GPS定位及RTK原理

1、GPS定位及RTK原理GPS定位全球定位系統(tǒng)GPS(Global Positioning System)是美國陸?？杖娐?lián)合研制的衛(wèi)星導(dǎo)航系統(tǒng)，具有全球性、全天候、連續(xù)性、實時性導(dǎo)航定位和定時功能，能為各類用戶提供精密的三維坐標(biāo)、速度和時間。它由空間部分（GPS衛(wèi)星星座）、地面控制部分（地面監(jiān)控系統(tǒng)）、用戶設(shè)備部分（GPS信號接收機(jī)）三個部分組成。在GPS觀測中，我們測出衛(wèi)星到接收機(jī)的距離，利用三維坐標(biāo)中的距離公式，利用3顆衛(wèi)星，就可以組成3個方程式，解出觀測點的位置（X，Y，Z）三個未知數(shù)?？紤]到衛(wèi)星時鐘與接收機(jī)時鐘之間的誤差，實際上有4個未知數(shù)，X、Y、Z和鐘差，因此，需要引入第四顆衛(wèi)星，

2、形成四個方程式進(jìn)行求解，從而可以確定某一觀測點的空間位置，精確算出該點的經(jīng)緯度和高程。單點導(dǎo)航定位與相對測地定位是GPS應(yīng)用的兩個方面；對常規(guī)測量而言相對測地定位是主要的應(yīng)用方式。相對測地定位是利用L1和L2載波相位觀測值實現(xiàn)高精度測量，其原理是采用載波相位測量局域差分法：在接收機(jī)之間求一次差，在接收機(jī)和衛(wèi)星觀測歷元之間求二次差，通過兩次差分計算解算出待定基線的長度；求解整周模糊度是其關(guān)鍵技術(shù)，根據(jù)算法模型，設(shè)計了靜態(tài)、快速靜態(tài)以及RTK等作業(yè)模式。靜態(tài)作業(yè)模式主要用于地殼變形觀測、國家大地測量、大壩變形觀測等高精度測量；快速靜態(tài)測量以其高效的作業(yè)效率與厘米級精度廣泛應(yīng)用于一般的工程測量；而R

3、TK測量以其快速實時，厘米級精度等特點廣泛應(yīng)用于數(shù)據(jù)采集(如碎部測量)與工程放樣中。RTK技術(shù)代表著GPS相對測地定位應(yīng)用的主流。RTK的原理 RTK是以載波相位觀測量為根據(jù)的實時差分GPS測量，它能夠?qū)崟r地提供測站點在指定坐標(biāo)系中的厘米級精度的三維定位結(jié)果。RTK測量系統(tǒng)通常由三部分組成，即GPS信號接收部分（GPS接收機(jī)及天線）、實時數(shù)據(jù)傳輸部分（數(shù)據(jù)鏈，俗稱電臺）和實時數(shù)據(jù)處理部分（GPS控制器及其隨機(jī)實時數(shù)據(jù)處理軟件）。RTK測量是根據(jù)GPS的相對定位理論，將一臺接收機(jī)設(shè)置在已知點上（基準(zhǔn)站），另一臺或幾臺接收機(jī)放在待測點上（移動站），同步采集相同衛(wèi)星的信號?；鶞?zhǔn)站在接收GPS信號并進(jìn)行載波相位測量的同時，通過數(shù)據(jù)鏈將其觀測值、衛(wèi)星跟蹤狀態(tài)和測站坐標(biāo)信息一起傳送給移動站；移動站通過數(shù)據(jù)鏈接收來自基準(zhǔn)站的數(shù)據(jù)，然后利用GPS控制器內(nèi)置的隨機(jī)實時數(shù)據(jù)處理軟件與本機(jī)采集的GPS觀測數(shù)據(jù)組成差分觀測值進(jìn)行實時處理，實時給出待測點的坐標(biāo)、高程及實測精度，并將實測精度與預(yù)設(shè)精度指標(biāo)進(jìn)行比較，一旦實測精度符合要求，手簿將提示測量人員記錄該點的三維坐標(biāo)及其精度。作業(yè)時，移動站可處于靜止?fàn)顟B(tài)，也可處于運動狀態(tài)；可在已知點上先進(jìn)行初始化后再進(jìn)入動態(tài)作業(yè)，也可在動態(tài)條件下直接開機(jī)，并在動態(tài)環(huán)境下完成整周模糊值的搜索求解。在整周模糊值固定后，即可進(jìn)行每個歷元的實時處