GPS基站与转换参数对RTK测量误差的影响
更新时间:2024-03-14 20:11:01 阅读量: 综合文库 文档下载
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GPS基站与转换参数对RTK测量误差的影响
摘 要:在一般的RTK测量工作中,都是在测区范围内获取参数,也就是控制点要求在测区的距离范围里,然后在测区里测定相应点的数据。本文研究的是在一个很小的范围内获取参数,以基准站与流动站间的距离为变量,在不同距离范围内对已知的点进行观测,将所得数据与已知的数据进行比较,分析误差的大小,从而得出结果对测量误差的影响。
关键词:RTK测量;范围;参数;误差 引言:
RTK测量实时以其高精度、高效率、宽广的应用范围极受业界的青睐,得到了空前的关注。结合目前GPS定位的民用技术水平,如何将上述优势淋漓尽致的体现出来,其中一个重要的技术环节就是正确、实时地求取地方坐标转换参数。 此次设计的内容就是通过实地操作,在一个很小的范围内获取参数,以基准站与流动站间的距离为变量,在不同距离范围内对已知的点进行观测,将所得数据与已知的数据进行比较,分析误差的大小,从而得出结果对测量误差的影响。 1 GPS卫星定位技术简介
全球定位系统 GPS (Global Position System),是一种可
以授时和测距的空间交会定点的导航系统,可向全球用户提供连续、实时、高精度的三维位置,三维速度和时间信息。 2 RTK技术及应用
随着全球定位系统(GPS)技术的快速发展,RTK(Real Time Kinematic)测量技术也日益成熟,RTK测量技术逐步在测绘中得到应用。RTK测量技术因其精度高、实时性和高效性,使得其在城市测绘中的应用越来越广。
时动态(RTK) 测量系统,是GPS 测量技术与数据传输技术的结合,是GPS 测量技术中的一个新突破。RTK测量技术是以载波相位观测量为根据的实时差分GPS 测量技术, 载波相位差分技术――RTK技术既有广阔的前景,又有着很大的难度。由于它的测量精度高,时间短,所以在快速静态测量,动态测量,准动态测量中得到广泛的应用,能快速高精度建立工程控制网和实际工程作业。同时,可进一步拓宽到实时三维动态放样,一步法成图等作业中。例如海上精密打桩工程,定点打孔炸礁,地籍测绘地图等。
但是,这一技术仍存在着局限性。例如,基准站信号的传输延迟,给实时定位带来的误差。高波特率数据传输的可靠性及电台干扰更是影响工作的主要问题。 3.参数与坐标转换
全球定位系统(GPS)使用的是WGS――84坐标系统,我国绝大多数使用的是北京54坐标系统(当然还有众多的
地方坐标系统),所以就存在坐标转换问题。 3.1 RTK转换参数
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。
两个椭球间的坐标转换,一般而言比较严密的是用七参数法,即X平移,Y平移,Z平移,X旋转,Y旋转,Z旋转,尺度变化K。要求得七参数就需要在一个地区需要3个以上的已知点,如果区域范围不大,最远点间的距离不大于30Km(经验值),这可以用三参数,即X平移,Y平移,Z平移,而将X旋转,Y旋转,Z旋转,尺度变化K视为0,所以三参数只是七参数的一种特例。 在一个椭球的不同坐标系中转换需要用到四参数转换,举个例子,在深圳既有北京54坐标又有深圳坐标,在这两种坐标之间转换就用到四参数,计算四参数需要两个已知点。 4 技术方案设计 4.1 设计主要内容
对固定基准站而言,同仪器和干扰有关的误差可通过各
种校正方法予以削弱,同距离有关的误差将随移动站至基准站的距离的增加而加大,所以RTK的有效作业半径是非常有限的(一般小于20公里)。
此次设计的内容就是通过实地操作,在一个较小的范围即校园内,以一至三个已知点获取不同的参数,再以基准站与流动站间的距离为变量,用实验区内的Corso站为基站,在不同距离范围内,也就是实验区城区附近已知的点进行观测,将所得数据与已知的数据进行比较,分析误差的大小,从而得出结果对测量误差的影响。 4.2 设计略图
下图是本次设计的示意图,中间的虚线小圆部分,就是学校这个较小的范围,在是实验区里有已知的控制点。采用一至三个点分别确定转换参数,不同半径的圆形区域代表不同的距离范围,用小范围确定的参数,对个范围内的已知点进行测量,在进行比较,分析。
此次试验的点是实验区内的控制点,表5-1就是这些点的已知的坐标。
首先以实验区的Corso站为基站,将移动站与Corso连好,选学校周边离基站较近的点,先用一个点求取参数,进行点校正,再用两个点和三个点分别求取参数,然后到其他已知点上,用这三个不同的参数对各个点进行测量。 将所得数据与已知的数据进行比较。
6结论
通过在实验区附近几个已知点求取参数,对不同距离的的点进行RTK测量,得出了上述数据,用三个已知点求取参数进行测量,要比用一个点和两个点求得的参数测得的数据误差要小,随着距离的增加,所测数据的误差也会增大。在较小的范围内获取了参数,在范围以外,随着距离的增大,所测得的数据误差会逐渐增大。 参考文献
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