GPS-rtk原理讲解

1. GPS 相对定位原理

两台（或多台）GPS用户接收机分别安置在两条（或多条基线的端点），同步同时段(或不同时段)观测相同数量的GPS卫星，一般情况下不少于4个。并对观测量进行差分处理，以确定基线端点（也就是我们常说的测站点）的相对位置，如果知道其中几个点的坐标和高程，通过专业软件的数据处理，就可以解算其它点的坐标和拟合高程值，以最大限度地满足工作的需要。

在多个观测站同步观测相同卫星的情况下，卫星的轨道误差，卫星时钟差，接收机钟差以及空气中的电离层，对流层折射误差等对观测量的影响具有一定的相关性。利用观测量的不同组合，可有效地消除或减弱误差上的影响，从而提高相对定位的精度。

历元：为指定天球坐标或轨道参数而规定的某一特定时刻

GPS 实时动态定位是基于载波相位的GPS相对定位方式。

采用的星历为广播星历，误差修正方式采用基准站相位误差改正，精度可达到cm级。

GPS –RTK测量技术既保证了GPS测量的高精度，又具有实时动态性。

其基本工作原理可简述为：在两台GPS接收机之间增加一套无线电通讯系统。

将两台或两台以上相对独立的GPS接收机联成有机整体，安置在已知点上的GPS接收机（我们常说的是基准站）通过电台将观测信息，测站点数据传输给流动站（我们常说的移动站），

流动站将基准站传来的载波观测信号与流动站本身观测到的载波信号进行差分处理，

从而解算出两站间的基线向量；根据事先输入的坐标转化和投影参数，

就可得到流动站的三维坐标数据。

GPS –RTK测量技术是建立在流动站与基准站误差强烈类似的这一基础之上，

随着流动站与基准站之间距离的增加，其误差的类似性越来越差，定位精度会越来越低。数据的通信也会受到作用距离拉长，而干拢因素增加的影响。

因此GPS –RTK技术的作用距离是有限的，一般小于10公里。

6. 野外RTK测量

将作好的转换参数以文件形式，存入到观测记录手簿中，基准站架设在参考点上，经过检查校正无误后，即可开始工作。检查校核数据见下表：

GPS – RTK外业观测的基本要求：采样率为1S，每次测量的历元数小于10个，每点观测时间不低于3分钟。平面点位精度小于2cm(即实测点值与原已知点值相比较的X Y值)，高程点位互差小±5cm(即实测点高程值与原已知点高程值相比较)。依据技术要求，依据技术要求，对实地所布设的像控点进行实时动态定位测量。按工作计划，经过五天外业工作，实时动态定位测量共计169个像控点的坐标和拟合高程数据（成果数据见像控点成果表）。

三、 GPS – RTK拟合高程与水准测量成果即的相互检测

为保证GPS –RTK拟合高程的正确性，为今后相同项目工作流程打好基础。我们采用随机抽样的方式，分别就城区，城乡结合部抽取一定数量的GPS –RTK拟合高程点，按国家四等水准测量要求进行水准观测，检核这些拟合高程点。根据项目区像控点点位布设情况和已知水准点所处位置。本项目区四等水准路线，由三个已知点，三个闭合环共计22.5Km组成。其中包括两条附合水准路线组成水路线网。外业数据经过自检、互检、专检、审核平差计算成果精度完全满足《规范》要求和项目区设计要求。最终平差结果和精度统计如下：

1. 外业数据检核：闭合环最大闭合差+28mm，允许值：±56mm。附合路线闭合差最大14mm，允许值：±22mm。闭合环路线最大长度11.34Km，允许值：15Km。附合路线长度最大1.28公里，允许值：15Km。

2. 平差后精度统计：最大点位误差1.028cm，允许值：±2cm。最大点间误差0.85cm.，允许值±1cm。最大高差中误差0.85cm，允许值±1cm。高程点最大中误差0.9cm，允许值：±2cm。具体数据统计如下：

从上面的检查数据统计表结果中可以看出：四等水准高程与GPS –RTK拟合高程点相比较，以四等水准高程为基准，最大较差绝对值为47mm，最小较差绝对值为7mm，通过计算得出高程点中误差为1.7cm，规范中允许值为：不大于±2cm。静宁县三维数字城市建设中所需要高

程数据可以用拟合高程数据代替。也就是说:在基准站点位选取比较理想，满足规范和相目区技术要求的情况下，通过经过检验的数据转换参数，GPS –RTK实时动态定位所得到的三维数据拟合高程点数据代替可以完全代替水准测量高程值。其优势在于GPS –RTK实时动态定位工作方式灵活，省人少力，可减轻作业人员的工作强度，提高测绘技术人员的外业工作效率。随着GPS –RTK测量技术的日益成熟，拟合高程代替水准高程必然成为一种趋势。上述工作曾在陇南地区成县三维数字城市建设中取得了较为明显的工作成效。

3. GPS – RTK附带地形测绘

利用RTK测量技术的灵活性，可随时加密项目区的控制点，将项目区变化区域实时定位测量，特别是关键区域变化点的测量。如道路，花坛的拐角和曲线部分的关键点。电线杆位，信号灯。管道设施中的检修井，变径处，分叉处及重要拐点测绘定位，并绘制好工作草图。

四、内业数据处理

不同型号的RTK生产厂商，都随仪器设备配备有数据传输线和下载数据软件。数据经过转换后，一般都能在文本处理软件中打开并加工、编辑成最终成果资料。图形在cass7.1操作环境下，结合外业手工绘制的工作草图，绘制出最具有现实性的项目区基本图形。