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+GPS定位原理详解.ppt

发布:2016-03-27约字共104页下载文档
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四、GPS定位原理 §5.1 GPS定位方法分类 §5.2 GPS静态定位原理 §5.3 GPS动态定位原理 §5.4 GPS快速静态相对定位 §5.5 CORS §5.1 GPS定位方法分类 §5.2 GPS静态定位原理 精度因子 载波相位测量(六) 载波相位测量的线性组合 §5.3 GPS快速静态相对定位 快速静态与全站仪导线和几何水准比较 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。 快速静态模式要求观测时段中必须有5颗卫星可供观测,同时流动站与基准站相距不超过15km。 (2)双基站作业方式 §5.4 GPS动态定位原理 伪距差分原理 RTK转换参数的取得 根据RTK的原理,参考站和流动站直接采集的都为WGS84坐标,参考站一般以一个WGS84坐标作为起始值来发射,流动站同步接收WGS84坐标并通过电台来接收参考站的数据,条件满足后就可达到固定解,流动站就可实时得到高精度的相对于参考站的WGS84三维坐标,这样就保证了参考站与流动站之间的测量精度。如果要符合到已有的已知点上,需要把原坐标系统和现有坐标系统之间的转换参数求出。 转换参数大概分为三参数、四参数、七参数和拟合参数。 三参数是通过一个已知点来校正,求出WGS84坐标系统的坐标值与实际应用坐标值的三维差值,即△X、△Y、△H。 三参数从原理上说参考站每次开机都需要重新校正,如果参考站架设在同一地点,且每次开机发射的WGS84坐标都已经通过设置来固定,那么三参数就不需要再重新求。 这种方法参考站可以在已知点上,也可以在未知点上,但每次都需要一个已知点。如果参考站在已知点,那么流动站可以在任何地方输入参考站坐标来校正;参考站在未知点,流动站必需到已知点上输入流动站坐标进行校正。 对于参考站在测量中位置不动而偶尔关机的情况(如电量耗尽),仪器一般会提供一键设置基准站功能,再次开机时,主机会按照上次的参数设置基准站,流动站和基准站通讯之后,不需要再重新校正。 可以看到,三参数只是一个点的三维改正值,它默认了使用点所在的坐标系与WGS84坐标系北方向是一致的,但实际情况并非如此,随着距离的增大RTK测量结果会和已知坐标系产生越来越大的偏移量,误差也会越大,所以采用标准坐标系时这种方法仅限于1km左右的测量范围。 当然如果是假定近似直角坐标就没有这种距离限制,因为通常假定的坐标北方向与WGS84方向是一致的。 四参数是同一椭球不同坐标系之间的转换参数,表示为△X、△Y、A(旋转角)、K(尺度比); 七参数是两个不同椭球之间的转换参数,表示为△X、△Y、△Z、△α、△β、△γ、△K,三个平移、三个旋转和一个尺度参数。四参数和七参数是不能同时使用的,两者只能选其一。 RTK直接测量的坐标是属于WGS84坐标系,我们通常用的是国家标准坐标系统,比如1954年北京坐标系,两者并不是一个椭球,那么原则上讲需要七参数才可以实现两个椭球的转换,我们才有可能采集到54坐标。但在不能精确求取七参数的情况下,可把WGS84的原始经纬度作为北京54的经纬度处理,这样一来就可以通过采集两个或两个以上的北京54已知点来求取四参数。 求取四参数的方法: 一是利用室内点校正,即在未到现场的情况下,在点校正菜单中,选取数据库中的控制点,并且输入对应的WGS84坐标,软件就会自动计算出四参数并给出点位精度; 另一种方法就是利用现场点校正,即在指定的控制点进行坐标联测,一般联测两个以上点就可以求出四参数,并自动启用。 实际工作中,转换参数是一个很重要的问题,所以一定要正确求取,最好留一些点进行检查,以实时把握参数的精度。具体求参数时主要是对已知点的要求比较多,有以下几个方面: 1、控制点的数量应足够。一般来讲,平面控制应至少三个,高程控制应根据地形地貌条件,数量要求会更多(比如6个或以上)以确保拟合精度要求。 2、控制点的控制范围和分布的合理性。控制范围应以能够覆盖整个工区为原则,一般情况下,相邻控制点之间的距离在3km-5km,所谓分布的合理性主要是指控制点分布的均匀性,当然控制点是越多越好。 3、已知点少时,点位决定精度。如果只有两个点情况下,两已知点距离不应太近,一般情况下作用范围不应超过两点距离的1.5倍;另外两已知点也不应在象限方向上,即不应在东西或南北方向,应存在一定的偏角。 4、控制点精度应统一。用于求参数的控制点应是经过统一平差的点。 RTK在线路放样中的应用 1.设计和施工中进行定位放样时,首先采用GPS静态定位技术或常规测量方法沿线布设控制网并精确测得各控制点坐标和高程,作为定线测量设置基准站的条件。控制测量的成果可以文本数据格式文件的形式输入或存入到电子簿供放样时调用。定线测量放样点的坐标可以按两种形式输入电子手簿。 2.精
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