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关于 GPS RTK 定位技术在数字化测图中的应用分析

发布人: 谜语网 发布时间:2015-10-03 字体: | | 打印文章

推荐阅读:摘 要:将GPS RTK应用到数字化测图工作中,不仅可以降低工作难度,而且测量的精度和可靠性都会得到较大提高。本文基于GPS RTK定位技术的原理和系统组成,对GPS RTK在数字化测图中的应用进行了详细分析。 关键词:GPS RTK;定位技术;数字化测图 一、GPS-RTK

摘 要:将GPS RTK应用到数字化测图工作中,不仅可以降低工作难度,而且测量的精度和可靠性都会得到较大提高。本文基于GPS RTK定位技术的原理和系统组成,对GPS RTK在数字化测图中的应用进行了详细分析。

关键词:GPS RTK;定位技术;数字化测图

一、GPS-RTK定位技术的概念分析

1、RTK定位原理

GPS RTK是将GPS与RTK相结合的一种技术测量方式。GPS就是全球卫星定位系统,其优势在于:全天候、高效益、高精度以及自动化等特点,在测绘领域逐渐得到广泛应用。RTK指的是实时动态差分技术,它是由GPS好数传技术进行结合产生的一种技术,是在GPS测量技术的基础上,经过不断提高和完善发展而来的,在测绘领域,是一项瞩目的技术突破成果。载波相位差分是该技术的核心。

定位原理:我们用两台或者两台以上的GPS接收机对卫星信号进行同时接收。其中一台GPS接收机防止与基准站上,除基准站之外的全部GPS接收机作为移动站使用,主要任务就是对各未知点的坐标进行测定并进行连续观测。基准站中的GPS接收机将接收到的卫星信号,也就是观测值和坐标信息等,把这些数据通过数据链传送给无线电传输设备,无线电传输设备接收到数据信息后,将其传送给移动站,移动站接收到的数据包括卫星信息和基站数据,能够将未知数和三维坐标进行求解,精度要求在厘米级。流动站的状态有两种,即:动态和静态。RTK不受限于能见度和通视等其它条件约束,在测绘技术上,是一项重大突破。

2、RTK系统组成

GPS RTK是由卫星信号接收系统、数据传输系统和软件处理系统三部分组成的。在定位时,由接收机负责对流动站及基准站的暗访工作,数据接收采用的是双频方式,采用此种方式能够保证采样率的一致性,从而获得在动态定位情况下数据的参数,数据传输系统的组成主要有两个部分:数据发射和数据接收装置,其任务就是对接收到的数据进行传输。由于数据传输系统在整个测绘工作中的作用十分重要,它直接关系到整个测绘工作能否顺利完成。因此,对于该系统的要求极高,它要求系统对于外界干扰具有极强的抵抗能力,而且传输信号一定要得到保证,通常情况下,我们为了保证信号传输质量,会在设备上装置功率放大设备。软件处理系统的主要任务就是将接收到的数据进行及时处理,并且对于数据要进行持续的观测跟踪及计算,其主要目的就是保证数据的实时动态性。

二、基于GPS-RTK技术站在数字化测图中的应用分析

1、运用基本思路

(1)前期准备工作

在进行正式的测量前,我们需要对被测区域进行实地勘察,对地形和地貌等情况进行详细记录、全面分析,从而制定出科学合理的测量方案。

(2)基准站选点

首先,为了便于安装GPS设备,以及为了今后更方便操作,基准站的选点尽量在交通便利、数据信息便于保存的地方。其次,点位的选择要远离高大建筑物和成片水域,点位200m内不得有其它无线电和电路设施。第三,要与GPS接收机的功率以及覆盖范围相一致,为了保证数据有效性,点位尽量选择被测区域内较高位置。

(3)基准站设置

将坐标各仪器高输入到基准站中,差分数据模式选择RTK。

(4)设置流动站,求解转换参数

将准确的流动站高度和接收到的基准站坐标输入到电子手簿中,将全部已知的控制点进行联测,最终实现对参数的转换及接收。

(5)测量碎步

在上述工作完成后,接下来,我们要对碎步进行测量,测量时间控制在2-3m/碎步,密度要严格按照规范要求。

(6)数据处理与数据下载

数据的采集工作要在白天进行,晚上及时对测得数据进行处理。利用GPS随机软件,将白天绘制出来的草图和预设编码进行结合,生成图,为了防止测绘工作程序繁多造成遗忘,所以,该项工作应当在当天完成,不然会造成成图不准确的情况。其次,我们需要对数据进行下载,在下载时,一定要注意数据的格式是否统一。首先我们需要对格式进行自定义设置,即:点号,代码,东坐标,北坐标,高程。然后连接RTK测量手簿和软件,把数据下载到计算机相应的文件夹中,在对数据保存时,格式要设置为*.dat格式。

(7)绘制地形图

首先打开绘图工具CASS7.0,将比例设置成需要格式,把保存数据的文件夹名称输入到展点命令中,然后按照外业绘制出来的草图与计算机绘图进行结合编辑,将各点进行连接,绘制成图。

2、实践运用过程要素分析

(1)在白天,尤其是在中午时,电离层对GPS-RTK的干扰较大,所以在该时段进行作业,由于卫星数少,接收的数量常常不能满足5颗,导致初始化时间拉长,甚至不能实现初始化,对测量工作产生的影响较大,因此,在作业的时候,我们要选择在合适的时间段内进行。

(2)如果我们将点位设置在高达建筑物和森林、峡谷等区域,就会造成卫星信号长时间被遮挡,限制了测量人员的作业时间。因此,我们需要采用GPS-RTK中的质量控制对产生的假值进行处理,关于时间收到限制的问题,可以选择作业时间。

(3)如果在高大建筑物附近,或者高山密林和峡谷区域进行作业,卫星信号被遮挡的据大大增加,会给测量作业造成不同程度的损失,导致在GPS-RTK下,需要多次进行初始化,无论是在测量效率还是在测量质量上,都会产生消极影响。因此,在此情况下作业,对于GPS-RTK机型的选择,一定要符合能力强、时间短的要求。

(4)由于GPS-RTK技术还存在着许多技术问题等待突破,因此,在测量精度和稳定性方面与传统的全站仪等测量仪器相比,相对逊色,而且GPS-RTK机型的不同,其精度和稳定性也有着较大的差别。因此,在选择GPS-RTK时,机型要尽量满足要求,多布置一些控制点。

(5)信号在传输过程中常常受到建筑物和山体的影响,导致信号在传输的过程中不同程度衰减。因此,在对点位进行选择,要将其布置在被测区域内的最高点位置。

3、应用注意事项

(1)卫星情况限制,极易出现假值。

(2)在测绘区域内,难免存在信号较弱的地区,在该地区进行作业时,我们要灵活掌握作业方法,可以将GPS-RTK与传统的测量仪器相结合进行测量,如全站仪。

(3)为了保持工作的可连续性,在对电瓶进行选择的时候,最好选择汽车用电瓶。

(4)为了避免卫星信号受到干扰,所以应当选择远离高大建筑物、高大山体、无限电台、移动通信基站等。

(5)定期组织准人对设备进行全面检查,将设备的重要配件作为检查重点,一旦发现设备出现问题,要及时维修,定期对设备进行维修,保证设备随时处于可工作状态。

结语:

GPS-RTK技术是在GPS技术上发展而来的,在发展过程中,技术得到了不断的完善和提升,并凭借其自身独有的特点,在测量工作中,得到了广泛应用,与传统的测量工具相比,在技术上取得了诸多突破,但是仍然面临着许多技术缺口,例如,一旦作业半径增大,GPS-RTK技术的精度也会相应降低。我们要在不断的检验和比较中,对于GPS-RTK目前存在的技术问题进行逐一突破,逐渐提高GPS-RTK技术的测绘精度和可靠性,使GPS-RTK技术真正成为测绘中的主要力量,发挥更重要的作用。

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