GPS动态测量操作手册.pdf

GPS 动态 (RTK) 测量操作手册 www. Sur Map .com 第一章 引言 第一节 概述 在 GPS 测量的早期，对一个点的数据采集需要数小时，所以每天只能测定几 个点，完成一个大的项目需费时几个星期。当天的工作结果要到几天后，数据处 理完才知道。工作所需仪器可装满一部吉普车，每套价值约十五万美元。而且， 至少需要两套设备。 那时的用户很难想象会有这么一天，数据采集只需几秒钟，每天可以测定几 百个点，大的项目可在几个小时内完成，而且结果能在实地实时获得。工作所需 设备可由一人背负，两台套设备组成的系统只不过四万美元左右。 这就是八十年代早期和今日 GPS 测量的差异。早期的 GPS 测量在本质上是静 态的 , 用户在一个测站点要停留 1 到 3 个小时或更久。如果时间允许，它才会在 数据采集结束后，转去下一个测站点。随后数据汇集在一起才能进行后处理。数 据处理完成，方可得到测量结果。从那时起， GPS测量开始向动态方向发展。设 备体积更小，便于携带。由于 GPS 流动站与基准站之间的数据采用无线电链接， 在数据采集的同时，即可对其进行实时处理。数据处理的新技术使得在数秒钟之 内测定精确位置解成为可能。这些技术进步允许用户在测区往来行走，迅速确定 有关目标的位置，即刻见到自己的劳动成果。这就是实时动态测量（ RTK ）。 一、全球定位系统（ GPS ） 让我们简捷地回顾一下使这一切成为现实的全球定位系统（ GPS ）。GPS系 统包括三大部分：卫星、地面监控站和接收机。 监控站的主要目的是监测和维护卫星。对用户来说，无须对监控站有过多了 解，只要知道它们的功能是保障卫星的正常运转就行了。 卫星是 GPS 的第二个主要部分。根据定义，全球星座有 24 颗卫星，不过在 本文写成时有 27 颗在运转中。每颗卫星距离地球表面约 20,200 公里，轨道运行 周期为 11小时58分。每颗卫星都装备有原子钟 , 无线电收发机及其它设备。收发机 从监控站取得并传输有关卫星身份、位置和时间等的信息和指令。每颗卫星可用 两个不同频率进行传输： L1 即 1575.42 MHz 和 L2 即 1227.60 MHz 。与监控站 不同，用户必须了解数据采集期间可用卫星的位置、几何分布状态和数量。这些 重要因素将影响 GPS 测量的可靠性和精确度。 GPS接收机的功能一如其名，即为接收和存储来自 GPS 卫星的信号。这是接 收机的主要功能，对某些接收机来说，也是它们的唯一功能。除了接收和存储来 自GPS卫星的信号外，有些接收机还可行使诸如计算点位坐标并以多种定位基准和 直角坐标系统加以显示、通过串行端口输出原始数据和计算所得位置坐标、以及 显示卫星可用性信息等附加功能。更高级的接收机可以从另一个正在同步采集数 据的 GPS 接收机那里接收原始数据，并将此数据与其本身数据结合，实时地计算 出自己的精确位置。这正是实时动态测量（ RTK ）接收机的工作原理。 1 GPS 动态 (RTK) 测量操作手册 www. Sur Map .com 二、实时动态测量（ RTK ） GPS的 RTK 测量模式要求至少两台同时工作的 GPS 接收机 ( 如图 1.1 所示 ) 。 事实上，这一要求适用于任何位置精确度优于 10 米的 GPS 应用。在两台套接收 机的 GPS 实时动态测量系统中，其中一台接收机被指定