opGPSRTK技術(shù)在工程測(cè)量中的應(yīng)用市公開課一等獎(jiǎng)省賽課獲獎(jiǎng)?wù)n件

GPSRTK技術(shù)

在工程測(cè)量中應(yīng)用opGPSRTK技術(shù)在工程測(cè)量中的應(yīng)用第1頁(yè)GPS測(cè)量定位發(fā)展情況1定位模式絕對(duì)定位相對(duì)定位差分定位5天線運(yùn)動(dòng)狀態(tài)靜態(tài)定位動(dòng)態(tài)定位相對(duì)于地固坐標(biāo)系3取得定位結(jié)果時(shí)效事后定位實(shí)時(shí)定位2觀察值類型偽距測(cè)量載波相位測(cè)量非差定位4數(shù)據(jù)處理方式opGPSRTK技術(shù)在工程測(cè)量中的應(yīng)用第2頁(yè)差分GPS分類②單基準(zhǔn)站GPS差分局部區(qū)域差分廣域差分

位置差分

偽距差分

載波相位差分opGPSRTK技術(shù)在工程測(cè)量中的應(yīng)用第3頁(yè)GPSRTK定位系統(tǒng)組成1．GPS接收機(jī)：雙(多)頻接收機(jī)是理想選擇。2．無線電數(shù)據(jù)鏈1）基準(zhǔn)站發(fā)射電臺(tái)：普通為外置獨(dú)立電臺(tái)。2）流動(dòng)站接收電臺(tái)：能夠內(nèi)置在GPS接收機(jī)內(nèi)部，也有外置獨(dú)立電臺(tái)。3）中繼站電臺(tái)(非必要)：既能接收基準(zhǔn)站發(fā)送信號(hào)又能將接收信號(hào)發(fā)送出去，普通是外置獨(dú)立電臺(tái)?；谝苿?dòng)通訊技術(shù)數(shù)據(jù)傳輸鏈路（網(wǎng)絡(luò)RTK）。3．電子手簿(控制器)：設(shè)置測(cè)量形式和相關(guān)參數(shù)、實(shí)時(shí)閱讀、存放測(cè)量坐標(biāo)等。opGPSRTK技術(shù)在工程測(cè)量中的應(yīng)用第4頁(yè)Trimble5000GPSRTK設(shè)備

5700面板示意圖5700電池及存放卡opGPSRTK技術(shù)在工程測(cè)量中的應(yīng)用第5頁(yè)Trimble5000GPSRTK設(shè)備

5700接口示意圖ZephyrGeodeticGPS天線opGPSRTK技術(shù)在工程測(cè)量中的應(yīng)用第6頁(yè)Trimble5000GPSRTK設(shè)備

5800接口示意圖5800接收機(jī)和天線一體機(jī)opGPSRTK技術(shù)在工程測(cè)量中的應(yīng)用第7頁(yè)Trimble5000GPSRTK設(shè)備

TSCe控制器接口TSCe控制器opGPSRTK技術(shù)在工程測(cè)量中的應(yīng)用第8頁(yè)Trimble5000GPSRTK設(shè)備

TrimMark3電臺(tái)接口TrimMark3電臺(tái)外觀電臺(tái)鞭狀天線opGPSRTK技術(shù)在工程測(cè)量中的應(yīng)用第9頁(yè)Trimble5000GPSRTK設(shè)備

電臺(tái)傳輸速率選擇電臺(tái)頻道選擇opGPSRTK技術(shù)在工程測(cè)量中的應(yīng)用第10頁(yè)Trimble5700基準(zhǔn)站組成基準(zhǔn)站GPS接收機(jī)ZephyerGPS天線接收機(jī)到GPS天線電纜Trimmark3電臺(tái)接收機(jī)到電臺(tái)數(shù)據(jù)線電臺(tái)鞭狀天線電臺(tái)到鞭狀天線電纜電臺(tái)電源線汽車電瓶（12v直流，自備）TSCe或ACU手簿接收機(jī)到手簿電纜三腳架（兩個(gè)，一個(gè)用于架設(shè)GPS天線，另一個(gè)用于架設(shè)電臺(tái)鞭狀天線）基座及連接器（與三腳架配套）電臺(tái)天線支撐桿（含配套與三腳架連接簿鋼圓盤）opGPSRTK技術(shù)在工程測(cè)量中的應(yīng)用第11頁(yè)Trimble5700基準(zhǔn)站組成

opGPSRTK技術(shù)在工程測(cè)量中的應(yīng)用第12頁(yè)Trimble5700流動(dòng)站組成流動(dòng)站GPS接收機(jī)（含電池）ZephyerGPS天線接收機(jī)到GPS天線電纜電臺(tái)鞭狀天線接收機(jī)到鞭狀天線電纜TSCe或ACU手簿接收機(jī)到手簿電纜手簿托架流動(dòng)站對(duì)中桿流動(dòng)站背包opGPSRTK技術(shù)在工程測(cè)量中的應(yīng)用第13頁(yè)GPSRTK作業(yè)流程和實(shí)施搜集測(cè)區(qū)控制點(diǎn)資料；求解轉(zhuǎn)換參數(shù)；參考站選定和建立；流動(dòng)站設(shè)置；開始測(cè)圖或放樣。opGPSRTK技術(shù)在工程測(cè)量中的應(yīng)用第14頁(yè)坐標(biāo)系統(tǒng)

opGPSRTK技術(shù)在工程測(cè)量中的應(yīng)用第15頁(yè)坐標(biāo)系統(tǒng)轉(zhuǎn)換GPS直接定位結(jié)果是WGS84橢球下空間直角坐標(biāo)或大地坐標(biāo)。而實(shí)際使用坐標(biāo)是基于其它橢球（如克氏橢球、75國(guó)際橢球等）空間直角坐標(biāo)，或空間大地坐標(biāo)，或平面直角坐標(biāo)＋水準(zhǔn)高程，即存在著衛(wèi)星定位結(jié)果與傳統(tǒng)地面測(cè)量結(jié)果之間轉(zhuǎn)換問題。opGPSRTK技術(shù)在工程測(cè)量中的應(yīng)用第16頁(yè)坐標(biāo)系統(tǒng)轉(zhuǎn)換步驟WGS84橢球下空間直角或大地坐標(biāo)其它橢球下空間直角或大地坐標(biāo)橢球轉(zhuǎn)換（如七參數(shù)轉(zhuǎn)換）高斯坐標(biāo)正算平面直角坐標(biāo)水準(zhǔn)正常高高程異常opGPSRTK技術(shù)在工程測(cè)量中的應(yīng)用第17頁(yè)求解轉(zhuǎn)換參數(shù)GPS靜態(tài)測(cè)量中，坐標(biāo)轉(zhuǎn)換是在事后處理時(shí)進(jìn)行。而GPSRTK是用于實(shí)時(shí)測(cè)量，要求馬上給出當(dāng)?shù)刈鴺?biāo)，這使得坐標(biāo)轉(zhuǎn)換工作更顯得主要。opGPSRTK技術(shù)在工程測(cè)量中的應(yīng)用第18頁(yè)求解轉(zhuǎn)換參數(shù)(1).已知點(diǎn)最好選在測(cè)區(qū)四面及中心，均勻分布，能有效控制測(cè)區(qū)。假如選在測(cè)區(qū)一端，應(yīng)計(jì)算出滿足給定精度和控制范圍。切記不可從一端無限制地向另一端外推。(2).為了提升精度，最好選3個(gè)以上點(diǎn)利用最小二乘法求解轉(zhuǎn)換參數(shù)。為了校驗(yàn)轉(zhuǎn)換參數(shù)精度和正確性，還能夠選取幾個(gè)點(diǎn)不參加計(jì)算，而帶入公式起校驗(yàn)作用，經(jīng)過校驗(yàn)滿足要求轉(zhuǎn)換參數(shù)認(rèn)為是可靠。(3).在不考慮七參數(shù)中尺度比和旋轉(zhuǎn)參數(shù)時(shí)，能夠現(xiàn)場(chǎng)求定三個(gè)平移參數(shù)。

opGPSRTK技術(shù)在工程測(cè)量中的應(yīng)用第19頁(yè)求解轉(zhuǎn)換參數(shù)方法一：使用一些工具軟件。opGPSRTK技術(shù)在工程測(cè)量中的應(yīng)用第20頁(yè)求解轉(zhuǎn)換參數(shù)方法二：使用TGO中點(diǎn)校正功效在室內(nèi)計(jì)算。opGPSRTK技術(shù)在工程測(cè)量中的應(yīng)用第21頁(yè)求解轉(zhuǎn)換參數(shù)方法三：野外工作時(shí)，利用控制器軟件TrimbleSurveyController中點(diǎn)校正功效。opGPSRTK技術(shù)在工程測(cè)量中的應(yīng)用第22頁(yè)參考站選定參考站安置是順利實(shí)施動(dòng)態(tài)GPS關(guān)鍵之一，參考站安置要滿足以下條件：①參考站應(yīng)有正確已知坐標(biāo)。②參考站應(yīng)選在地勢(shì)較高（還要考慮交通方便）、天空較為開闊、周圍無高度角超出10°障礙物、有利于衛(wèi)星信號(hào)接收和數(shù)據(jù)鏈發(fā)射位置。③為預(yù)防數(shù)據(jù)鏈丟失以及多路經(jīng)效應(yīng)影響，周圍無GPS信號(hào)反射物（大面積水域，大型建筑物等），無高壓線、電視臺(tái)、無線電發(fā)射站、微波站等干擾源。④參考站應(yīng)選在土質(zhì)堅(jiān)實(shí)、不易破壞位置。opGPSRTK技術(shù)在工程測(cè)量中的應(yīng)用第23頁(yè)參考站設(shè)置基準(zhǔn)站設(shè)置包含：建立項(xiàng)目和坐標(biāo)系統(tǒng)管理、基準(zhǔn)站電臺(tái)頻率選擇、RTK工作方式選擇、基準(zhǔn)站坐標(biāo)輸入、基準(zhǔn)站工作開啟等。1．建立項(xiàng)目和坐標(biāo)系統(tǒng)管理1)建立工作項(xiàng)目標(biāo)名稱、數(shù)據(jù)單位選擇等。2)坐標(biāo)系統(tǒng)管理參考橢球選擇或橢球參數(shù)輸入。投影方式和投影帶選擇或建立。大地水準(zhǔn)面資料選擇。平面轉(zhuǎn)換參數(shù)輸入。高程轉(zhuǎn)換參數(shù)輸入等。opGPSRTK技術(shù)在工程測(cè)量中的應(yīng)用第24頁(yè)參考站設(shè)置2．基準(zhǔn)站電臺(tái)頻率選擇依據(jù)對(duì)當(dāng)?shù)赜驘o線電頻率了解，選擇一個(gè)理想頻率，流動(dòng)站和基準(zhǔn)站必須使用同一個(gè)頻率?；鶞?zhǔn)站電臺(tái)頻率能夠在計(jì)算機(jī)上設(shè)置和選擇，當(dāng)基準(zhǔn)站電臺(tái)帶有顯示面板時(shí)，能夠經(jīng)過面板設(shè)置。3．RTK工作方式選擇用電子手簿選擇GPS工作方式為RTK作業(yè)方式。opGPSRTK技術(shù)在工程測(cè)量中的應(yīng)用第25頁(yè)參考站設(shè)置4．基準(zhǔn)站坐標(biāo)輸入設(shè)置本站為基準(zhǔn)站，普通將基準(zhǔn)站置于坐標(biāo)已知控制點(diǎn)上，所以能夠輸入已知點(diǎn)點(diǎn)名、平面坐標(biāo)和海拔高(如需要時(shí)也能夠輸入其它坐標(biāo)系統(tǒng)坐標(biāo))及GPS天線高度。5．基準(zhǔn)站RTK工作開啟以上設(shè)置完成后，能夠開啟GPSRTK基準(zhǔn)站，開始測(cè)量并經(jīng)過電臺(tái)發(fā)送數(shù)據(jù)。opGPSRTK技術(shù)在工程測(cè)量中的應(yīng)用第26頁(yè)流動(dòng)站設(shè)置流動(dòng)站GPS設(shè)置包含：建立項(xiàng)目和坐標(biāo)系統(tǒng)管理、流動(dòng)站電臺(tái)頻率選擇、相關(guān)坐標(biāo)輸入、RTK工作方式選擇、流動(dòng)站RTK工作開啟等。1.建立項(xiàng)目和坐標(biāo)系統(tǒng)管理1)．建立工作項(xiàng)目標(biāo)名稱、數(shù)據(jù)單位選擇等。2)．坐標(biāo)系統(tǒng)管理。2.流動(dòng)站電臺(tái)頻率選擇依據(jù)對(duì)當(dāng)?shù)赜驘o線電頻率了解，選擇一個(gè)理想頻率，流動(dòng)站和基準(zhǔn)站必須使用同一個(gè)頻率。流動(dòng)站電臺(tái)頻率能夠在計(jì)算機(jī)上設(shè)置和選擇，也能夠經(jīng)過電子手簿設(shè)置。opGPSRTK技術(shù)在工程測(cè)量中的應(yīng)用第27頁(yè)流動(dòng)站設(shè)置3.相關(guān)坐標(biāo)輸入在電子手簿中輸入測(cè)區(qū)中其它控制點(diǎn)坐標(biāo)，以供求解坐標(biāo)轉(zhuǎn)換參數(shù)或作為測(cè)量過程中檢驗(yàn)點(diǎn)使用。4.RTK工作方式選擇用電子手簿選擇GPS工作方式為RTK作業(yè)方式。

opGPSRTK技術(shù)在工程測(cè)量中的應(yīng)用第28頁(yè)GPSRTK測(cè)量結(jié)果精度評(píng)定精度評(píng)定與靜態(tài)測(cè)量基線處理精度評(píng)定相同，普通使用以下指標(biāo)：1．載波相位整周含糊度是否固定GPS測(cè)量規(guī)范要求流動(dòng)站距離基準(zhǔn)站距離不能超出15km，載波相位整周含糊度能夠得到固定解，這么定位精度才能到達(dá)厘米級(jí)。2．均方根RMSRMS在這里表示RTK定位點(diǎn)觀察值精度，它是包含大約70％定位數(shù)據(jù)誤差圓半徑。只有點(diǎn)位觀察值精度到達(dá)要求時(shí)，載波相位整周含糊度才能夠得到固定解，坐標(biāo)精度才能滿足精度要求。opGPSRTK技術(shù)在工程測(cè)量中的應(yīng)用第29頁(yè)GPSRTK測(cè)量結(jié)果質(zhì)量控制GPSRTK慣用質(zhì)量控制方法有外部檢核和內(nèi)部檢核，其中內(nèi)部檢核包含快速靜態(tài)比較法、重測(cè)比較法、電臺(tái)變頻法等。外部檢核主要是使用全站儀、經(jīng)緯儀、水準(zhǔn)儀、鋼卷尺等傳統(tǒng)測(cè)量?jī)x器測(cè)量邊長(zhǎng)、角度、高查等幾何量進(jìn)行比較，這種方法也是最有效方法，但存在工作量大缺點(diǎn)。內(nèi)部檢核效率高，但一些系統(tǒng)性錯(cuò)誤（如參數(shù)設(shè)置）不輕易檢驗(yàn)出來。實(shí)際操作時(shí)宜依據(jù)現(xiàn)場(chǎng)情況結(jié)合使用，并將其作為測(cè)量結(jié)果資料一部分。opGPSRTK技術(shù)在工程測(cè)量中的應(yīng)用第30頁(yè)GPSRTK測(cè)量結(jié)果質(zhì)量控制快速靜態(tài)比較法：在進(jìn)行RTK觀察同時(shí)，對(duì)一些RTK點(diǎn)再作一次快速靜態(tài)觀察，事后對(duì)這些點(diǎn)RTK結(jié)果和靜態(tài)測(cè)量結(jié)果進(jìn)行比較分析。因?yàn)樵谡TK觀察過程中，基準(zhǔn)站和流動(dòng)站普通不統(tǒng)計(jì)原是觀察數(shù)據(jù)，所以需要約定同時(shí)統(tǒng)計(jì)5～10分鐘原是觀察數(shù)據(jù)。這種方法不能進(jìn)行實(shí)時(shí)檢驗(yàn)，一旦發(fā)覺不合格，就只有返工重測(cè)了。重測(cè)比較法：每次重新初始化成功后，先重測(cè)附近已經(jīng)觀察過RTK點(diǎn)1～3個(gè)，并現(xiàn)場(chǎng)比較其結(jié)果，從而判斷初始化是否正確可靠。假如附近有其它已知