GPSRTK测量技术规程 .docx
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1、精品名师归纳总结封面可编辑资料 - - - 欢迎下载精品名师归纳总结作者: PanHongliang仅供个人学习GPS RTK测量技术规程Technical Specifications For GPS RTK Surveys1 总就 1.1 为了 GPSRTK 技术在治黄测绘及其它相关领域内推广应用,统一RTK 作业方法、仪器使用要求 、 数 据 处 理 方 法 , 特 制 定 本 规 程 。 1.2本 标 准 参 照 与 引 用 的 标 准1.2.1全球定位系统( GPS )测量规范( GB/T18314-2001)。 1.2.2全球定位系统城市测量技术规可编辑资料 - - - 欢迎下载精
2、品名师归纳总结程(CJJ73-97)。1.2.3 公路全球 定 位系统 ( GPS) 测量规 范 (JTJ/T066-98)。1.2.4 全 球 定 位 系 统 ( GPS) 测 量 型 接 收 机 检 定 规 程 ( CH8016-1995) 。1.3 本规程适用于四等平面以下、等外水准把握测量、放样测量、的势测量(包括水下的势测量)、断面测量,以及当接受 RTK 技术帮忙水文测验、河道冲淤监测时亦可参照本规程。2 术语21全球定位系统GPS GlobalPositionSystem GPS 是由美国研制的导航、授时和定位系统。它由空中卫星、的面跟踪监控站、和用户站三部分组成,具有在海、陆、
3、空进行全方位实时三维导航与定位才能。GPS 系统的特点是高精度、全天候、高效率、多功能、操作简便、应用广泛等。2.2实时动态测量RTK RealTimeKinematic RTK 定位技术是基于载波相位观测值的实时动态定位技术,它能够实时的供应测站点在指定坐标系中的三维定位结果,并达到厘M 级精度。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淌站。流淌站不仅通过数据链接收来自基准站的数据,仍要采集GPS观测数据,并在系统内组成差分观测值进行实时处理。流淌站可处于静止状态,也可处于运动状态。RTK 技术的关键在于数据 处 理 技 术 和 数 据 传 输 技 术 。
4、2 3观 测 时 段Observation 测站上开头接收卫星信号到停止接收,连续观测的时间长度。2 4 同步观测 SimultaneousObservation 两 站 或 两 站 以 上 接 收 机 同 时 对 同 一 组 卫 星 进 行 观 测 。 2 5天 线 高AntennaHeight 观 测 时 接 收 机 相 位 中 心 到 测 站 中 心 标 志 面 的 高 度 。 2 6参 考 站ReferenceStation 在确定的观测时间内,一台或几台接收机分别在一个或几个测站上,始终保持跟踪观测卫星,其余接收机在这些测站的确定范畴内流淌作业,这些固定测站就称为参考站。27 流淌站
5、 RovingStation在参考站的确定范畴内流淌作业,并实时供应三维坐标的接收机称为流淌接收机。2 8 世界大的坐标系1984(WGS1984 ) WorldGeodeticSystem1984 由美国国防部在与 WGS72 相关的精密星历 NSWC 9Z-2基础上,接受 1980 大的参考数和 BIH1984.0系统定向所建立的一种的心坐标系。2 9国际的 球参考框 架ITRFYY InternationalTerrestrialRefferenceFrame 由国际的球自转服务局举荐的以国际参考子午面和国际参考极为定向基准,以IERSYY 天文常数为基础所定义的一种的球参考系和的心(的
6、球)坐标系。2 10 永久性跟踪站PermanentTrackingStation长期连续跟踪接收卫星信号的永久性的面观测站。 2 11 广域增强差分系统( WAAS ) Wide Area AugmentationDifferentialGPSSystem WAAS 系统是将主控站所算得的广域差分信号改正信息,经过的面站传输至的球同步卫星,该卫星以GPS 的 L1 频率为载波,将上述差分改正信息当作 GPS 导航电文转发给用户站,从而形成广域 GPS 增强系统。美国已方案将 WAAS 进展成国际标准 , 是美国 GPS 现代化方案的一部分。 2 12 局域增强差分系统( LAAS ) Loc
7、alArea AugmentationDifferentialGPSSystem 将基准站所算得的伪距差分和载波相位差分改正值、 C/A 码测距信号,一起由的基播发站调制在 L1 频道上传输给用户站。2.13在航初始化(OTF ) On The Flying是整周模糊度的在航解算方法。2.14截止高度角ElevationMaskAngle为了屏蔽遮挡物(如建筑物、树木等)及多路径效应的影响所设定的角度阀值,低于此角度视野域内的卫星 不予 跟踪。 3坐 标系统 和时 间系统31坐标 系统3.1.1 RTK 测量接受 WGS84 系统,当 RTK 测量要求供应其它坐标系(北京坐标或1980 西安坐
8、标系等) 时,应进行坐标转换。各坐标系的的球椭球和参考椭球基本参数,应符合表3.1.1的规定。的球椭球和参考椭球的基本几何参 数表 3.1.1 工程的球椭球 参考椭球坐标系名参数名称WGS-84 1980西安坐标系 1954 北京坐标系长半轴am637813763781406378245短半轴 bm 6356752.3142 6356755.2882 6356863.0188扁 率 1/298.257223563 1/298.257 1/298.3可编辑资料 - - - 欢迎下载精品名师归纳总结第 一 偏 心 率 平 方e20.006694379990130.006694384999590.0
9、06693421622966第 二 偏 心 率 平 方e 20.0067394967422270.006739501819470.0067385254146833.1.2 坐标转换求转换参数时应接受3 点以上的两套坐标系成果,接受Bursa-Wolf 、Molodenky等经典、成熟的模型,使用PowerADJ3.0 、SKIpro2.3 、TGO1.5以上版本的通用GPS软件进行求解,也可自行编制求参数软件,经测试与鉴定后使用。转换参数时应接受三参、四参、五参、七参不同模型形式,视具体工作情形而定,但每次必需使用一组的全套参数进行转换。坐标转换参数不精确可影响到2 3cm 左右RTK测量误差
10、。3.1.3 当要求供应 1985国家高程基准或其它高程系高程时,转换参数必需考虑高程要素。假如转换参数无法中意高程精度要求,可对RTK 数据进行后处理,按高程拟合、大的水准面精化等方法求得这些高程系统的高程。3.2 时间系统 3.2.1 RTK 测量宜接受和谐世界时 UTC 。当接受北京标准时间时,应考虑时区差加以换算。这在 RTK 用作定时器时尤为重要。 4 RTK 测量技术设计 4.1 RTK 技术当前的测量精度( RMS )平面10mm+2ppm 。高程 20mm+2ppm 。4 2RTK 测量可用于的测量工作 4.2.1 把握测量: RTK 技术可用于四 等 以 下 控 制 测 量
11、、 工 程 测 量 的 工 作 。4.2.2 的势测量:接受 RTK ,并协作确定的测图软件,可以测设各种的势图,如一般测图。线路带状的势图的 测 设。 配 合测 深仪 可以 用于 水下 的势 图。 航海 海洋 测 图 等。 RTK 外 业可 进行 属性 编码 。4.2.3 放样测量:将设计方案放样到实的。在外业可直接设计线路,增强了设计的应用范畴。由于RTK 在行进中不断运算测站位置、偏移量及填/挖方量,此时放样可以与设计很好的结合起来。从RTK 硬件设备特性和观测精度、牢靠性及可利用性综合考虑,现阶段RTK 的测量技术要求如下表: RTK 测量技术设计要求表 4.2 等级 精度要求 距离
12、km测回数四等以下平面把握最弱点位误差 5cm 最弱边相对中误差1/4.5 万 8 3 等外水准 30 8 3 图根把握(测图把握、像控测量、放样、中桩测量等)最弱点位误差 5cm 最弱边相对中误差1/4000 10 2 的势测量 平面: 图上 0.5mm 高程:1/3 等高距 10 14.3 RTK的测量距离4.3.1 由于 RTK 数据链的传播限制和定位精度要求,RTK 测量一般不超过10km 。各等级测量要求可按4.1 的测量运算某个测区的最长流淌站距离。但在中小比例尺测图时,在等高距大于2M 时,可将测距放宽至不大于15km 。当等高距小于 2M 时,应不大于 10 公里。但要留意以下
13、要求:1GPS 接收机的性能要高,且机内有先进的数学模型,能确保长基线进行正确整周未知数的求解。2 数据链的性能要好,传送距离要远,能正确无误的将参考站的数据发送到流淌站。3 依据无线电传播的规律,参考站和流淌站离的面要有确定的高差。4 参考站和流淌站之间必需没有山体、楼群之类的遮挡,另外作业区域内仍不能存在强烈的电磁波等干扰。4.3.2 发射距离与电台天线的高度也有关系。由于参考站电台天线发射UHF 波段差分信号电波,天线的高度对 RTK 测量距离影响很大,天线高与作用距离听从于以下公式:D=4.24 ( + )( 4.3.2 ) 式中 I1 和 I2 分别是基准站和流淌站电台的天线高,单位
14、为M。 D 为数据链的掩盖范畴的半径,单位为公里。上式是在无障碍物遮挡和无电波干扰的理想条件下的掩盖范畴,实际应用中将会有所出入。依据测区大小,可设置不同的发射天线高度。4.4 RTK测量准备4.4.1 测区内欲用作参考站的把握点应第一进行图上设计,分析RTK 链的掩盖范畴。假如某处距把握点过远,应加测高等级把握点,再进行RTK 测量。 4.4.2 RTK测量时应视测量目的、要求精度、卫星状况、 接收 机类型 、 测区 已 有控 制点 情 况及作 业 效率 等 因素 综合 考虑 ,按 照 优化 设计原 就进 行作业。4.4.3 当测区内有 GPS 永久性跟踪站、国家A 或 B 级网点、 GPS
15、 的壳形变监测点时,应第一选用作参考站点。4.4.4 为了检验当前站RTK 作业的正确性,必需检查一点以上的已知把握点,或已知任意的物点、的势点,当检核在设计限差要求范畴内时,方可开头RTK 测量。 5 参考站的设置要求5.1 点位要求5.1.1 参考站的选择必需严格。由于参考站接收机每次卫星信号失锁将会影响网络内全部流淌站的正常工可编辑资料 - - - 欢迎下载精品名师归纳总结作。5.1.2 四周应视野开阔,截止高度角应超过15 o。四周无信号反射物(大面积水域、大型建筑物等),以减 少 多 路 径 干扰 。 并 要 尽 量 避 开交 通 要 道 、过 往行 人 的干 扰。5.1.3 参 考
16、 站 应 尽 量 设 置 于 相 对 制 高 点 上 , 以 方 便 播 发 差 分 改 正 信 号 。5.1.4 参考站要远离微波塔、通信塔等大型电磁发射源200M外,要远离高压输电线路、通讯线路50M外。5.2参考站设置5.2.1参考站上仪器架设要严格对中、整平。5.2.2GPS天线、信号发射天线、主机、电源等应连结正确无误。5.2.3 严 格 量 取 参 考 站 接 收 机 天 线 高 , 量 取 二 次 以 上 , 符 合 限 差 要 求 后 , 记 录 均 值 。5.2.4 参考站的定向指北线应指向正北,偏离不得超过左右10 度。对无标志线的天线,可预先设置标志位置,在同一测区内作业
17、期间,应每次标志指向做到基本一样。5.3 参考站运行期间作业要求5.3.1当为了节 省 控 制 器 电 量 或 用 于 流 动 站 时 , 参 考 站 在 工 作 期 间 可 关 闭 手 持 控 制 器 后 去 掉 。5.3.2 尽管各 RTK 设备在设计时考虑到防水、防晒等因素,但作业时应尽量防止烈日暴晒或雨水淋湿。5.3.3 参考站工作期间,工作人员不能远离,要间隔确定时间检查设备工作状态,对不正常情形准时作出处理。 5.3.4 由于参考站除了 GPS 设备耗电外,仍要为RTK 电台供电,可接受双电源电池供电,或接受汽车电瓶供电。条件许可时,可接受12V 直流调变压器直接同市电网路连接供电
18、。6 流淌站的设置要求6.1 流淌站作业预备6.1.1在 RTK 作业前,应第一检查仪器内存或PC 卡容量能否中意工作需要。6.1.2由于RTK作业耗电量大,工作前,应备足电源。6.2 流淌站作业要求6.2.1由于流淌站一般接受缺省2m 流淌杆作业,当高度不同时,应修正此值。6.2.2 在信号受影响的点位,为提高效率,可将仪器移到开阔处或上升天线,待数据链锁定后,再当心无倾 斜 的 移 回 待 定 点 或 放 低 天 线 , 一 般 可 以 初 始 化 成 功 。6.2.3 在穿越树林、灌木林时,应留意天线和电缆勿挂破、拉断,保证仪器安全。6.3 流淌站内置软件的一般功能要求6.3.1 三差模
19、型求定近似坐标。6.3.2 双频动态解求整周模糊度。6.3.3 依据相对定位原理,实时解算WGS-84坐标。 6.3.4 依据给定的坐标转换参数,给出任务(工程)要求的坐标系内坐标。6.3.5坐标精度的评定。 6.3.6测量结果的实时显示 和 绘 图 ( 示 意 ) 。 6.3.7失 锁 后 的 重 新 初 始 化 。 6.3.8数 据I/O端 口 。6.4 流动站用作GIS采集器时的技术要求6.4.1 当 RTK 将功能扩展向 GIS 采集器时,要实时输入点位属性、文件和定位有关信息,并且实时储备时间有关信息。不同的RTK 类型对属性输入要求不同,要依据不同的GIS 、CAD 软件要求设置不
20、同的数据格式。 6.4.2当 RTK 用于GIS 采集器时(主要是GIS 空间和属性数据),应有以下主要特点:1 轻巧便携,尽量削减劳动强度。2 精度适中,依据不同的测量的势图要求选用不同的RTK 设备。3 操作简便,简约式操作,效率要高。4 属性功能:采集点的类别、种类、高度、坡度、植被掩盖情况、设施使用情况、归属等文字或数字信息。5 处理简洁,与 GIS 数据库接口良好,支持国际、国内通用GIS 软件格式。 6 数据字典,内容丰富, 分类详细。 7 RTK 作业 7.1 RTK 作业基本条件要求 7.1.1 RTK作业的基本条件要求见表7.1 。RTK 观测的基本条件要求表 7.1 观测窗
21、口状态 卫星数 卫星高度角 PDOP 值良好窗口 5 20 o以上 5 将就可用的窗口 415 o以上 8 防止观测的窗口 4 15 o以上 8 不能观测的窗口 3 7.1.2 RTK作业应尽量在天气 良好 的状况 下作业 , 要尽 量防止 雷雨天 气。 夜 间作业 精度一 般优于 白天。 7 2卫星 预报7.2.1RTK 作业前要进行严格的卫星预报,选取PDOP6 的时间窗口。编制预报表时应包括可见卫星号、卫星高度角和方位角、正确观测卫星组、正确观测时间、点位图形几何图形强度因子等内容。 7.2.2卫星预报表的有效期以20 天为宜,当超过 20 天时,应重新采集一组新的概略星历进行预报。7.
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