子單元6

GNSS衛(wèi)星定位測(cè)量一、GNSS全球?qū)Ш叫l(wèi)星系統(tǒng)簡(jiǎn)介二、GPS基本構(gòu)成三、GPS衛(wèi)星定位測(cè)量原理四、RTK定位測(cè)量模式五、RTK測(cè)量外業(yè)工作六、RTK測(cè)量?jī)?nèi)業(yè)處理和檢查

用于衛(wèi)星定位測(cè)量的全球?qū)Ш叫l(wèi)星系統(tǒng)簡(jiǎn)稱GNSS（GlobalNavigationSatelliteSystem），它是世界上幾大全球?qū)Ш叫l(wèi)星系統(tǒng)的總稱，主要包括美國(guó)的GPS，中國(guó)的北斗（BD），俄羅斯的GLONASS、歐盟的Galileo。單元5控制測(cè)量一、GNSS全球?qū)Ш叫l(wèi)星系統(tǒng)簡(jiǎn)介GNSS是一個(gè)多系統(tǒng)、多層面、多模式的復(fù)雜組合系統(tǒng)。下面是四個(gè)主要的全球?qū)Ш叫l(wèi)星系統(tǒng)單元5控制測(cè)量子單元6GNSS衛(wèi)星定位測(cè)量1.美國(guó)全球定位系統(tǒng)（GPS）

由24顆工作衛(wèi)星和4顆備用衛(wèi)星組成，分布在6個(gè)等間距的軌道平面上。目前在軌的衛(wèi)星有32顆，正在研發(fā)第三代衛(wèi)星。單元5控制測(cè)量子單元6GNSS衛(wèi)星定位測(cè)量2.中國(guó)北斗全球?qū)Ш叫l(wèi)星系統(tǒng)﹝BD﹞

由5顆靜止軌道衛(wèi)星和30顆非靜止軌道衛(wèi)星組成，提供兩種服務(wù)方式，即開放服務(wù)和授權(quán)服務(wù)。單元5控制測(cè)量子單元6GNSS衛(wèi)星定位測(cè)量3.俄羅斯全球?qū)Ш叫l(wèi)星系統(tǒng)（GLONASS）

擁有21顆工作衛(wèi)星和3顆備用衛(wèi)星，分布在3個(gè)軌道平面上。GLONASS的整體結(jié)構(gòu)類似于GPS。單元5控制測(cè)量子單元6GNSS衛(wèi)星定位測(cè)量4.歐盟伽利略全球?qū)Ш叫l(wèi)星系統(tǒng)（GALILEO）

由30顆衛(wèi)星組成，其中27顆工作星，3顆備份星。衛(wèi)星分布在3個(gè)中地球軌道上，每個(gè)軌道上部署9顆工作星和1顆備份星。二、GPS系統(tǒng)基本構(gòu)成

全球定位系統(tǒng)GPS由三大部分組成。1.空間部分2.地面控制部分3.用戶設(shè)備部分單元5控制測(cè)量子單元6GNSS衛(wèi)星定位測(cè)量1.空間部分由24顆GPS工作衛(wèi)星所組成。衛(wèi)星主體兩側(cè)配有能自動(dòng)對(duì)日定向的雙葉太陽能集電板，為衛(wèi)星正常工作提供電源，每顆衛(wèi)星裝有4臺(tái)高精度原子鐘，以保證發(fā)射出標(biāo)準(zhǔn)頻率，為GPS測(cè)量提供高精度的時(shí)間信息。單元5控制測(cè)量子單元6GNSS衛(wèi)星定位測(cè)量2.地面控制部分

GPS的控制部分由分布在全球的由若干個(gè)跟蹤站所組成的監(jiān)控系統(tǒng)所構(gòu)成，根據(jù)其作用的不同，這些跟蹤站又被分為主控站、監(jiān)控站和注入站。單元5控制測(cè)量子單元6GNSS衛(wèi)星定位測(cè)量3.用戶設(shè)備部分包括GPS接收機(jī)硬件、數(shù)據(jù)處理軟件和微處理機(jī)及其終端設(shè)備等。它的作用是接收GPS衛(wèi)星所發(fā)出的信號(hào)，利用這些信號(hào)進(jìn)行導(dǎo)航定位等工作。實(shí)時(shí)地計(jì)算出測(cè)站的三維位置，甚至三維速度和時(shí)間。單元5控制測(cè)量子單元6GNSS衛(wèi)星定位測(cè)量三、GPS衛(wèi)星定位測(cè)量原理

1.GPS坐標(biāo)系統(tǒng)GPS測(cè)量中所使用的協(xié)議地球坐標(biāo)系統(tǒng)稱為WGS—84世界大地坐標(biāo)系，是球心坐標(biāo)系，XYZ構(gòu)成右手地心三維坐標(biāo)系。測(cè)量時(shí)要進(jìn)行球心坐標(biāo)與平面直角坐標(biāo)的轉(zhuǎn)換。單元5控制測(cè)量子單元6GNSS衛(wèi)星定位測(cè)量微課視頻衛(wèi)星定位測(cè)量原理2.絕對(duì)定位原理

GPS絕對(duì)定位又稱單點(diǎn)定位，以GPS衛(wèi)星和用戶接收機(jī)天線之間的距離（或距離差）觀測(cè)量為基礎(chǔ)，根據(jù)已知的衛(wèi)星瞬時(shí)坐標(biāo)，來確定接收機(jī)天線所對(duì)應(yīng)的點(diǎn)位，即觀測(cè)站的位置。其優(yōu)點(diǎn)是只需用一臺(tái)接收機(jī)即可獨(dú)立確定待求點(diǎn)的絕對(duì)坐標(biāo)；且觀測(cè)方便，速度快，數(shù)據(jù)處理也較簡(jiǎn)單。主要缺點(diǎn)是精度較低，目前僅能達(dá)到米級(jí)的定位精度。

單元5控制測(cè)量子單元6GNSS衛(wèi)星定位測(cè)量3.相對(duì)定位原理

相對(duì)定位的最基本情況，是兩臺(tái)GPS接收機(jī)，分別安置在基線的兩端，并同步觀測(cè)相同的GPS衛(wèi)星，可有效地消除或者減弱各種誤差。相對(duì)定位也叫差分GPS定位，是目前GPS定位中精度最高的一種，廣泛用于大地測(cè)量、工程測(cè)量、地球動(dòng)力學(xué)研究和精密導(dǎo)航。單元5控制測(cè)量子單元6GNSS衛(wèi)星定位測(cè)量單元5控制測(cè)量子單元6GNSS衛(wèi)星定位測(cè)量（1）靜態(tài)相對(duì)定位

安置在基線端點(diǎn)的接收機(jī)固定不動(dòng)，通過連續(xù)觀測(cè)，取得充分的多余觀測(cè)數(shù)據(jù)，改善定位精度。是當(dāng)前GPS定位中精度最高的方法，在精度要求較高的測(cè)量工作中，均采用這種方法。為了可靠地確定載波相位的整周未知數(shù)，靜態(tài)相對(duì)定位一般要較長(zhǎng)的觀測(cè)時(shí)間，幾分鐘到幾小時(shí)不等，精度要求越高觀測(cè)時(shí)間越長(zhǎng)。對(duì)中整平安置接收機(jī)靜態(tài)相對(duì)定位外業(yè)觀測(cè)單元5控制測(cè)量子單元6GNSS衛(wèi)星定位測(cè)量開機(jī)采集狀態(tài)單元5控制測(cè)量子單元6GNSS衛(wèi)星定位測(cè)量采集中等待單元5控制測(cè)量子單元6GNSS衛(wèi)星定位測(cè)量結(jié)束采集收工單元5控制測(cè)量子單元6GNSS衛(wèi)星定位測(cè)量靜態(tài)相對(duì)定位內(nèi)業(yè)解算新建工程單元5控制測(cè)量子單元6GNSS衛(wèi)星定位測(cè)量添加觀測(cè)數(shù)據(jù)單元5控制測(cè)量子單元6GNSS衛(wèi)星定位測(cè)量基線解算單元5控制測(cè)量子單元6GPS衛(wèi)星定位測(cè)量簡(jiǎn)介錄入已知坐標(biāo)單元5控制測(cè)量子單元6GNSS衛(wèi)星定位測(cè)量三維、二維平差單元5控制測(cè)量子單元6GNSS衛(wèi)星定位測(cè)量成果輸出單元5控制測(cè)量子單元6GNSS衛(wèi)星定位測(cè)量單元5控制測(cè)量子單元6GNSS衛(wèi)星定位測(cè)量（2）動(dòng)態(tài)相對(duì)定位

又稱實(shí)時(shí)動(dòng)態(tài)測(cè)量，簡(jiǎn)稱RTK，一臺(tái)接收機(jī)在基準(zhǔn)站上不動(dòng)，另一臺(tái)接收機(jī)手持移動(dòng)站，基準(zhǔn)站實(shí)時(shí)地將其坐標(biāo)和接收到的衛(wèi)星信號(hào)等信息，通過無線電發(fā)送出去，移動(dòng)站通過無線電接收基準(zhǔn)站所發(fā)射的信息，并將自己接收到的衛(wèi)星信號(hào)實(shí)時(shí)地進(jìn)行差分處理，得到基準(zhǔn)站和移動(dòng)站之間的基線向量，然后與基準(zhǔn)站坐標(biāo)相加，得到移動(dòng)站點(diǎn)的地心三維坐標(biāo)值，再通過坐標(biāo)轉(zhuǎn)換實(shí)時(shí)求解出平面坐標(biāo)和高程。特點(diǎn)是速度快，定位精度達(dá)到厘米級(jí)。四、RTK定位測(cè)量模式

1.單基站RTK

只利用一個(gè)基準(zhǔn)站，移動(dòng)站通過無線數(shù)據(jù)通訊技術(shù)，接收基準(zhǔn)站發(fā)射的載波相位差分改正數(shù)進(jìn)行RTK測(cè)量。作業(yè)非常靈活，一般用于附近已有控制點(diǎn)、范圍比較小（幾公里）的測(cè)區(qū)。單元5控制測(cè)量子單元6GNSS衛(wèi)星定位測(cè)量基準(zhǔn)站移動(dòng)站微課視頻RTK定位測(cè)量模式

中海達(dá)V30GNSS接收機(jī)

每臺(tái)V30GNSS接收機(jī)都有內(nèi)置電臺(tái)，可以根據(jù)需要設(shè)置為基準(zhǔn)站還是移動(dòng)站，一臺(tái)基準(zhǔn)站可以同時(shí)帶動(dòng)多臺(tái)移動(dòng)站作業(yè)，使用靈活高效。V30基準(zhǔn)站和移動(dòng)站之間的通訊還可以通過手機(jī)網(wǎng)絡(luò)流量來進(jìn)行通信。在V30接收機(jī)的電池合底部，有一個(gè)SIM卡插槽，可以插入開通了GPRS移動(dòng)流量業(yè)務(wù)的手機(jī)卡。單元5控制測(cè)量子單元6GNSS衛(wèi)星定位測(cè)量基準(zhǔn)站移動(dòng)站SIM卡插槽

現(xiàn)在新的GNSS接收機(jī)的電子手簿可以通過手機(jī)熱點(diǎn)上網(wǎng)，省去了SIM卡插槽，操作更為簡(jiǎn)便。2.網(wǎng)絡(luò)RTK

通常稱連續(xù)運(yùn)行參考站系統(tǒng)，簡(jiǎn)稱CORS。在一定區(qū)域內(nèi)建立多個(gè)基準(zhǔn)站，對(duì)該地區(qū)構(gòu)成網(wǎng)狀覆蓋，并連續(xù)對(duì)GNSS衛(wèi)星進(jìn)行跟蹤觀測(cè)，通過這些基準(zhǔn)站點(diǎn)組成衛(wèi)星定位觀測(cè)值的網(wǎng)絡(luò)解算，獲得覆蓋該地區(qū)和某時(shí)間段的RTK改正參數(shù)，控制中心通過移動(dòng)通訊網(wǎng)絡(luò)發(fā)送到該地區(qū)內(nèi)的RTK移動(dòng)端用戶，進(jìn)行實(shí)時(shí)RTK改正。特點(diǎn)是精度可靠，更加輕便，可單人操作。單元5控制測(cè)量子單元6GNSS衛(wèi)星定位測(cè)量CORS實(shí)例

廣西自然資源廳建造和管理的網(wǎng)絡(luò)RTK系統(tǒng)，現(xiàn)有基準(zhǔn)站點(diǎn)168個(gè)，加上周邊省份納入的基準(zhǔn)站點(diǎn)，數(shù)量達(dá)到180個(gè)，覆蓋全廣西。利用該系統(tǒng)施測(cè)，移動(dòng)站可直接獲得點(diǎn)的2000國(guó)家大地坐標(biāo)系的平面坐標(biāo)，精度優(yōu)于3厘米；結(jié)合廣西似大地水準(zhǔn)面精化模型，高程測(cè)量可獲得優(yōu)于等外水準(zhǔn)測(cè)量的精度。單元5控制測(cè)量子單元6GNSS衛(wèi)星定位測(cè)量

全國(guó)衛(wèi)星導(dǎo)航定位基準(zhǔn)服務(wù)系統(tǒng)是全國(guó)性的網(wǎng)絡(luò)RTK系統(tǒng)，包括2700多座基準(zhǔn)站，一個(gè)國(guó)家數(shù)據(jù)中心和30個(gè)省級(jí)數(shù)據(jù)中心，于2017年開始使用。此外還有一些商業(yè)化運(yùn)營(yíng)的CORS系統(tǒng)，例如千尋位置CORS系統(tǒng)（北斗地基增強(qiáng)系統(tǒng)），有4500座基準(zhǔn)站，中國(guó)移動(dòng)CORS系統(tǒng)，有4400座基準(zhǔn)站。單元5控制測(cè)量子單元6GNSS衛(wèi)星定位測(cè)量3.RTK控制點(diǎn)精度等級(jí)RTK平面控制點(diǎn)技術(shù)要求單元5控制測(cè)量子單元6GNSS衛(wèi)星定位測(cè)量等級(jí)相鄰點(diǎn)間平均距離/m點(diǎn)位中誤差（cm）邊長(zhǎng)相對(duì)中誤差觀測(cè)次數(shù)一級(jí)500≤±5≤1/30000≥4二級(jí)250≤±5≤1/14000≥3圖根100≤±5≤1/4000≥2表5-20RTK平面控制點(diǎn)技術(shù)要求RTK高程控制點(diǎn)技術(shù)要求等級(jí)每千米高差全中誤差/mm高程檢核較差/mm測(cè)回?cái)?shù)等外15（D為距離，km）≥3圖根20基本等高距的1/10≥24.RTK解的類型RTK作業(yè)過程中，根據(jù)整周模糊度解類型，獲得的點(diǎn)位坐標(biāo)可分為四種類型：?jiǎn)吸c(diǎn)解、差分解、浮點(diǎn)解和固定解。測(cè)量時(shí)解類型會(huì)顯示在電子手簿屏幕上。

單點(diǎn)解

說明移動(dòng)站未接收到基準(zhǔn)站發(fā)射的差分信號(hào)，還屬于單點(diǎn)定位狀態(tài)，精度最低。

差分解

說明移動(dòng)站已經(jīng)接收到基準(zhǔn)站發(fā)送的差分信號(hào)，但接收機(jī)還未解算出整周未知數(shù)的置信區(qū)間，精度次之。

浮點(diǎn)解

說明接收機(jī)已經(jīng)解算出整周未知數(shù)在某個(gè)范圍之內(nèi)，但還未確定出最佳的值，精度較高。

固定解

說明接收機(jī)已經(jīng)確定整周未知數(shù)的最佳值，點(diǎn)位的精度最高、最可靠，一般測(cè)量工作都要求是固定解。單元5控制測(cè)量子單元6GNSS衛(wèi)星定位測(cè)量五、RTK測(cè)量外業(yè)工作

1.準(zhǔn)備工作

檢查GNSS接收機(jī)、電子手簿、天線等設(shè)備是否正常，電池是否充足。準(zhǔn)備控制點(diǎn)、已有的測(cè)區(qū)資料等。如果用CORS施測(cè)，還應(yīng)該檢查CORS賬號(hào)的服務(wù)區(qū)域、有效期是否滿足本次作業(yè)需求，檢查手機(jī)卡資費(fèi)及流量是否足夠。也可在網(wǎng)上購買千尋位置CORS或者中國(guó)移動(dòng)CORS等的賬號(hào)。單元5控制測(cè)量子單元6GNSS衛(wèi)星定位測(cè)量微課視頻單基站RTK測(cè)量（內(nèi)置電臺(tái)模式）微課視頻單基站RTK測(cè)量（外掛電臺(tái)模式）

2.建立工程項(xiàng)目

打開電子手簿中的配套衛(wèi)星定位測(cè)量軟件，新建一個(gè)工程項(xiàng)目，在其工程屬性中設(shè)置正確的橢球參數(shù)及中央子午線等相關(guān)信息。單元5控制測(cè)量子單元6GNSS衛(wèi)星定位測(cè)量中海達(dá)V30配套電子手簿和項(xiàng)目建立界面

3.基準(zhǔn)站設(shè)置（CORS不需此步驟）

（1）設(shè)置基準(zhǔn)站接收機(jī)工作模式

將GNSS接收機(jī)工作模式設(shè)置為基準(zhǔn)站模式，部分機(jī)型可以通過手簿設(shè)置，有些機(jī)型只能通過接收機(jī)上的按鍵設(shè)置，有些接收機(jī)只能在開機(jī)時(shí)設(shè)置。單元5控制測(cè)量子單元6GNSS衛(wèi)星定位測(cè)量中海達(dá)V30接收機(jī)及控制面板

（2）架設(shè)基準(zhǔn)站

用RTK進(jìn)行控制測(cè)量時(shí)，基準(zhǔn)站架設(shè)在至少高一級(jí)的控制點(diǎn)上，一般的圖根控制點(diǎn)測(cè)量和碎部點(diǎn)測(cè)量，基準(zhǔn)站可以架設(shè)在已知點(diǎn)上，也可以架設(shè)在未知點(diǎn)上。當(dāng)基準(zhǔn)站架設(shè)在已知點(diǎn)上時(shí)，需要進(jìn)行對(duì)中整平，架在未知點(diǎn)上，不需要對(duì)中整平。單元5控制測(cè)量子單元6GNSS衛(wèi)星定位測(cè)量

（3）設(shè)置基準(zhǔn)站數(shù)據(jù)鏈

如果采用外置電臺(tái)作為數(shù)據(jù)鏈，則要正確連接電臺(tái)、天線、蓄電池，如果采用移動(dòng)通訊網(wǎng)絡(luò)作為數(shù)據(jù)鏈，則要插入手機(jī)卡。用手簿藍(lán)牙連接接收機(jī)，點(diǎn)擊基準(zhǔn)站設(shè)置，選擇合適的數(shù)據(jù)鏈模式。單元5控制測(cè)量子單元6GNSS衛(wèi)星定位測(cè)量

（4）設(shè)置基準(zhǔn)站坐標(biāo)和高程

如果基準(zhǔn)站架設(shè)在已知點(diǎn)上，則將該點(diǎn)已知坐標(biāo)和高程輸入手簿中，當(dāng)獲得固定解后，即可點(diǎn)擊“平滑”按鍵，軟件自動(dòng)采集基準(zhǔn)站的地心三維坐標(biāo)若干次，并取平均值作為最終結(jié)果。如果基準(zhǔn)站架設(shè)在未知點(diǎn)上，可直接點(diǎn)擊“平滑”。設(shè)置成功，基準(zhǔn)站接收機(jī)發(fā)送差分信號(hào)。單元5控制測(cè)量子單元6GNSS衛(wèi)星定位測(cè)量

4.移動(dòng)站設(shè)置

將移動(dòng)站接收機(jī)工作模式設(shè)置為移動(dòng)站模式，如果RTK作業(yè)用于控制測(cè)量，則移動(dòng)站應(yīng)該用腳架和基座對(duì)中整平，如果用于碎部點(diǎn)測(cè)量，可用固定高度對(duì)中桿對(duì)中整平。設(shè)置移動(dòng)站數(shù)據(jù)鏈。如果測(cè)區(qū)已經(jīng)有轉(zhuǎn)換參數(shù)，可以采用已有的