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[技术讨论]物探测量系列之1-RTK测量方法 [复制链接]

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只看楼主 倒序阅读 使用道具 0楼 发表于: 2009-02-18 | 石油求职招聘就上: 阿果石油英才网
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概述
RTK(实时相位差分)测量系统至少包括一个参考站和一个流动站。参考站的作用时为流动站的测量提供差分改正数据,将流动站的测量成果归算到原测量控制网中,以便与国家统一的坐标系保持一致。流动站的作用是测定待定点的地理坐标,或者根据设计点的地理坐标,将其放样到实地,并记录放样坐标与偏差。
其工作原理是:参考站接收来自卫星的信号,并与自身(天线)所在的已知位置进行匹配,计算每颗卫星的差分改正值,并调制成无线电信号,然后通过无线电台实时地向外发送;流动站工作时,同时接收来自卫星的GPS信号和来自参考站的差分改正信号,将各类信号解调后,通过差分改正值对相应卫星的码数据或者载波相位数据进行改正,然后计算出定位数据,再通过坐标系统转换参数将其转换到所使用的测量基准。
一套完整的GPS实时差分测量系统包括一台参考站和数台流动站,参考站和流动站必须严密配合,任何一方出现问题,都会导致系统联接失败,停止工作。
参考站
参考站的作用是为测量系统提供基准,并将计算结果归算到已知的测量控制网点上,因此必须将其架设在已知的控制点上,并且该控制点必须同时具有WGS84坐标和测量所采用的基准内的坐标(目前我们通常使用1954年北京坐标系,则该点除具有WGS84坐标系内坐标外,还要具有1954年北京坐标系内的坐标)
一台完整的参考站包括GPS主机、GPS天线、差分数据发射电台及天线、电池或电源、基座、三脚架、天线高测量尺、各部连线等。
参考站架设内容包括GPS天线架设、数据电台天线架设,GPS接收机与GPS天线、数据电台、电池、控制器的连接,数据电台与天线的连接等。
在架设参考站时需要注意:
1、由于参考站是向流动站传递校正信号的,因此必须保证卫星信号的接收质量,GPS天线上方必须开阔,150角以上不能有障碍物的阻挡,必须避开大功率发射电台和大面积的水域,观测过程中要避免GPS天线的移动,尽量减少外界干扰等。
2、因为差分信号是直线传播的,由于地球曲率的影响,其传播距离与架设的高度成一定的比例关系,所以差分天线尽量架在高处,并力图使其与流动站之间减少障碍物遮挡,以利于信号的传播。
3、参考站的电源供应必须充足,因为差分信号的传播距离与电源有很大的关系,差分信号的发射功率一般要比接收的功率要大得多,因此参考站耗费的电能较多。
4、差分天线与GPS天线要离开一段距离,以免相互影响。
5、正确设置各项参数,由于参考站为整个测量系统提供极准会起算依据,如果参数设置错误,将使整个系统瘫痪。参考站的参数设置一般包括选择和设置坐标系统(CoordinateSystem)、参考椭球(Datum)、已知坐标(KnownCoordinate)、数据电台频率(Ferquency)、数据发送时间间隔(Intevral),有些仪器还需要输入WGS84坐标系到所使用测量基准的转换参数。
6、参考站和流动站的截止高度角设置应略有差异,参考站设置的截止高度角要稍小于流动站设置的截止高度角。因为参考站一般设置在高处,而流动站观测一般较参考站低,在流动站观测到的卫星的高度角会小于参考站观测到的同一卫星的高度角。如果参考站与流动站的截止高度角设置相同,有可能因为某颗卫星在参考站的高度角较低而被忽略,而在流动站该卫星的状况有可能非常好,这样就会造成流动站跟踪到足够的卫星却不能正常工作的情况。由于参考站架设在高处,其所观测的卫星信号环境一般比较好,因此不必担心差分信号的质量问题,所以参考站的截止高度角设置一般要较流动站的设置低23°。
7、观测过程中要随时检查仪器工作情况,卫星信号的接收情况,差分数据的发送情况等,并做好记录。详细记录观测过程中出现的异常情况及处理意见和时间。
流动站
流动站是直接用于测量物理点坐标和进行物理点放样的工具,它所作的工作是:同时接收来自卫星的GPS信号和来自参考站的差分信号,将两种信号解调以后,利用差分数据对GPS卫星数据进行校正,计算测量点的WGS84坐标,利用坐标系统转换参数将WGS84坐标转换为目前使用的测量基准内的三维坐标(平面坐标xy和大地高H),实时显示计算结果。
一台流动站包括GPS主机、GPS天线、差分数据接收电台及天线、电池、对中杆、GPS天线测高尺、各部连线等。有些GPS接收机与差分数据接收电台是集成在一起的。
为了施工作业方便,流动站主机、电池一般放在背包内,通过连线与GPS天线、数据电台天线和手持控制器连接。
流动站的参数设置一般包括:选择和设置坐标系统(CoordinateSysetm)、参考椭球(Datum)、数据电台频率(FerquenCy)WGS84坐标系到所使用测量基准的转换参数。
这里的数据电台频率必须与参考站一致,否则将无法接收参考站发送的差分信号,从而使系统连接失败,流动站无法工作。
一台流动站的参数设置错误虽说不会影响其它流动站,但是的该流动站测量的所有成果出现错误,因此要特别注意,在测量之前一定要在己知点上进行仪器检核。
各项参数设置正确以后即可进行物理点的测量工作,测量过程中记录物理点的坐标数据。但在物探测量中,一般是进行测线放样,即将图上设计的物理点根据设计坐标在实地进行标记,并记录放样误差。这些物理点一般都是分批进行的,并且其分布都呈直线状,具有一定的规律性。因为GPS实时差分测量能够实时提供当前坐标,这就为我们使用导航功能辅助放样提供了可能。具体的做法是将图上设计的物理点坐标输入到仪器中,由仪器自行对这些数据进行管理,并计算当前位置到指定物理点(仪器中必须存在)的相对位置信息(一般包括方位、距离等),指导作业人员迅速快捷地进行施工。
流动站还提供存储放样物理点信息的空间来存储物理点信息,用以事后进行处理、检查等。

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allex02 财富 +20 分享技术 2009-02-18
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