RTK基本原理.ppt

银川天之源测绘仪器有限公司2015年年终培训 顾英勇 技术服务工程师 概述 GPS是英文Navigation Satellite Timing and Ranging / Global Positioning System的缩写,意为利用卫星导航进行测时和测距,以构成全球卫星定位系统。是美国国防部主要为满足军事部门对海上、陆地和空中设施进行高精度导航和定位的需要而建立的。自1973年美国军方批准成立联合计划局开始GPS的研究工作到1993年系统建成,该工程历时20年，耗资300亿美元，成为继阿波罗登月计划和航天飞机计划之后的第三项庞大空间计划。它从根本上解决了人类在地球上的导航和定位问题，在军事和工农业等领域得到了广泛的应用。给导航和定位技术带来了巨大的变化。 银川天之源测绘仪器有限公司 GPS系统由三部分构成，分别为空间星座部分、地面监控部分、用户设备部分。空间星座和地面监控部分由美国国防部控制，用户使用GPS接收机接收卫星信号进行高精度的精密定位以及高精度的时间传递。目前，三十多颗GPS卫星已覆盖了全球，每颗卫星均在不断地向地球播发调制在两个频段上的卫星信号。在地球上任何一点，均可连续地同步观测至少4颗GPS卫星，从而保障了全球、全天候的连续地三维定位，而且具有良好的抗干扰性和必威体育官网网址性。因此，全球定位系统已成为美国导航技术现代化的最重要标志，并且被视为本世纪美国继阿波罗登月计划和航天飞机计划之后的又一重大科技成就。 GPS系统的组成 GPS系统的特点 1、全球，全天候工作：能为用户提供连续，实时的三维位置，三维速度和精密时间。不受天气的影响。 2、定位精度高：单机定位精度优于10米，采用差分定位，精度可达厘米级和毫米级。 3、功能多，应用广：随着人们对GPS认识的加深，GPS不仅在测量，导航，测速，测时等方面得到更广泛的应用，而且其应用领域不断扩大 依定位时的状态 动态定位 静态定位 依定位模式 绝对定位（单点定位） 相对定位 依定位采用的观测值 伪距测量（伪距法定位）(手持机） 载波相位测量(RTK,手持RTK) GPS测量定位的分类 GPS静态测量基本流程 一、测前工作 技术设计 测绘资料的搜集与整理 仪器的检验 踏勘、选点埋石 二、测量实施 实地了解测区情况 卫星状况预报 确定作业方案 外业观测（点连式、边连式、网连式、混连式） 数据传输与转储 基线处理与质量评估 重复“确定作业方案”、“外业观测”、“数据传输转储”及“基线处理与质量评估”四步，直至完成所有GPS观测工作 三、测后工作 结果分析（网平差处理与质量评估） 技术总结 成果验收 RTK(Real Time Kinematic)载波相位差分技术 RTK测量系统是GPS测量技术与数据传输技术构成的组合系统。高精度的GPS测量必须采用载波相位观测，RTK定位技术就是基于载波相位观测的实时动态定位技术，它能够实时快速地提供测站点在指定坐标系中的三维定位结果，并达到厘米级精度。 银川天之源测绘仪器有限公司 d12=(x1-x)2+(y1-y)2+(z1-z)2+c2(t-t01) d22=(x2-x)2+(y2-y)2+(z2-z)2+c2(t-t02) d32=(x3-x)2+(y3-y)2+(z3-z)2+c2(t-t03) d42=(x4-x)2+(y4-y)2+(z4-z)2+c2(t-t04) （x1，y1，z1） 卫星四 X Z Y (x，y，z) 卫星一 卫星二 卫星三 （x2，y2，z2） （x3，y3，z3） （x4，y4，z4） 4 个未知量X、Y、Z、T 强调设备需最少4颗星下定位 空间后方交汇 银川天之源测绘仪器有限公司 常规RTK定位技术 RTK定位技术是一种基于高精度载波相位观测值的实时动态差分定位技术，基准站需将自己所获得的载波相位观测值及站坐标，通过数据通信链实时播发给在其周围工作的动态用户。流动站数据处理模块使用动态差分定位的方式确定出流动站相对应基准站的位置，然后根据基准站的坐标求得自己的瞬时绝对位置。 传输差分示意图 RTK数据链示意图 RTK工作过程中的坐标转换 我国所采用的平面坐标系： 1954北京坐标系 1980西安坐标系 我国采用的高程基准： 1956年黄海高程系 1985国家高程基准 银川天之源测绘仪器有限公司 不同(椭球)坐标系的转换流程 空间直角坐标(X,Y,Z) 空间直角坐标(X,Y,Z) 大地坐标(B,L,H) 平面直角坐标(x,y,h) 当地平面坐标(x,y) 大地坐标(B,L,H) 平面直角坐标(x,y,h) 当地平面坐标(x,y) 投影反算 投影正算 平面转换 平面转换 椭球转换 三参数法 定义：两空间三维直角坐标系之间的平移参数、DX、D