GPS快速靜態(tài)和GPSRTK在控制點測量中定位方法比較_周文學(xué)(1)

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1、GPS快速靜態(tài)和GPSRTK在控制點測量中定位方法比較12周文學(xué)王曉惠(1.廣西第二測繪院柳州545006；2.廣西柳州市國土局柳州545006)摘要：本文結(jié)合容縣測區(qū)1∶500數(shù)字化地形圖測繪項目,介紹了快速靜態(tài)技術(shù)(PPK)在一級GPS控制測量中的應(yīng)用。通過與GPSRTK的比較，分析得出快速靜態(tài)技術(shù)在控制測量中的優(yōu)勢。關(guān)鍵詞：GPS快速靜態(tài)測量GPSRTK測量1引言隨著GPS硬件技術(shù)的日益完善,相應(yīng)的軟件技術(shù)也得到迅猛發(fā)展。常規(guī)的靜態(tài)測量技術(shù)一般應(yīng)用在要求高精度測量的工程項目中，至少得有三臺接收機，且作業(yè)時間一般需要40～60分鐘，甚至

2、更長。但有一些作業(yè)精度要求不是很高，利用GPSRTK測量又達(dá)不到作業(yè)要求的精度，在這樣的情況下，利用快速靜態(tài)測量既提高了作業(yè)效率，也滿足了作業(yè)要求的精度。2GPS快速靜態(tài)定位原理對于相距不超過20km的兩點進行相對定位，通常需要1個小時左右的同步觀測，方可確定載波相位的初始調(diào)整周未知數(shù)，推算出站標(biāo)坐標(biāo)差向量，這是經(jīng)典的靜態(tài)定位；但隨著接收機技術(shù)和處理模型技術(shù)的改進，即所謂“基于快速模糊度解算FARA（fastambiguityrWsolutionapproach）快速靜態(tài)定位”的提出，要探索出了新的基線解算方法。2.1基線解算的過程FARA

3、是站星雙差分模型為基礎(chǔ)的，其解算分三步進行：第一步：初始平差，計算基線向量的浮動解。（1）基線向量雙差浮動解。（2）整周模糊度參數(shù)的實數(shù)解。（3）驗后單位權(quán)方差及協(xié)因數(shù)陣數(shù)等。第二步：確定整周模糊度參數(shù)的整數(shù)解。第三步：計算基線向量的固定解。將第二步所得的整周模糊度參數(shù)的整數(shù)，再次進行基線解算，得出基線向量的固定解。2.2確定整周模糊度參數(shù)的方法在基線解算的三個步驟中，第一、三步算法模式較確定，第二步為關(guān)鍵，常規(guī)方法是利869用初始平差所得到的整周模糊度參數(shù)的實數(shù)解及標(biāo)準(zhǔn)差，以實數(shù)解為中心，在其左右一定范圍內(nèi)置信水平為1-a、自由度為f的t

4、分布概率密度參數(shù)的組合中，即備選的整周模糊度參數(shù)組的組數(shù)中，將各種組合作為整周模糊度參數(shù)的整數(shù)解固定下來，再次進行基線處理，將產(chǎn)生單位權(quán)方差最小的那組解作為整周模糊度參數(shù)最終的整數(shù)解，與此對應(yīng)的基線向量解為最終的基線向量固定解。FARA對基線解算方法的改進主要是確定整周模糊度參數(shù)這一步，常規(guī)方法只用了初始平差所得到的整周模糊度參數(shù)的實數(shù)解及標(biāo)準(zhǔn)差，即只用了初始平差所得到的整周模糊度參數(shù)的方差陣主對角線上的元素，而FARA則充分利用了初始平差所有的結(jié)果，即還包括了方差陣非對角線上的元素，正是此算法減少了確定整周模糊度的時間。3工程案例分析3.

5、1項目介紹為加強國土資源管理和滿足城鎮(zhèn)規(guī)劃建設(shè)需要，容縣國土開發(fā)儲備中心委托我院對容縣城區(qū)和城郊進行1∶500數(shù)字化地形圖測繪。測區(qū)位于廣西東南部，東經(jīng)110°29′～110°35′，北緯22°46′～22°52′；屬南亞熱帶季風(fēng)氣候，長夏無冬，光照充沛。地勢較為平坦，多為丘陵地。3.2儀器設(shè)備本次作業(yè)我們使用經(jīng)檢驗合格的美國天寶公司生產(chǎn)的5700雙頻接收機3臺。投入作業(yè)人員2人，小汽車1輛，電腦1臺。3.3技術(shù)要求GPS外業(yè)觀測采用快速靜態(tài)定位作業(yè)模式和GPSRTK作業(yè)模式時，所執(zhí)行的技術(shù)要求如下表。衛(wèi)星高同時觀測有觀測時項目采樣間隔（s

6、）GDOP時段長度作業(yè)距離(km)度角效衛(wèi)星數(shù)段數(shù)快速靜態(tài)≥15°≥515≤8.0≥10min≥1.6≤20GPSRTK≥15°≥51≤8.05s3≤203.4作業(yè)方案測區(qū)已施測有C級GPS點1個和D級GPS點7個，分布于測區(qū)中央和周圍，可作為控制測量的平面起算點；測區(qū)有3個國家水準(zhǔn)點（即I梧廉13、III藤海44和III藤海45）可作為水準(zhǔn)測量的起算點。本測區(qū)作業(yè)面積約9.1km2,其中一級埋石點119座。為了比較快速靜態(tài)測量和GPSRTK測量的測量精度，分別對它們進行快速靜態(tài)測量和GPSRTK測量，平面精度采用全站儀進行實測比較，高程精

7、度采用四等水準(zhǔn)實測比較。3.4.1快速靜態(tài)測量測量快速靜態(tài)有多種作業(yè)方式：有單基準(zhǔn)站作業(yè)、雙基準(zhǔn)站作業(yè)和無基準(zhǔn)站環(huán)行作業(yè)方式。870本次作業(yè)采用單基準(zhǔn)作業(yè)方式，即1臺儀器作為基準(zhǔn)站固定不動，另2臺接收機作為流動站，依次到各待定點觀測，當(dāng)初始化后，觀測15分鐘，取得足夠的觀測數(shù)據(jù)后關(guān)機，遷往下一點繼續(xù)作業(yè)。流動站的作業(yè)順序和時間沒有嚴(yán)格的限制，但只有在基準(zhǔn)站接收機數(shù)據(jù)采集燈閃爍（即基準(zhǔn)站記錄數(shù)據(jù)）的情況下，當(dāng)天的作業(yè)才有用。3.4.2GPSRTK測量本次GPSRTK測量也采用基準(zhǔn)站+移動站模式進行測量，即一臺儀器固定不動，另兩臺儀器作為流動站

8、，依次到各待定點觀測，每個點觀測3各時段,每時段觀測5秒鐘，遷往下一點繼續(xù)作業(yè)。流動站的作業(yè)順序和時間也沒有嚴(yán)格的限制，但只有在移動站接收到基準(zhǔn)站發(fā)射的無線電信號時，才能作業(yè)。3