GPS如何进行快速静态测量?


GPS测量的作业模式

1、经典静态定位模式

(1)作业方式:  采用两台(或两台以上)接收设备,分别安置在一条或数条基线的两个端点,同步观测4颗以上卫星,每时段长45分钟至2个小时或更多。作业布置如图8-10所示。

(2)精度:  基线的相对定位精度可达5mm+1ppm·D,D为基线长度(KM)。

(3)适用范围:  建立全球性或国家级大地控制网,建立地壳运动监测网、建立长距离检校基线、进行岛屿与大陆联测、钻井定位及精密工程控制网建立等。

(4)注意事项:  所有已观测基线应组成一系列封闭图形(如图8-10),以利于外业检核,提高成果可靠度。并且可以通过平差,有助于进一步提高定位精度。

2、快速静态定位

(1)作业方法:  在测区中部选择一个基准站,并安置一台接收设备连续跟踪所有可见卫星;另一台接收机依次到各点流动设站,每点观测数分钟。作业布置如图8-11所示。

(2)精度:  流动站相对于基准站的基线中误差为5mm±1ppm·D。

(3)应用范围:  控制网的建立及其加密、工程测量、地籍测量、大批相距百米左右的点位定位。

(4)注意事项:  在测量时段内应确保有5颗以上卫星可供观测;流动点与基准点相距应不超过20km;流动站上的接收机在转移时,不必保持对所测卫星连续跟踪,可关闭电源以降低能耗。

(5)优缺点:

优点: 作业速度快、精度高、能耗低;缺点:二台接收机工作时,构不成闭合图形(如图8-11),可靠性差。

3、准动态定位

(1)作业方法:  在测区选择一个基准点,安置接收机工连续跟踪所有可见卫星;将另一台流动接收机先置于1号站(如图8-12)观测;在保持对所测卫星连续跟踪而不失锁的情况下,将流动接收机分别在2,3,4……各点观测数秒钟。

(2)精度:基线的中误差约为1~2cm。

(3)应用范围:  开阔地区的加密控制测量、工程测量及碎部测量及线路测量等。

(4)注意事项:  应确保在观测时断上有5颗以上卫星可供观测;流动点与基准点距离不超过20 km;观测过程中流动接收机不能失锁,否则应在失锁的流动点上延长观测时间1~2min。

4、往返式重复设站

(1)作业方法:  建立一个基准点安置接收机连续跟踪所有可见卫星;流动接收机依次到每点观测1~2min;1h后逆序返测各流动点1~2min。设站布置如图8-13所示。

(2)精度:  相对于基准点的基线中误差为5mm+1ppm.D。

(3)应用范围:控制测量及控制网加密、取代导线测量及三角测量、工程测量机地籍测量。

(4)注意事项:  流动点与基准点距离不超过15km;基准点上空开阔,能正常跟踪3颗及以上卫星。

5、动态定位

(1)作业方法:  建立一个基准点安置接收机连续跟踪所有可见卫星;流动接收机先在出发点上静态观测数分钟;然后流动接收机从出发点开始连续运动;按指定的时间间隔自动运动载体的实时位置。作业布置如图8-14所示

(2)精度:  相对于基准点的瞬时点位精度1~2cm。

(3)应用范围:  精密测定运动目标的轨迹、测定道路的中心线、剖面测量、航道测量等。

(4)注意事项:  需同步观测5颗卫星,其中至少4颗卫星要连续跟踪;流动点与基准点距离不超过20 km。

6、实时动态测量的作业模式与应用

(1)实时动态(RTK)定位技术简介

实时动态(Real Time Kinematic-RTB)测量技术,是以载波相位观测量为根据的实时差分GPS(RTD GPS)测量技术,它是GPS测量技术发展中的一个新突破。

实时动态测量的基本思想是:在基线上安置一台GPS接收机,对所有可见GPS卫星进行连续地测量,并将其观测数据,通过无线电传输设备,实时地发送给用户观测站。在用户站上,GPS接收机在接收GPS卫星信号的同时,通过无线电接收设备,接收基准站传输的观测数据,然后根据相对定位的原理,实时地计算并显示用户站的三维坐标及其精度。

(2)RTK作业模式与应用

根据用户的要求,目前实时动态测量采用的作业模式,主要有:

①快速静态测量

采用这种测量模式,要求GPS接收机在每一用户站上,静止地进行观测。在观测过程中,连同接收到的基准站的同步观测数据,实时地解算整周末知数和用户站的三维坐标。如果解算结果的变化趋于稳定,且其精度已满足设计要求,便可适时的结束观测。

采用这种模式作业时,用户站的接收机在流动过程中,可以不必保持对GPS卫星的连续跟踪,其定位精度可达1~2cm。这种方法可应用于城市、矿山等区域性的控制测量,工程测量和地籍测量等。

②准动态测量

同一般的准动测量一样,这种测量模式,通常要求流动的接收机在观测工作开始之前,首先在某一起始点上静止地进行观测,以便采用快速解算整周未知数的方法实时地进行初始化工作。初始化后,流动的接收杨在每一观测站,只需静止观测数历元,并连同基准站的同步观测数据,实时地解算流动站的三维坐标。目前,其定位的精度可达厘米级。

该方法要求接收机在观测过程中,保持对所测卫星的连续跟踪。一旦发生失锁,便需重新进行初始化的工作。

准动态实时测量模式,通常主要应用于地籍测量、碎部测量、路线测量和工程放样等。

③动态测量

动态测量模式,一般需首先在某一起始点上,静止地观测数分钟,以便进行初始化工作。之后,运动的接收机按预定的采样时间间隔自动地进行观测,并连同基准站的同步观测数据,实时的确定采样点的空间位置。目前,其定位的精度可达厘米级。

这种测量模式,仍要求在观测过程中,保持对观测卫星的连续跟踪。一旦发生失锁,则需重新进行初始化的工作。这时,对陆上的运动目标来说,可以在卫星失锁的观测点上,静止地观测数分钟,以便重新初始化,或者利用动态初始化(AROF)技术,重新初始化,而对海上和空中的运动目标来说,则只有应用AROP技术,重新完成初始化的工作。

实时动态测量模式,主要应用于航空摄影测量和航空物探中采样点的实时定位,航空测量,道路中线测量,以及运动目标的精度导航等。



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