光机电式（全站仪光机电式（全站仪） 光机式（经纬仪光机式（经纬仪.） 机械式（钢尺机械式（钢尺.） 一、GPS技术概要1.1 GPS技术使测地工作发生重大变革 作业方式的变革作业方式的变革 手工式操作（观测、记录

2、、计算）手工式操作（观测、记录、计算） 自动自动 化程度高化程度高 一、GPS技术概要1.1 GPS技术使测地工作发生重大变革 对环境的适应力强对环境的适应力强 全天侯作业（昼、夜、阴、晴、雨、雾、雪）全天侯作业（昼、夜、阴、晴、雨、雾、雪） 全空域（全球、地面、水上、空间）全空域（全球、地面、水上、空间） 只要求对空可见，无须横向通视只要求对空可见，无须横向通视 一、GPS技术概要1.1 GPS技术使测地工作发生重大变革 高精度、高速度、实时性、适用性高精度、高速度、实时性、适用性 亚毫米级精度亚毫米级精度大坝形变观测，大坝形变观测，. 动态采数测量动态采数测量车载、船载、机载车载、船载、机

3、载. 实时定位实时定位施工放样施工放样. 适用性广泛适用性广泛控制测量、碎部测量、控制测量、碎部测量、. 一、GPS技术概要1.2 时间同步是GPS的核心概念空间距离后方交会空间距离后方交会 GPSGPS定位的基本原理是定位的基本原理是1= dx12+dy12+dz1212= dx22+dy22+dz223= dx32+dy32+dz3223一、GPS技术概要1.2 时间同步是GPS的核心概念 GPSGPS测量是测量是以精密测时以精密测时 来实现精密测距来实现精密测距 = t c载波相位测距方式载波相位测距方式码相位测距方式码相位测距方式一、GPS技术概要1.2 时间同步是GPS的核心概念 时

4、间同步是GPS定位测量的先决条件定位测量的先决条件单点定位至少同步三颗卫星单点定位至少同步三颗卫星相对定位至少同步四颗卫星相对定位至少同步四颗卫星一、GPS技术概要 求解整周模糊度的途径之一是求解整周模糊度的途径之一是 1.3 求解载波相位整周模糊度（求解载波相位整周模糊度（N）是）是GPS测地应用的技术关键测地应用的技术关键作业方法作业方法静态模式静态模式观测时间长，将观测时间长，将N作为未知数求解作为未知数求解伪静态模式伪静态模式重复设站观测，企图提高效率重复设站观测，企图提高效率动态准动态模式动态准动态模式初始化观测，以已知基线反求初始化观测，以已知基线反求N快速静态模式快速静态模式引用

5、新的算法引用新的算法一、GPS技术概要 求解整周模糊度的途径之二是求解整周模糊度的途径之二是 1.3 求解载波相位整周模糊度（N）是GPS测地应用的技术关键研究新算法研究新算法经典算法经典算法将将N作为未知数列入方程组求解，静作为未知数列入方程组求解，静 态作业模式态作业模式快速整周模糊度逼近算法快速整周模糊度逼近算法快速静态作业模式快速静态作业模式OTF算法算法用于用于RTK作业模式作业模式二、GPS技术发展趋势42.1 国际多极化政治促使多星座系统的出现4 GPS系统美国为军事目的而研制的全美国为军事目的而研制的全球定位系统，正在运转。球定位系统，正在运转。4 GLONASS系统前苏联研制

6、的全球定位前苏联研制的全球定位系统，在轨卫星尚未到位。系统，在轨卫星尚未到位。4 NAVSAT系统欧洲空间局正筹建的民欧洲空间局正筹建的民用导航系统。用导航系统。4 INMARSAT系统国际移动卫星组织筹国际移动卫星组织筹建的民间航运通信导航系统。建的民间航运通信导航系统。4 GNSS系统国际民航组织拟建的系统。国际民航组织拟建的系统。4 我国在建的同步双星定位系统。我国在建的同步双星定位系统。二、GPS技术发展趋势42.2 多星座系统综合应用是全球定位发展的趋向多星座系统综合应用是全球定位发展的趋向4 多星座系统将提供多种信号资源。多星座系统将提供多种信号资源。 4 可用卫星增多，提高了定位

7、的精度、可用卫星增多，提高了定位的精度、可靠性、可用性。可靠性、可用性。4 Ashtech公司的公司的GG接收机产品系列开接收机产品系列开创了多星座应用的先河创了多星座应用的先河。 二、GPS技术发展趋势42.3 SA/AS政策促进广域差分系统的发展政策促进广域差分系统的发展4 SA政策政策降低降低C/A码定位精度，限制民码定位精度，限制民用用。 4 AS政策政策对对P码的进一步加密。码的进一步加密。4 差分差分GPS抵御抵御SA政策而提出的措施。政策而提出的措施。使单点定位提高到米级使单点定位提高到米级/亚米级精度。亚米级精度。4 广域差分广域差分GPS令米级令米级/亚米级单点定位亚米级单点

8、定位精度的应用领域拓展到全球范围。精度的应用领域拓展到全球范围。二、GPS技术发展趋势42.4 美国美国GPS政策的调整政策的调整4 已于已于2000.5.1宣布撤消宣布撤消SA政策。政策。 4 将在将在L2频道上加载频道上加载C/A码，削减电离层影响。码，削减电离层影响。4 将增设将增设L5频道，播送广域差分信息。频道，播送广域差分信息。4 保持在轨卫星至少保持在轨卫星至少26颗。颗。4 提出应用模块与开放系统的接收机标准化、提出应用模块与开放系统的接收机标准化、通用化产品概念。通用化产品概念。三、GPS测地应用43.1 GPS应用在不断拓宽应用在不断拓宽 大地控制测量大地控制测量静态作业模

9、式静态作业模式 地壳形变监测地壳形变监测连接跟踪观测连接跟踪观测 建建(构构)筑物变形观测筑物变形观测连续跟踪观测连续跟踪观测 工程控制测量工程控制测量静态、快速静态静态、快速静态 水下地形测量水下地形测量差分（DGPS）技术 地形碎部测量地形碎部测量RTK技术技术 工程施工放样工程施工放样RTK技术 GIS数据采集数据采集动态模式、动态模式、RTK技术、技术、DGPS三、GPS测地应用43.2 GPS应用中的若干问题 GPS观测条件观测条件观测参数、环境条件观测参数、环境条件 GPS同步观测的成果是基线向量同步观测的成果是基线向量 X、 Y、 Z 基线质量与可靠性基线质量与可靠性固定解、闭合

10、差检核固定解、闭合差检核 已知点的配置已知点的配置约束平差，使用精度约束平差，使用精度 高程拟合高程拟合方法；已知点的分布、数量、精度方法；已知点的分布、数量、精度 GPS网的质量网的质量基线质量、多余量及分布基线质量、多余量及分布 自由网平差自由网平差保持保持GPS观测的原本精度观测的原本精度4 4.1 RTK精度、效率、实时性的结合精度、效率、实时性的结合4 静态模式静态模式高精度、效率低、不实时高精度、效率低、不实时4 快速静态快速静态中高精度、效率有提高、不实时中高精度、效率有提高、不实时4 后处理动态后处理动态中精度、中效率、不实时中精度、中效率、不实时4 实时动态实时动态RTK中精

11、度、效率高、实时性好中精度、效率高、实时性好4 四、四、 RTKRTK技术的应用技术的应用 44.2 RTK技术要点技术要点4 引入数据链电台数据链电台实时性实时性4 采用 OTF 算法算法提高效率效率4 使用电子手簿电子手簿提供介面介面4 配套手簿软件手簿软件增强能力能力四、四、 RTKRTK技术的应用技术的应用44.3 RTK的作业原理的作业原理GPS主机发射电台电台发射天线基准站基准站GPS天线GPS天线电台接收天线电子手簿接收电台GPS主机流动站流动站四、四、 RTKRTK技术的应用技术的应用4.4 RTK基准站基准站四、四、 RTKRTK技术的应用技术的应用4.5 流动站操作流动站操

12、作 四、四、 RTKRTK技术的应用技术的应用最新推出最新推出 ZXtreme主机主机ZXtreme主机连在测杆上主机连在测杆上GEO IV 天线天线 IP 7级防水级防水 2米米 抗侧摔抗侧摔 按海测要求设计按海测要求设计41212通道，双频双通道，双频双P P码码4静态精度：静态精度：5mm+1ppm5mm+1ppm4RTK RTK 精度：精度：1cm+2ppm1cm+2ppm4内置锂电池内置锂电池 4.5Ah 4.5Ah 可用可用 1010小时小时4内置可拔插的内置可拔插的 20兆兆 PCMCIA卡卡4内置无线内置无线 MODEM4设置设置RTK基准站无须电子手簿基准站无须电子手簿4大多

13、情况大多情况1-5秒可达秒可达99.9%固定解固定解4.6 ZXtreme系列系列RTK接收机的技术特点接收机的技术特点44.7 Z跟踪专利技术跟踪专利技术全波长解出全波长解出L1L1和和L2L2上双上双P P码码, , 信噪比，信噪比， 比比同类产品提高了同类产品提高了 13db(13db(分贝分贝),),增强了抗干扰增强了抗干扰能力能力. .高灵敏度高灵敏度4林区作业能力林区作业能力4.8 抗干扰、抗多路径效应性能好抗干扰、抗多路径效应性能好4 边缘相关技术边缘相关技术4 优于选通相关技术和窄相关技术优于选通相关技术和窄相关技术4 抗电磁干扰抗电磁干扰4 通过联邦无委会通过联邦无委会B级级

14、 街区作业街区作业 能力能力4.9 功能强大的功能强大的RTK作业软件作业软件 大屏幕掌上电脑大屏幕掌上电脑电子手簿（之一）电子手簿（之一） 支持支持 WINDOWS CE 操作系统操作系统4 4 RTK采数测量采数测量4用于碎部测量用于碎部测量地形测图，地籍界址点测量。地形测图，地籍界址点测量。4断面测量断面测量纵、横断测量，地质剖面测量，河床断纵、横断测量，地质剖面测量，河床断面测量面测量4GIS数据采集数据采集4可按设定的可按设定的 时间间隔时间间隔 自动控制连续采数自动控制连续采数4可按设定的可按设定的 间距间距 自动控制连续采数自动控制连续采数4可按设定精度自动控制连续采数可按设定精

15、度自动控制连续采数4人工控制精度离散采数人工控制精度离散采数 采数测量采数测量按设计坐标放样按设计坐标放样4将公路路线逐桩坐标由将公路路线逐桩坐标由PC机上装到电子机上装到电子手簿手簿4按点号逐点（或按任意顺序）放样，同按点号逐点（或按任意顺序）放样，同时记录实地点位坐标和桩号时记录实地点位坐标和桩号4实时解算导向数据并提供图示引导测杆实时解算导向数据并提供图示引导测杆就位就位4可以通过辅助计算随时加桩可以通过辅助计算随时加桩直曲线单独放线直曲线单独放线4可单独分别做直线、缓和曲线、圆曲线可单独分别做直线、缓和曲线、圆曲线放线放线4在直、曲线之间衔接点（在直、曲线之间衔接点（ZH、HY、YH、

16、HZ）里程自动衔接）里程自动衔接4可随时加桩和测设左右偏距可随时加桩和测设左右偏距4适用一般线路测设适用一般线路测设 按桩号自由放线按桩号自由放线 -线路放线最佳选择线路放线最佳选择4全路（分）段按路线平面线形直全路（分）段按路线平面线形直缓缓圆圆缓缓直几何要素顺序输入（或由直几何要素顺序输入（或由PC机上装）电机上装）电子手簿子手簿4提供起点桩号和坐标生成点表提供起点桩号和坐标生成点表4按任意顺序或跳点离散方式放线按任意顺序或跳点离散方式放线4可随时加桩和测设左右偏距可随时加桩和测设左右偏距4同时记录实地桩位坐标和高程同时记录实地桩位坐标和高程4数字与图示引导测杆就位数字与图示引导测杆就位

17、线路平纵横综合放线线路平纵横综合放线施工放样优选施工放样优选4输入路线平面直、曲线（定线）几何要素输入路线平面直、曲线（定线）几何要素4输入路线纵向直线坡段与竖曲线（拉坡）几何输入路线纵向直线坡段与竖曲线（拉坡）几何要素要素4建立横断设计模板建立横断设计模板4横断套模（戴帽）设计数据输入横断套模（戴帽）设计数据输入4加宽、超高设计数据输入加宽、超高设计数据输入4生成路线（路段）综合放样点表生成路线（路段）综合放样点表4可做平纵横综合放样可做平纵横综合放样 放中桩同时完成中桩抄平放中桩同时完成中桩抄平断面测量断面测量 放中桩、边桩、边坡、边沟综放中桩、边桩、边坡、边沟综 合放样合放样 人工构造物

18、放样人工构造物放样 建筑物放样建筑物放样 4.10 选星计划选星计划可设置遮挡条件可设置遮挡条件 数据传输数据传输PCMCIA卡、电缆联机两种方式卡、电缆联机两种方式 基线解算基线解算自动、手工处理自动、手工处理 网平差网平差按自由网、约束平差；结果分析按自由网、约束平差；结果分析 报表生成报表生成用户选择内容和格式用户选择内容和格式 连续动态轨迹处理连续动态轨迹处理 图数同屏显示，介面友好、简捷图数同屏显示，介面友好、简捷 4.11 RTK 测量绘图软件测量绘图软件 数据上装下载数据上装下载 数据格式转换数据格式转换 绘制地形图绘制地形图点点 符符 号号 样样 式式地形图地形图 (平面坐标平

19、面坐标)五、五、RTK购机建议购机建议 1. GPS主机主机 足够的精度、工作可靠；足够的精度、工作可靠； 抗干扰能力强、环境适应性好；抗干扰能力强、环境适应性好； 体积小、重量轻、易操作；体积小、重量轻、易操作； 功耗低、电池通用性好。功耗低、电池通用性好。 2. .数据链电台数据链电台 工作可靠；工作可靠； 有足够的作用半径。有足够的作用半径。 3。软软件件功功能能强强大大 采采数数测测 量量 按按坐坐标标放放样样 按按几几何何要要素素（自自动动计计算算坐坐标标）放放样样 工工程程实实用用辅辅助助计计算算 放放样样导导向向 4。有有良良好好的的售售后后服服务务和和技技术术支支持持六、六、G