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GPS動(dòng)態(tài)(RTK)測(cè)量實(shí)習(xí)報(bào)告

點(diǎn)擊次數(shù)：3080次|時(shí)間：2009-08-18 21:55|來源：新浪博客

一:實(shí)習(xí)目的,通過實(shí)習(xí)進(jìn)一步深入了解GPS原理以及在測(cè)繪中的應(yīng)用,鞏固課堂所學(xué)的知識(shí).熟練掌握GPS儀器的使用方法,學(xué)會(huì)GPS進(jìn)行控制測(cè)量的基本方法并掌握GPS數(shù)據(jù)處理軟件的使用方法.

二:實(shí)習(xí)地點(diǎn),長(zhǎng)春工程學(xué)院

三:實(shí)習(xí)內(nèi)容:測(cè)量學(xué)校道路網(wǎng)平面圖.

五:實(shí)驗(yàn)原理.GPS定位的原理是GPS 衛(wèi)星發(fā)射的測(cè)距信號(hào)和導(dǎo)航電文,導(dǎo)航電文中含有衛(wèi)星位置的信息,用戶用GPS接收機(jī)在某一時(shí)刻接收三顆或三顆以上的GPS衛(wèi)星,測(cè)出測(cè)站點(diǎn)(GPS天線中心)到衛(wèi)星的距離并解算出該時(shí)刻衛(wèi)星的空間位置根據(jù)距離,并解算出衛(wèi)星的空間位置,根據(jù)距離交會(huì)法求測(cè)站點(diǎn)坐標(biāo).其基本思想為:在基準(zhǔn)站上安置一臺(tái)GPS 接收機(jī),對(duì)所有可見衛(wèi)星進(jìn)行連續(xù)觀測(cè)并將其觀測(cè)數(shù)據(jù)通過無線電傳輸設(shè)備實(shí)時(shí)地發(fā)送給用戶觀測(cè)站,用戶站在接收GPS衛(wèi)星信號(hào)的同時(shí),通過無線電接收機(jī)設(shè)備接收基準(zhǔn)站傳輸?shù)挠^測(cè)數(shù)據(jù),實(shí)時(shí)計(jì)算測(cè)站點(diǎn)的三維坐標(biāo).

六:實(shí)驗(yàn)過程:

(一). 參考站要求
參考站的點(diǎn)位選擇必須嚴(yán)格。因?yàn)閰⒖颊窘邮諜C(jī)每次衛(wèi)星信號(hào)失鎖將會(huì)影響網(wǎng)絡(luò)內(nèi)所有流動(dòng)站的正常工作。
1．.周圍應(yīng)視野開闊，截止高度角應(yīng)超過15度,周圍無信號(hào)反射物（大面積水域、大型建筑物等），以減少多路徑干擾。并要盡量避開交通要道、過往行人的干擾。

2．參考站應(yīng)盡量設(shè)置于相對(duì)制高點(diǎn)上，以方便播發(fā)差分改正信號(hào)。
3．參考站要遠(yuǎn)離微波塔、通信塔等大型電磁發(fā)射源200米外，要遠(yuǎn)離高壓輸電線路、通訊線路50米外。

４．RTK作業(yè)期間，參考站不允許移動(dòng)或關(guān)機(jī)又重新啟動(dòng)，若重啟動(dòng)后必須重新校正。

根據(jù)以上要求在校園里選擇合適的已知點(diǎn),將天線架設(shè)是該點(diǎn)做為基準(zhǔn)站,連上電纜,注意正負(fù)極要正確(紅正黑負(fù)),確認(rèn)無誤后,方可開機(jī).打開主機(jī)和電臺(tái)，主機(jī)開始自動(dòng)初始化和搜索衛(wèi)星，當(dāng)衛(wèi)星數(shù)和衛(wèi)星質(zhì)量達(dá)到要求后（大約１分鐘），主機(jī)上的ＤＬ指示燈開始５秒鐘快閃２次，同時(shí)電臺(tái)上的ＲＸ指示燈開始每秒鐘閃１次。這表明基準(zhǔn)站差分信號(hào)開始發(fā)射，整個(gè)基準(zhǔn)站部分開始正常工作。

(二)．移動(dòng)站要求

　?。保畬⒁苿?dòng)站主機(jī)接在碳纖對(duì)中桿上，并將接收天線接在主機(jī)頂部，同時(shí)將手簿夾在對(duì)中桿的適合位置。

　?。玻蜷_主機(jī)，主機(jī)開始自動(dòng)初始化和搜索衛(wèi)星，當(dāng)達(dá)到一定的條件后，主機(jī)上的ＤＬ指示燈開始１秒鐘閃１次（必須在基準(zhǔn)站正常發(fā)射差分信號(hào)的前提下），表明已經(jīng)收到基準(zhǔn)站差分信號(hào)。

　　３．打開手簿，啟動(dòng)工程之星軟件。工程之星快捷方式一般在手簿的桌面上，如手簿冷啟動(dòng)后則桌面上的快捷方式消失，這時(shí)必須在Ｆlashdisk中啟動(dòng)原文件（我的電腦→Ｆlashdisk→ＳＥＴＵＰ→ERTKPro2.0.exe）。

　　４．啟動(dòng)軟件后，軟件一般會(huì)自動(dòng)通過藍(lán)牙和主機(jī)連通。如果沒連通則首先需要進(jìn)行設(shè)置藍(lán)牙（工具→連接儀器→選中“輸入端口：７”→點(diǎn)擊“連接”）。

　?。担浖诤椭鳈C(jī)連通后，軟件首先會(huì)讓移動(dòng)站主機(jī)自動(dòng)去匹配基準(zhǔn)站發(fā)射時(shí)使用的通道。如果自動(dòng)搜頻成功，則軟件主界面左上角會(huì)有信號(hào)在閃動(dòng)。如果自動(dòng)搜頻不成功，則需要進(jìn)行電臺(tái)設(shè)置（工具→電臺(tái)設(shè)置→在“切換通道號(hào)”后選擇與基準(zhǔn)站電臺(tái)相同的通道→點(diǎn)擊“切換”）。

　?。叮诖_保藍(lán)牙連通和收到差分信號(hào)后，開始新建工程（工程→新建工程），

依次按要求填寫或選取如下工程信息：工程名稱、橢球系名稱、投影參數(shù)設(shè)置、四參數(shù)設(shè)置（未啟用可以不填寫）、七參數(shù)設(shè)置（未啟用可以不填寫）和高程擬合參數(shù)設(shè)置（未啟用可以不填寫），最后確定，工程新建完畢。

七進(jìn)行校正:

利用控制點(diǎn)坐標(biāo)庫(kù)（設(shè)置→控制點(diǎn)坐標(biāo)庫(kù)）求四參數(shù).

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在控制點(diǎn)坐標(biāo)庫(kù)界面中點(diǎn)擊“增加”，根據(jù)提示依次增加控制點(diǎn)的已知坐標(biāo)和原始坐標(biāo)，一般至少２個(gè)控制點(diǎn)，當(dāng)所有的控制點(diǎn)都輸入以后察看確定無誤后，單擊 “保存”，選擇參數(shù)文件的保存路徑并輸入文件名，建議將參數(shù)文件保存在當(dāng)前工程下文件名result文件夾里面，保存的文件名稱以當(dāng)天的日期命名。完成之后單擊“確定”。然后單擊“保存成功”小界面右上角的“OK”，四參數(shù)已經(jīng)計(jì)算并保存完畢。方可進(jìn)行測(cè)量.

八實(shí)習(xí)總結(jié):1實(shí)習(xí)中遇到的問題能分析, 在測(cè)量過程中突然收不到衛(wèi)星信號(hào),這種情況可能是流動(dòng)站或基準(zhǔn)站的電源沒電或接收機(jī)的連線出現(xiàn)問題.在測(cè)量過程中突然顯示單點(diǎn)定位可能是接收到的衛(wèi)星數(shù)量不夠而無法解算.在觀測(cè)過程中手薄上的解算值始終不能固定,可能是流動(dòng)站的選點(diǎn)有問題,周圍可能有高壓輸電線,高大建筑物或在面積水域.

２誤差分析及減小誤差的方法：1 衛(wèi)星星歷誤差，衛(wèi)星星歷誤差實(shí)際上就是衛(wèi)星位置的確定誤差，其大小取決于衛(wèi)星跟蹤的數(shù)量及空間分布，觀測(cè)值數(shù)量及精度．２接收機(jī)鐘誤差，減弱方法是的把每一個(gè)觀測(cè)時(shí)刻接收機(jī)差當(dāng)作一個(gè)獨(dú)立未知參數(shù)在數(shù)據(jù)處理中與觀測(cè)站的位置參數(shù)一并求解．３衛(wèi)星信號(hào)傳播誤差，包括電離層和對(duì)流層時(shí)廷誤差．４多路徑誤差，多路徑誤差是指衛(wèi)星信號(hào)通過不同的路徑傳輸?shù)浇邮諜C(jī)天線．多路徑效應(yīng)不反與反射系數(shù)有關(guān)，也與反射物離測(cè)站的距離及衛(wèi)星的信號(hào)方向有關(guān)，由于無法建立準(zhǔn)確的誤差改正模型，只能恰當(dāng)?shù)倪x擇地點(diǎn)測(cè)量，避開信號(hào)反射物．５人差，儀器沒有完全對(duì)中，沒有絕對(duì)整平．

３影響GPS基線解算結(jié)果因素的判別及應(yīng)對(duì)措施

1影響GPS基線解算結(jié)果因素的判別

對(duì)于影響GPS基線解算結(jié)果因素，有些是較容易判別的，如衛(wèi)星觀測(cè)時(shí)間太短、周跳太多、多路徑效應(yīng)嚴(yán)重、對(duì)流層或電離層折射影響過大等；但對(duì)于另外一些因素卻不好判斷了，如起點(diǎn)坐標(biāo)不準(zhǔn)確。

基線起點(diǎn)坐標(biāo)不準(zhǔn)確的判別

對(duì)于由起點(diǎn)坐標(biāo)不準(zhǔn)確所對(duì)基線解算質(zhì)量造成的影響，目前還沒有較容易的方法來加以判別，因此，在實(shí)際工作中，只有盡量提高起點(diǎn)坐標(biāo)的準(zhǔn)確度，以避免這種情況的發(fā)生。

衛(wèi)星觀測(cè)時(shí)間短的判別

關(guān)于衛(wèi)星觀測(cè)時(shí)間太短這類問題的判斷比較簡(jiǎn)單，只要查看觀測(cè)數(shù)據(jù)的記錄文件中有關(guān)對(duì)與每個(gè)衛(wèi)星的觀測(cè)數(shù)據(jù)的數(shù)量就可以了，有些數(shù)據(jù)處理軟件還輸出衛(wèi)星的可見性圖，這就更直觀了。

周跳太多的判別

對(duì)于衛(wèi)星觀測(cè)值中周跳太多的情況，可以從基線解算后所獲得的觀測(cè)值殘差上來分析。目前，大部分的基線處理軟件一般采用的雙差觀測(cè)值，當(dāng)在某測(cè)站對(duì)某顆衛(wèi)星的觀測(cè)值中含有未修復(fù)的周跳時(shí)，與此相關(guān)的所有雙差觀測(cè)值的殘差都會(huì)出現(xiàn)顯著的整數(shù)倍的增大。

多路徑效應(yīng)嚴(yán)重、對(duì)流層或電離層折射影響過大的判別

對(duì)于多路徑效應(yīng)、對(duì)流層或電離層折射影響的判別，我們也是通過觀測(cè)值殘差來進(jìn)行的。不過與整周跳變不同的是，當(dāng)路徑效應(yīng)嚴(yán)重、對(duì)流層或電離層折射影響過大時(shí)，觀測(cè)值殘差不是象周跳未修復(fù)那樣出現(xiàn)整數(shù)倍的增大，而只是出現(xiàn)非整數(shù)倍的增大，一般不超過1周，但卻又明顯地大于正常觀測(cè)值的殘差。

２應(yīng)對(duì)措施

基線起點(diǎn)坐標(biāo)不準(zhǔn)確的應(yīng)對(duì)方法

要解決基線起點(diǎn)坐標(biāo)不準(zhǔn)確的問題，可以在進(jìn)行基線解算時(shí)，使用坐標(biāo)準(zhǔn)確度較高的點(diǎn)作為基線解算的起點(diǎn)，較為準(zhǔn)確的起點(diǎn)坐標(biāo)可以通過進(jìn)行較長(zhǎng)時(shí)間的單點(diǎn)定位或通過與WGS-84坐標(biāo)較準(zhǔn)確的點(diǎn)聯(lián)測(cè)得到；也可以采用在進(jìn)行整網(wǎng)的基線解算時(shí)，所有基線起點(diǎn)的坐標(biāo)均由一個(gè)點(diǎn)坐標(biāo)衍生而來，使得基線結(jié)果均具有某一系統(tǒng)偏差，然后，再在GPS網(wǎng)平差處理時(shí)，引入系統(tǒng)參數(shù)的方法加以解決。

衛(wèi)星觀測(cè)時(shí)間短的應(yīng)對(duì)方法

若某顆衛(wèi)星的觀測(cè)時(shí)間太短，則可以刪除該衛(wèi)星的觀測(cè)數(shù)據(jù)，不讓它們參加基線解算，這樣可以保證基線解算結(jié)果的質(zhì)量。

周跳太多的的應(yīng)對(duì)方法　

若多顆衛(wèi)星在相同的時(shí)間段內(nèi)經(jīng)常發(fā)生周跳時(shí)，則可采用刪除周跳嚴(yán)重的時(shí)間段的方法，來嘗試改善基線解算結(jié)果的質(zhì)量；若只是個(gè)別衛(wèi)星經(jīng)常發(fā)生周跳，則可采用刪除經(jīng)常發(fā)生周跳的衛(wèi)星的觀測(cè)值的方法，來嘗試改善基線解算結(jié)果的質(zhì)量。　

多路徑效應(yīng)嚴(yán)重

由于多路徑效應(yīng)往往造成觀測(cè)值殘差較大，因此，可以通過縮小編輯因子的方法來剔除殘差較大的觀測(cè)值；另外，也可以采用刪除多路徑效應(yīng)嚴(yán)重的時(shí)間段或衛(wèi)星的方法。

對(duì)流層或電離層折射影響過大的應(yīng)對(duì)方法　

對(duì)于對(duì)流層或電離層折射影響過大的問題可以采用下列方法：

1.提高截止高度角，剔除易受對(duì)流層或電離層影響的低高度角觀測(cè)數(shù)據(jù)。但這種方法，具有一定的盲目性，因?yàn)?，高度角低的信?hào)，不一定受對(duì)流層或電離層的影響就大。

2. 分別采用模型對(duì)對(duì)流層和電離層延遲進(jìn)行改正。

3. 如果觀測(cè)值是雙頻觀測(cè)值，則可以使用消除了電離層折射影響的觀測(cè)值來進(jìn)行基線解算。

總的來說GPS控制網(wǎng)基線測(cè)量，基線長(zhǎng)度較短的情況下( 10km左右，最大不超過20～30km)，GPS的軌道誤差(星歷誤差)，太陽光壓影響及美國(guó)SA技術(shù)基本對(duì)測(cè)量精度不發(fā)生影響(它只能影響單點(diǎn)定位和長(zhǎng)基線測(cè)量結(jié)果)。

　　在作業(yè)過程中，在GPS接收機(jī)滿足作業(yè)精度要求的情況下，測(cè)量的主要誤差源是多路徑誤差、周跳和點(diǎn)位的對(duì)中誤差。作業(yè)中應(yīng)盡量避免它們的發(fā)生并減少其誤差。

九：經(jīng)驗(yàn)總結(jié)：總的來說，ＲＴＫ測(cè)量除了要有足夠的衛(wèi)星數(shù)和衛(wèi)星具有良好的幾何分布外，還要求基準(zhǔn)站與流動(dòng)站的數(shù)據(jù)通訊必須良好．

十：收獲體會(huì)：通過這次實(shí)習(xí)使自己在課堂上學(xué)的模糊的理論知識(shí)得到了清晰的理解，同時(shí)也感到自己所學(xué)的理論知道的嚴(yán)重不足，在實(shí)習(xí)過程中又加強(qiáng)了理論知識(shí)的強(qiáng)化使自己對(duì)這門學(xué)科又有了新的理解．我覺得這門學(xué)科應(yīng)該是在實(shí)踐中學(xué)習(xí)理論，但實(shí)踐前的理論學(xué)習(xí)也是必不可少的．