通信论文GPS测量方向论文范文二

　　本文选自国家级期刊《中国新通信》，《中国新通信》杂志是由中国科学技术协会主管，中国电子学会主办，《中国数据通信》杂志社编辑出版的集权威性、实用性、技术性、普及性于一体的数据通信专业技术刊物。技术版为月刊。覆盖范围：电信、电子、邮政、金融、交通、石油、电力、广电、教育、铁路、医疗、部队等相关数据通信领域的部门与系统。读者对象：从事数据通信的技术管理干部、工程技术人员、市场与业务的开发者、数据通信的大用户和有关专业的大专院校师生等。本刊曾用刊名：中国数据通讯网络;中国数据通信。
　　摘要：本文对GPS-RTK技术略作阐述，并对在GPS-RTK双基站测量的作业方法进行论述的基础上，对测量过程中的相关技术要求作出了较为详细的分析，最后对定位误差以及测区坐标参数转换的问题进行论述。

　　关键词：GPS-RTK,原理,双基站

　　一、GPS-RTK定位技术工作原理

　　GPS-RTK测量系统是GPS测量技术与数据传输相结合而构成的组合系统，是以载波相位观测量为根据的实时差分GPS测量技术，它能够实时地提供观测站点在指定坐标系中的3维坐标定位成果，并能达到厘米级的精度，它是GPS测量技术发展的一个新突破，在测绘、交通、能源、城市建设等领域有着广阔的应用前景。相对传统的静态定位与快速静态定位等定位测量模式，需要较长时间观测和数据处理滞后，其测量定位效率大大提高。

　　实时动态定位（RTK）系统由基准站、流动站和数据链组成，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，安置一台接收机在接收机作为参考站，对卫星进行连续观测，流动站上的接收机在接收卫星信号的同时，通过电台传输设备或网络传输接收基准站上的观测数据，流动站上的计算机（手簿）根据相对定位的原理实时计算显示出流动站的3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。

　　RTK实时动态定位测量模式，在工程中的应用可以覆盖公路斟测、施工放样、监理和GIS前端数据采集、地形测绘、地籍测量、水下地形测绘等。我单位测绘作业中全面采用了RTK技术，在地形图测绘、水下地形测绘、水上勘探点放样、中桩测量、横断面测量、纵断面地面线测量等工作都采用了RTK作业，测量1～2s，精度就可以达到1～3cm,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。

　　二、RTK双基站

　　RTK定位技术是一种将数据通信技术与GPS技术相结合额的一种载波相位实时动态差分定位技术。该技术可以提供测量站点在设定坐标系当中的三维定位结果，其测量精度能够达到厘米级别。在该种作业模式之下，基准站利用生数据链将测量站的坐标信息以及观测值一起传送给流动观测站。而流动站则在接收这些信息的同时，还要及时的采集GPS获得的观测数据，同时在各个系统内形成差分观测值，通过实时处理后得到定位结果。

　　当前，在测绘作业的过程中，采用的一个主要测量手段就是进行GPS静态定位，而RTK定位技术则主要是进行工程放样以及图根的控制测量。而随着双基站、多基站测量技术的发展，区域首级控制测量等问题得到了有效的解决。但是，由于RTK测量网络的建设周期较长，且投资成本较高。而利用双基站RTK技术来对一、二级平面以及五等水准高程控制测量，则在不明显增加投资成本的同时，可以显著的提高测量的精度，是一种测绘过程中可以大量推广的测量技术。在这里，所谓的双基站就是指在一个区域当中同时设置两个基准站，或者是将一个基准站分别两次设置在不同的地方。

　　三、GPS—RTK双基站作业方法

　　采用GPS-RTK双基站对一、二级平面和五等水准高程控制测量的方法主要有这样几种：其一，在待测区域选定一个满足无线电信号和GPS信号接收条件的地方，在该处同时架设两个基准站，而流动站则在待测区域内同时接收来至这两个个基准站的信号，对未知点或者是已知点进行二次观测；其二，在待测区域选定一个满足无线电信号以及GPS信号接收的地点，然后设置一个基准站，对未知点和已知点进行二次观测，之后再将该基站设置在另一个地方，对未知点和已知点进行二次测量。当所有的野外数据采集工作完成之后就可以进行室内数据的处理环节，该项工作主要是利用差分方法进行数据处理，并进行WGS-84坐标系与1954年北京坐标系、1980西安坐标系或者各个地方的独立坐标系之间的转换工作。最后，将获得的两组数据成果进行平均取值，得到最后的定位结果。或者是将两个基站设置不同位置时获得的四组数据进行处理，得到最终的结果。

　　四、相关的技术要求

　　1.基准站点位置以及观测技术要求

　　具体的要求主要包括下面这样几个方面：

　　其一，采用GPS-RTK测量技术时，基准站的设置位置最好在等级控制之上，当然也可以临时的选择在待测区域中心地点的某个固定点之上；

　　其二，当用无线电进行数据传输时，测量基站最好选择在待测区域相对较高的位置；

　　其三，当利用GPS进行数据传输时，测量基站最好选择在待测区域内设置有移动信号接收装置的位置；

　　其四，当选择作为参数转换的参考点的控制点时，最好将位置选择在那些地基不容易发生沉降的建筑物或者是山丘之上。

　　其五，所有的测量技术都应该符合CJJ73-97以及GB/T18314—2001中的相关要求。

　　2.GPS-RTK具体的测量技术要求

　　GPS-RTK测量的平面与高程的相关技术要求如下表1所示，在进行具体的操作过程中，都应该在该前提下进行。

　　五、GPS—RTK双基站在一、二级控制测量中面对的主要问题

　　1.定位误差的问题

　　采用GPS-RTK双基站的测量方式中，主要的误差来自这样三个方面：

　　其一，由于每一个用户所的接收机是公用的。诸如星历、电离层、对流层以及卫星钟等方面都存在着一定的误差：

　　其二，各个用户的信号接收设备是固定的。而其中所包含的内部噪声、天线的相位变化、信号干扰、天线的姿态、气象因素以及多路径效应等；

　　其三，进行基准参数转换的过程中存在的误差。诸如控制点的误差、水准面差距的内插误差以及坐标系统转换存在的误差等。

　　其中，第一部分中的卫星误差、星历误差等都可以在进行差分技术处理时加以消除，而电离层和对流层导致额的误差可以通过技术手段予以消除，但是它们的残余误差可能会随着测量站与基站间距离的增加而增大；第二部分中的天线相位误差可以采用专门的技术予以消除，其余部分可以适当的采取防范消除，但是其残余误差对RTK测量值的影响很大。

　　2.待测区域坐标转换参数的问题

　　在对转换参数进行选择时，主要对这样几个问题加以考虑：

　　其一，应该对待测区域四周以及其中心控制点符合均匀分布特点的基站，为了能够提高转换的精度，应该选择三个以上的公共点，通过最小二乘法来进行参数转换；

　　其二，由于在进行GPS-RTK双基站测量之前，通常都已经做好了待测区域GPS的基础控制，可以根据该区域室内计算得到的各个控制点当地坐标以及WGS-84坐标，然后通过坐标的参数转换，将参数直接输入到RTK控制册当中，利用这种方法可以得到一个较为准确的参数；

　　其三，当在进行内业的七参数转换计算工作时，没有一个专门的软件能够将WGS-84系坐标以及54系向其他模型转换，得到误差方程矩阵。然后分别利用EXCEL软件中的MINVERSE（array）与MMULT（ar-ray）函数得到误差矩阵的逆矩阵以及两个矩阵的乘积，进而求得七个待定的参数。

　　六、结束语

　　GPS-RTK双基站在一、二级测量中有着常规测量仪器不可比拟的优点，今后必将在各相关领域广泛应用。

　　参考文献：

　　[1]王永乔.双基站GPS-RTK在一、二级控制测量中的应用，地矿测绘，2009，25（2）：35-37.

　　[2]杨文府，崔玉柱.GPS-RTK的技术方法探讨与对策.测绘工程.2010，17（4）：50—53.

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