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    淺談RTK技術在小水利工程中的應用

    2014-03-09 16:14:32 來源:  作者:
    聊聊

      一認識幾個基本概念
      我們知道,GPS的定位原理就是利用空間分布的衛星(21顆工作衛星+3顆備用衛星)以及衛星與地面點的距離交會得出地面點的位置,亦即空間的距離交會原理。其定位方法按照參考點的位置不同可分為絕對定位和相對定位。
      GPS絕對定位又叫單點定位,即以GPS衛星和用戶接收機天線在WGS-84坐標系中相對于坐標原點(地球質心)的絕對位置。根據用戶接收機天線所處的狀態不同,分為靜態絕對定位和動態絕對定位。靜態絕對定位的精度為米級,主要用于大地測量;而動態絕對定位的精度為1040m,只能用于一般性的導航定位中。
      GPS相對定位是用兩臺GPS分別安置在基線的兩端,同步觀測相同的衛星,通過兩測站同步采集GPS數據,經過數據處理以確定基線兩端點的相對位置(或基線向量)。根據定位過程中接收機天線所處的狀態不同,GPS相對定位分為靜態相對定位和動態相對定位。靜態相對定位也就是我們常說的GPS靜態測量,它是通過接收機長時間連續觀測獲得充分的多余觀測數據,解算基線向量,求得控制點的坐標值。(解算過程很復雜,一般用軟件才能進行。這里就不寫了。)動態相對定位也稱為差分GPS定位,按照提供修正數據的基準站的數量不同,可分為單基準站差分和多基準站差分,單基準站差分根據基準站所發送的修正數據的類型不同又分為位置差分、偽距差分、載波相位差分。載波相位差分又稱RTK技術,通過對兩測站的載波相位觀測值進行實時處理,可以實時提供厘米級精度的三維坐標。(處理過程很復雜,一般用機內軟件自動進行。這里就不寫了。)
      二對RTK技術的認識
      載波相位差分的基本原理是:由基準站通過數據鏈實時地將其載波相位觀測量及基準站坐標信息一同發送到用戶站(移動站),并與用戶站(移動站)的載波相位觀測量進行差分處理,實時地給出用戶站(移動站)的精確坐標。
      與RTK定位有關的誤差:
      ①與無線數據鏈有關的誤差
      由于實施動態差分GPS定位技術的便攜電臺多為直接傳輸超高頻(UHF)電臺,在傳輸信道內部噪聲及其造成的符號間干擾,不可避免地會產生錯差,使得RTK流動接收機接收誤碼的信息,影響RTK定位結果的正確性。這類誤差可歸納為:1)差分信息調制誤差;2)差分信息調解誤差;3)外界環境干擾影響。以上因素可通過選擇或調整調制解調器相關參數,將誤碼率控制在最小范圍之內,甚至可將誤差控制在10-9數量級。
      ②與流動站及其觀測作業有關的誤差
      RTK動態作業時載體瞬時姿態改正精度是一項重要的誤差來源。進行動態觀測作業時,在待定點P上無法實時確定天線動態瞬時姿態,
      如圖所示,地面坡度或天線對中桿傾斜姿態角使P點鉛垂方向A偏移B,即引起平面和高程誤差,如果姿態改正分別為△P和△h,很小時,可按下圖例出兩項誤差改正模型:

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