rtk依赖GPS提供rtk定位原理吗

GPS/BDS的RTK定位算法研究
实现GPS/BDS RTK定位的核心问题是解算模糊度的整数解[1]。虽然单历元GPS/BDS的卫星个数比单一的GPS多出许多,但是,单历元的载波相位双差法方程矩阵仍然是秩亏的,利用较少的历元的最小二乘解算,模糊度浮点解的精度不高且其协方差阵相关性高,从而导致固定模糊度需要较长的时间,显然在RTK定位中并不适用。Kalman滤波理论作为一种重要的最优估计理论,被广泛应用于GNSS定位。本文利用附加模糊度参数的Kalman滤波,实时更新状态向量及其方差-协方差阵,估算参数的浮点解。但是在滤波过程中,如果函数模型和滤波参数不准确,会影响滤波的精度和收敛速度[2]。本文针对无偏的函数模型和随机模型,提出了一种确定RTK定位中Kalman滤波参数的方法。根据该算法编制GPS/BDS RTK定位软件,解算了GPS/BDS实测的短基线数据。从定位结果可以看出,BDS的RTK定位精度和GPS相当,GPS/BDS的RTK定位模糊度固定的效率相对于...&
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0引言在GNSS实践应用过程中,由于某些极端情况造成观测卫星的数目较少时,采用单系统进行RTK定位会由于观测卫星的空间几何结构较差而使得系统可用性降低,大大影响作业效率。而在多系统条件下,观测卫星数目的增加可显著增强单频RTK定位模型的几何强度,进而可缩减目前GPS单频RTK定位的初始化时间并提高其可靠性。GNSS单历元RTK定位精度和可靠性取决于模糊度能否正确固定。在GNSS单系统条件下,当天空中可见导航卫星数很少时,整周模糊度的计算就变得很困难。伴随着我国的北斗卫星导航系统已部署完成由5颗GEO卫星、5颗IGSO卫星和4颗MEO卫星组成的区域星座,具备了向中国及周边地区提供服务的能力,以及日GLONASS恢复全球组网运行,向全球民用用户提供长期免费服务,并宣布系统服务性能水平与美国GPS系统相当,多个GNSS系统的运行为多系统单频RTK定位模糊度解算的可靠性带了极大的提升。GPS与BDS在信号体制结构方面...&
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GPS/BDS常规RTK定位性能依赖基准站与流动站之间的距离,对于短距离(小于10 km)基线,双差观测值可以消除了大部分轨道误差、电离层误差和对流层误差,较容易达到静态mm级以及动态cm级的定位精度[1-2]。但是在海上、偏远或者沙漠地区,流动站距基站距离往往比较远,常规RTK性能也急剧下降。因为随着基线距离增加,双差电离层和对流层残余误差严重影响着RTK的定位性能,因此对于中长距离RTK,必须对二者加以考虑。常见电离层误差处理方式有模型改正[3]、无电离层组合(LC)[4]以及参数估计方法[5]。对中长距离RTK,模型改正(比如经典的Klobuchar模型)由于精度较低,适用于单频数据;双频LC组合虽然较好地消除大部分电离层误差,但组合观测值噪声也随之增大,所以往往效果不如直接将电离层作为参数进行估计[6]。对流层是非弥散性介质,分为干延迟和湿延迟,不能通过观测值组合消除,一般处理方式为模型改正或者进行参数估计。电离层和对流...&
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GNSS技术提供的PNT(Positioning,Naviga-tion,Timing)服务在社会生产生活中发挥了日益重要的作用。在PNT框架下,GNSS技术已经从单一卫星系统向多星座GNSS多模系统转变[1]。在定位领域中,较之单一卫星系统,多模系统在定位精度、可靠性、可用性以及抗干扰等方面均具有优势[2-4]。目前,在全球4大GNSS系统中,除了GLO-NASS采用频分多址(FDMA)技术体制以外,GPS,BDS以及GALILEO系统均采用码分多址(CDMA)技术体制。因此,GPS/BDS/GALILEO多模系统具有更优的耦合度,可实现观测方程深度组合,有益于充分发挥多模系统的优势[5-6]。目前北斗可用卫星为14颗(5GEO+5IGSO+4MEO),GALILEO可用卫星为6颗,因此,GPS/BDS/GALILEO组合具有很强的现实意义[7-8]。利用4 d实测数据进行不同GNSS数据单频单历元RTK定位计算,并从模糊度衰...&
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随着我国北斗导航系统不断的发展并走向成熟,利用北斗进行卫星定位逐渐成为当今定位的主要方式之一,并在国防建设、工程施工及城市交通等领域得到了广泛的应用。目前,多系统组合定位越来越成为GNSS卫星导航定位主要发展趋势之一,GPS/BDS进行组合定位相较于单系统定位可获得更多的观测卫星,组成更好的卫星布局,提高卫星定位精度。实时动态定位(RTK)是目前动态定位的重要定位方式,在没有实时要求的情况下,可将采集到的实验数据带回室内,进行事后动态数据处理。本文对GPS/BDS组合后处理动态定位的算法和程序进行了详细的研究,重点研究了 GPS/BDS系统融合问题和整周模糊度的解算方法及策略,并用自编程序对实测数据进行了解算和分析。本文主要研究工作和结论如下:(1)本文在GPS和BDS卫星广播星历的基础上对GPS和BDS时间系统和坐标系统进行统一,研究了 GPS/BDS组合相对定位的函数模型,在组合单差、双差数学模型的基础上对卫星定位存在的误差...&
(本文共74页)
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北斗卫星导航系统是我国独立建设和发展的全球卫星导航系统,是继GPS、GLONASS、GALILEO之后的第四大全球卫星导航系统。研究BDS定位算法,使其能更好的为用户提供服务,具有现实意义。随着GPS、GLONASS、GALILEO、BDS系统建设及现代化完成,多系统组合定位突显出优势,已成为导航定位研究的热点。在GNSS高精度定位技术中,由于相对定位时同步观测的两站所受到的许多误差是大体相同的,可通过差分的方式消除或大幅度削弱,从而获得高精度定位结果,已成为精密定位的主要作业方式。本文在对BDS/GPS相对定位理论研究基础上,重点研究了BDS短基线相对定位算法以及BDS/GPS组合定位关键技术,并将BDS单系统及BDS/GPS组合系统相对定位技术应用于泾阳滑坡监测。本文主要研究内容及结论如下:(1)针对BDS载波相位相对定位中周跳探测问题,深入分析了MW组合法及电离层残差法两种周跳探测方法,采用BDS实测数据进行验证。结果表明...&
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传真:010-GPSRTK 定位系统在水利工程测量工作中的应用
&摘要:本文结合几年来gpsrtk在我院的工作实践简要阐述了gps 系统的组成及测量特点,从控制测量、地形测图、断面测量等方面论述了gps 在水利工程测量中的应用。&
关键词:gps rtk 定位系统;控制测量;地形测量, 断面测量&
rtk(real time kinematic)技术又称载波相位动态实时差分技术,是建立在实时处理两个测站的载波相位基础上的技术。它能够实时地提供测量点在指定坐标系中的三维坐标,并达到M级精度要求。rtk测量系统一般由以下三部分组成:(1)gps接收设备。(2)数据传输设备:即数据链,是实现实时动态测量的关键性设备。(3)软件解算系统:对于保障实时动态测量结果的精确性与可靠性,具有决定性作用。rtk定位技术的作业原理是将基准站采集的gps卫星载波相位观测量通过调制解调器进行编码和调试,经电台数据链发射出去。而移动站在对gps卫星进行观测并采集载波相位观测量的同时,也接收来自基准站的电台信号。移动站通过解调得到基准站的载波相位观测量,再利用otf技术对由基准站和移动站采集的载波相位观测量所确定的差分改正数动态求解整周模糊度。在整周未知数解固定后,即对每个历元进行实时处理。只要能保证4颗以上卫星相位观测值的跟踪和必要的卫星几何图形,移动站可根据给定的转换参数进行坐标系&
统的转换,从而实时给出M级的定位结果。&
1 gpsrtk 系统的组成与测量特点&
gpsrtk 全球定位系统是由空间卫星群和地面监控系统两大部分组成,除此之外,测量用户还应有卫星接收设备。gps 全球定位系统的测量有以下特点:&
1.1 测站之间无需通视&
测站间相互通视一直是测量学的难题。gpsrtk 这一特点,使得选点更加灵活方便。但测站上空必须开阔,以使接收gps 卫星信号不受干扰。&
1.2 定位精度高&
一般双频gps 接收机基线解精度为5mm+1&10- 6,而红外仪标称精度为5mm+5&10- 6,gps 测量精度与红外仪相当,但随着距离的增长,gps 测量优越性愈加突出,根据有关资料介绍,在小于50km的基线上,其相对定位精度可达12&10- 6,而在100~500km的基线上可达10- 6~10- 7。&
1.3 观测时间短&
在采用gps 布设控制网时,每个测站上的观测时间一般在30~40min 之间,观测时间很短;采用快速静态定位方法时,观测时间更短。如使用 topcon gps 接收机的快速静态法可在5 min 以内求得测点坐标。&
1.4 提供三维坐标&
gps 测量在精确测定观测站平面位置的同时,可以精确地测定观测站的大地高程。&
1.5 操作简便&
gps 测量的自动化程度很高。目前gps 接收机已趋于小型化和操作&傻瓜&化,观测人员只需将天线对中、整平,量取天线高打开电源即可进行自动观测,利用数据处理软件对数据进行处理即求得测点三维坐标,而其他观测工作如卫星的捕获、跟踪观测等均由仪器自动完成。&
1.6 全天候作业&
gps 观测可在任何地点、任何时间连续地进行,一般不受天气变化的影响。&
2 gpsrtk 系统在水利工程测量中的实践应用&
2.1 控制测量中的应用&
常规控制测量如三角测量、导线测量,通常是先布设控制网点,在国家高等级控制网点的基础上加密次级控制网点,以往是利用全站仪及棱镜等实施,而在这一过程中要求点间必须通视,对于较大的控制网,测边测角工作量非常繁重,有时甚至在人身安全上都有较大危险性,而且外业中不能及时知道测量成果的精度,等内业计算完毕,如有超限问题,返工作业让测量人员非常头疼,而gps 静态相对定位系统测量时,无需点间通视,就能高精度地进行测定,还可以高精度快速地测定各等级控制点的坐标,但是gps 静态相对定位系统只需要时间进行数据处理,而不能实时定位并知道定位精度,内业处理后,如果发现精度不符合要求,也必须返工测量,随着rtk 技术的出现,控制测量既能实时知道定位结果,又能实时知道定位精度,这样大大提高了作业效率。&
2.2 gpsrtk 在地形测图中的应用&
2.2.1定位精度和可靠性检查&
在系统设置及初始化完成进行测量之前,要进行必要的测量检核,以便确保基站设置正确,测量数据可靠。常用的检核方法有几个方面:1) 用已知点检核比较,即用rtk测量一些控制点的坐标,把它与已知坐标进行比较检核,发现问题及时采取措施改正。经过实践表明,这种方法比较可靠。2) 重测比较,设置完成后先测几个固定点坐标,如果测区已有rtk 点, 即重测已有rtk点坐标进行比较;如果没有,可重新设置仪器,重测刚才测过的rtk点进行比较,同时可用全站仪测量各测点间的距离和高差,用距离反算和高差较差来检核成果的精度。&
2.2.2图根控制测量&
在建筑密集、遮挡严重等利用常规测量手段难于敷设图根控制网的城市、山地、林区等作业地区,可用gps 选择地势相对开阔,信号较强的地区布设gps图根点,以便用全站仪进行测图。考虑测图及检核的需要,一般选择能够通视的3 个图根点为1 个点组进行测量,测量时,利用对中杆将流动站天线安置在图根点上,并用对中杆支架稳定整平对中杆上的气泡,打开主机电源及手簿开关,待出现fix 解时记录观测结果,外业观测结束后,把观测结果传入计算机编辑成图根控制点成果表。&
2.2.3碎部点测量&
对碎部点的测量,手持安置流动站天线的对中杆在碎部点上即可。rtk在空旷的地方采集速度较快,一般几秒钟内可达到固定解,完成1 个点的采集工作,用rtk直接测量地形特征点,由于rtk采集的数据转入数字成图软件后,所有的测量点均为高程点,所以采集时要一边画草图,按碎部点序号记录。到内业时,先把观测数据文件转换成成图系统需要的数据格式文件,然后,在数字成图系统中依据展绘的点位,用相应的线型或符号绘对地物点的采集,根据数字成图系统的特点,在一定范围内最好按地物分类测量,比如测一条水渠,先按顺序把它测完整后再测另一种地物,这样便于画草图、记顺序号,内业编辑也更方便。对于一些圆形地物,如电信杆等,可沿线路走向,把rtk天线分别紧贴电杆前后,采集两点坐标或量取偏心距,内业时把两点连线再取中点或利用偏心距改正即可得到电杆的实际位置。用rtk直接测量地物及地形点,在开阔地有很大的优势,但在另外一些地方也有它的局限性,对建筑物无法直接测量屋角坐标,在地形起伏高差较大的山区或树木较密的林区, gps 卫星信号被阻挡机会较多,rtk数据链传输也受到极大的干扰,这样要等较长的时间才能达到固定解,严重影响作业精度和速度,对这些地区,一般用rtk在稍开阔的地方测一些点作为图根点,再用全站仪采集碎部点坐标,这样可以提高成图速度。&
2.3 rtk 在纵横断面测量中的应用&
水利工程勘测阶段需要测设大量纵、横断面 ,按照常规测量方法,如果用刚尺配合经纬仪,测量一个断面至少需要4组人员施测,即一个观测组(后点),一个选点组(前点),一个钢尺组由经纬仪指导完成断面中间点桩号的测定,然后还得上一个水准组测定中间点高程,对测线较长、精度要求高的断面测量,有时还得上等级水准进行高程控制,作业效率十分低下,月,我市黑河西总干渠下段勘测,成立了一个由24人组成的勘测组,用了115天才完成了全线56公里渠线的勘测外业工作。用全站仪进行断面测量,虽然作业效率有很大提高,但受通视条件限制,尤其是在山区测量也还有很大的局限性,现在用rtk进行断面测量,只需要一个人守基站,另外一个人由设计人员配合,用流动站连选点带中间点测量,带端点控制一次性就过了,省时省力,极大地降低了测量人员的劳动强度,而且精度有保障,作业效率高,在肃南县九条岭梯级水电站勘测中,四级水电站沿西营河自上而下线性布置,总长度26公里,我院五名测量人员用20天就完成全部外业工作。&
gps 作业有着极高的精度,它的作业不受环境和距离及通视条件限制,而且适合于地形条件较差的地区,gps 测量可极大地提高工作效率,它不受人为因素的影响,整个作业过程全由微电子技术、计算机技术控制,自动记录、自动数据预处理,自动平差计算,而且rtk 技术将彻底改变了传统测量模式,能实时地测出所在位置的空间三维坐标,它可以直接进行实地实时放样、中桩测量、点位测量等,同时gps 测量可极大地降低劳动作业强度,提高作业效率,因此,gps 在水利工程测量上具有很大的发展前景。
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GPS RTK技术在工程测量中的应用
  摘要:全球定位系统(GPS)作为测量定位新技术,起先广泛应用于陆海空领域的导航和定位测量,在大地测量及工程测量应用领域中还未得到普及。随着全球定位系统(GPS)技术的发展与完善,其应用已广泛推广到测量的各个领域,特别是GPS实时动态差分RTK(Real—Time—Kinematic)技术的迅速发展和完善在常规测量领域里越来越得到广泛的应用。 中国论文网 http://www.xzbu.com/3/view-4807265.htm  关键词:GPS RTK 工程测量 实际应用   GPS测量技术是以载波相位观测值为根据的实时差分GPS技术,RTK定位技术是它的一个新的突破。是GPS测量技术与数据传输技术的结合。   1 GPS RTK测量原理   GPS RTK测量系统一般由GPS接收设备、数据传输设备和软件系统三部分组成。RTK测量技术是以载波相位观测量为根据,在野外作业时,对点位可获得厘米级的精度,实行实时差分GPS测量技术。其流程是:将一台GPS接收机设置在基准站台上,移动站台的GPS接收机在接收到GPS卫星号的同时,将其观测到的数据通过传输设备实时的发送给移动站台,连续观测所有的GPS卫星,用无线接收设备接受到来自基准站观测到的数据,快速计算并显示出移动站的三维坐标及精度,根据相对应的定位原理,解算出整周模糊度未知数。使用动态GPS测量技术,测量人员只需在完成初始化后,在较短的时间内就能获取观测点的坐标。   2 RTK技术在工程测量中的应用   RTK的定位测量的两种模式分别是静态定位、动态定位模式,在工程测量中两种定位模式相结合可广泛应用于控制测量、崔不测量与放样、变形监测等各个领域。   2.1 控制测量 控制测量是工程建设、管理和维护的前提保障,工程项目的性质、规模与控制网的网型和精度密切相关。城市的控制网的特点有地域广、精度高、频率大等,城市的控制导线基本都位于地面,伴随着城市建设的发展,一般的工程控制网覆盖面积小、点位密度大、精度要求也比较高。这些个控制点位常常的遭到破坏,工程的进度大大的影响了。用常规控制测量如:导线测量、边角网,三角锁等,点间要求通视,且大部分需要分段施测,从而积累过大的误差,也耗费了大量的人力和时间,且精度也不均匀。   怎样才能快速准确的提供控制点,这会直接影响到工作效率,如采用RTK技术侧了,流动站直接能测量到各个控制点的三维坐标,只在测区范围内或者测区周边的高等级控制点架设起基准站,对比较困难的控制点,可以用手薄提供的交会法或者是其他的方法间接的测量。采用静态GPS技术,测量精度可以达到毫米级。与传统的导线测量相比较,由于不需要点与点之间通视,则可以布设很长的GPS三角锁网,以保持长距离线路坐标控制的一致性,同时对点位的选择也限制少、作业时间短、成果精度高、工程费用低等优点,对于工程施工以及工程勘探等具有显著的优势。采用RTK测量技术,能实时很快的知道定位结果,不需事像静态GPS一样进行后数据处理,出现内业精度不符合要求返工的情况,大大缩短了作业时间,有效地提高了作业效率。   2.2 碎部与放样测量 RTK技术不仅适用于数字地形图数据的采集,还可用于建筑物的界址点、施工平面位置的放样。   传统的平板仪测图和全站仪测图都需要先布设图根控制点,且点与点之间还要求通视,完成测量工作至少需3人以上,但是采用RTK技术测图,只要事先将该测区的转换参数输入其中,外业测量时,先将系统初始化,只需在一个已知控制点上短短几秒钟进行点位校正,然后就可以进行其它的数据采集了,此工作只需一人就可完成,大大节约了劳动力提高了作业效率。但受地域、气象、时间等诸多条件的限制,在碎部测量中,对RTK测量要求的条件也比较高,所以在对碎部点的测量时,测量方法应选择合理、适当。对于信号遮挡比较大、电磁干扰大和多路径效应显著的地方,对于地域比较空旷的地方应采用RTK测量,应采用常规测量的方法,或者采用RTK结合全战仪测量碎部点的方法,这样也可以大大减少劳动时间,提高工作效率。总之,在测量工作,应扬长避短,做到事半功倍。   采用RTK技术进行施工放样,只需将测量的相关参数先输入手簿中,在进行点位放样时,只要调出事先输入的点位坐标,根据手簿屏幕中提示,行进至该点即可。放样点的点位坐标或其它参数也可在放样时现场输入。   2.3 变形监测 变形观测测量显得尤为重要,它可以通过对构建筑物地基的沉降、位移以及倾斜等形式来反映建筑物的变化状况,对于大型的工程如大桥、河坝、高层建筑等,从而对后期的安全和处理提供了依据。RTK技术在这一领域也有着一定的应用,相对于传统的测量而言,由于RTK测量不需要点与点之间通视,这样就大大节约了工作量和时间,从而提高了工作的效率。如果按常规的变形观测方法进行测量,如果用RTK测量变形标志点的平面位置,会投入大量的人力进行外业的数据采集,可以以较少的成本换取大的回报。   3 具体问题的处理方法   决定着RTK的测量与常规测量中的不同是RTK的测量技术的特点,控制点的选用和测量精度与坐标转换参数、拟合参数的计算有着相关的关系。   3.1 坐标转换参数的计算 由于大部分情况下使用的坐标系都为国家坐标系或地方坐标系,而GPS所采集的为WGS-84坐标系下的数据,这与作业中使用的坐标系统不同,因此如何进行坐标系统的转换成为RTK使用过程中的一个重要环节部分。   3.2 拟合参数的计算 拟合参数即高程拟合参数 GPS测得的高程需要改正以后才能使用,高程拟合参数就是求出将大地高转换为正常高的一个参数。GPS的高程系统为大地高,测量中常用的高程均为正常高。   静态的GPS测量出来的高程可达到三等水准的精度,求拟合参数也就是求一个区域高程异常的过程,当然必须要有高精度的高程拟合面,则RTK测量的可达到四等水准测量的精度。   拟合参数大多数都是利用RTK随机软件进行计算。
  只有在一个己知高程点参与计算的时候,只能进行简易的高程面平移,在高程拟合参数计算的时候,参与公共点数目的不同下所采用的模型也就不一样;进行平面拟合则需4-6个己知高程点参与计算,进行曲面拟合时就需要7个以上的己知高程点参与计算;要进行加权平均的拟合需2-3个己知高程点参与计算。   3.3 控制点选用和参数的检验 决定测量成果精度的优劣则是转换参数精度的高度。计算转换参数是进行RTK测量时的重要问题。在条件允许的情况下,应多于最低要求参加参数就算的己知点数。计算参数时请注意以下几点:   3.3.1 己知点的数量应达到要求,要根据工作区的面积、形状条件及地形地貌,进行平面参加转换的时候,计算平面控制点都不应少于三个数量,在进行高程参数拟合时,来定计算高程控制点的数量。面积较小时,可根据已知高程点的数量,以保证高程测量的精度满足要求,依次选择高程面平移、加权平均的高程拟合、平面高程拟合、曲面拟合;进行曲面拟合面积大的时候高程控制点的数量不少于7个。   3.3.2 在只有两个已知点的情况下,参数的适用范围不应超过两点间距离的1.5倍。一般情况下,两点之间的距离不应太近。   3.3.3 己知点应按照合理要求分布。距离较近的己知点应控制在3-5千米左右适宜,参与计算参数的己知点,一般应稍大于作业区,应以能够覆盖整个作业范围适宜。   3.3.4 如果相差较大,通常是已知点精度存在问题。转换参数中的尺度参数应在1左右,最好接近1。   3.3.5 用于计算参数的已知点,最好是经过统一平差的,必须为同一坐标系统或高程系统。   3.3.6 七参数的七个转换参数都有参考限值,X、Y、Z轴旋转一般都必须是秒级的(一般小于10秒);X、Y、Z轴平移一般小于1000。若求出的七参数不在这个限值以内,一般不能使用。   3.4 七参数的七个转换参数都有参考限值,X、Y、Z轴平移一般小于1000,X、Y、Z轴旋转一般都必须是秒级的(一般小于10秒) ,若求出的七参数不在这个限值以内,一般不能使用。   4 小结   RTK可在诸多测量领域广泛应用,由于RTK的应用还受一定条件的限制,尤其是在高楼密集的地方,RTK测量往往十分困难,仍然得依赖常规的测量手段。可承担大部分常规测量仪器完成的工作,并能提高测量精度和作业效率。同时,由GPS的测量原理所决定,进行RTK测量作业,必须在合适的条件下才能保证精度。如卫星分布、信号遮挡、电磁信号干扰、气象条件等,RTK测量受诸多条件制约。   到目前为止,RTK技术仍不是很完善,还需要一个向前发展的历程。希望在不久的将来,我们在使用RTK时,不再受诸多条件的限制,从而更好地为社会服务。   参考文献:   [1]吴德领,廉孟超.GPS技术在矿山控制测量中的应用研究[J]. 价值工程,2012(31).   [2]刘和春.GPS在公路工程控制测量中的应用[J].价值工程,2011(03).   [3]刘和春.全站仪配合RTK放样方法应用及精度分析[J].中国新技术新产品,2011(04).
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xzbu发布此信息目的在于传播更多信息,与本网站立场无关。xzbu不保证该信息(包括但不限于文字、数据及图表)准确性、真实性、完整性等。测绘无人机上RTK到底有什么用?
测绘无人机采用RTK差分定位系统(可实现厘米级定位),这样也是为了加快作业效率。据介绍如果采用普通GPS定位,为了校正误差还需要派人去实地布设若干个像控点,而用了RTK则可以基本不用、或是只需要少量像控点。
这篇文章告诉你测绘无人机上RTK到底有什么用?
第一:我们得明白什么是RTK?
RTK(Real - time kinematic)定位技术就是基于载波相位观测值的实时动态定位技术,它能够实时地提供测站点在指定坐标系中的三维定位结果,并达到厘米级精度。
第二:RTK是干什么用的?
RTK(Real - time kinematic)定位技术就是基于载波相位观测值的实时动态定位技术,它能够实时地提供测站点在指定坐标系中的三维定位结果,并达到厘米级精度。
如上图所示,基站与A点的距离比较近,因此他们接收卫星信号时受到的大气层影响也基本接近,基站本身已知所处位置的坐标,在得到卫星信号提供的坐标之后与原数据做新差分,并将差分的结果告知A点,因此A点也可以得到高精度的结果。
第三:RTK对于无人机来说有什么用?
自从RTK带入无人机领域以后,最近一段时间RTK技术在无人机上的应用有点火。在农业植保领域,大家都已经知道它能为无人机提高定位精度,降低飞行误差。
由于卫星信号的多路径效应以及大气中对卫星信号的折射和反射,当农田周边出现防风林或者天气环境影响时,卫星的定位精度就会降低,导致作业中的无人机出现航线偏移。
航线偏移存在一定的风险,在便用普通GPS进行定位,航线偏移的误差甚至可能达到10米左右,如果偏移量太大,将可能导致植保无人机撞上防风林或者其他事故发生。因此这样的自主飞行并不能让人安心,也没有办法真正的解放操作员的双手,操作员仍需要全神贯注地盯着整个作业过程,随时准备救场。
通过下图我们先来了解一下GPS和RTK定位的其中一个特点:
普通GPS的圆概率误差(CEP)有50%左右的概率在2.5米以内,另外50%的误差可能更大,甚至接近10米。上图中,当我们想要寻找O点的位置时,普通的GPS会告诉我们O点在A处,而A则是黄圈直径10米范围内的任意一个点。RTK通过实时差分技术,可以将范围缩小到10cm内。
飞机在作业时获取到的航线坐标并不是一条直线,而是一个有宽度的区域,如果使用GPS定位进行航线作业,则区域的宽度在0-10米的范围内,此时飞机实际飞行的轨迹将会是一条歪歪扭扭的曲线,并且每一次飞行的曲线都不一致。
而使用RTK技术时,航线将是一个0-10厘米宽度的区域,与GPS相比,RTK基本等于是直线飞行,弯曲的幅度很小,因此效果将更均匀可控。
植保无人机:在一些垄间距较大的田间作业时,如发生的偏移较大,甚至可能产生作物本身大部分漏喷和土地污染等次生危害,总而言之,RTK通过大幅提高定位精度来拓宽GPS定位技术的应用场景。在未来的农田里,RTK也会有更多产生作用的地方。它将融入作物生长的每一个阶段,帮助我们实时获取农田中任意位置的时间和空间信息,再搭配对应的设备,实现定时、定点、定量的农药化肥投放,取得最佳的经济效益和环境效益。除了植保作业外,高精度的实时定位还可以协助农村土地测量、确权和提供其他农田中的无人自动化设备高精度导航与数据服务。
第四:在植保无人机上使用RTK技术存在哪些问题?
1、基站的设置及作业半径对RTK 的测量精度和作业速度有直接影响。基准站应尽量架设在地势较高的地方,而且要远离强电磁干扰源和大面积的信号反射物。
2、RTK技术的本身,是依赖于GPS卫星定位的,它的使用要有四颗以上卫星相位观测值的跟踪和必要的几何图形,如果所在地本身接受GPS的信号就很差,那RTK也没有什么作用。另外在有大面积的信号反射物的地方是无法定位的,如高层建筑附近,茂密的森林等;强电磁源也会干扰信号,如高压输电线附近,变电站等,在云层较厚的时候也有影响。
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