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RTK靜態(tài)控制測(cè)量原理方法
RTK技術(shù)的關(guān)鍵在于使用了GPS的載波相位觀測(cè)量,并利用了參考站和移動(dòng)站之間觀測(cè)誤差的空間相關(guān)性,通過(guò)差分的方式除去移動(dòng)站觀測(cè)數(shù)據(jù)中的大部分誤差,從而實(shí)現(xiàn)高精度(分米甚至厘米級(jí))的定位。那么,下面是小編為大家整理的RTK靜態(tài)控制測(cè)量原理方法,歡迎大家閱讀瀏覽。
一、RTK靜態(tài)控制測(cè)量的原理
RTK是以載波相位觀測(cè)量為根據(jù)的實(shí)時(shí)差分GPS測(cè)量,它能夠?qū)崟r(shí)地提供測(cè)站點(diǎn)在指定坐標(biāo)系中的厘米級(jí)精度的三維定位結(jié)果。RTK測(cè)量系統(tǒng)通常由三部分組成,即GPS信號(hào)接收部分(GPS接收機(jī)及天線)、實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)傳輸部分(數(shù)據(jù)鏈,俗稱電臺(tái))和實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)處理部分(GPS控制器及其隨機(jī)實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)處理軟件)。
RTK測(cè)量是根據(jù)GPS的相對(duì)定位理論,將一臺(tái)接收機(jī)設(shè)置在已知點(diǎn)上(基準(zhǔn)站),另一臺(tái)或幾臺(tái)接收機(jī)放在待測(cè)點(diǎn)上(移動(dòng)站),同步采集相同衛(wèi)星的信號(hào);鶞(zhǔn)站在接收GPS信號(hào)并進(jìn)行載波相位測(cè)量的同時(shí),通過(guò)數(shù)據(jù)鏈將其觀測(cè)值、衛(wèi)星跟蹤狀態(tài)和測(cè)站坐標(biāo)信息一起傳送給移動(dòng)站;移動(dòng)站通過(guò)數(shù)據(jù)鏈接收來(lái)自基準(zhǔn)站的數(shù)據(jù),然后利用GPS控制器內(nèi)置的隨機(jī)實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)處理軟件與本機(jī)采集的GPS觀測(cè)數(shù)據(jù)組成差分觀測(cè)值進(jìn)行實(shí)時(shí)處理,實(shí)時(shí)給出待測(cè)點(diǎn)的坐標(biāo)、高程及實(shí)測(cè)精度,并將實(shí)測(cè)精度與預(yù)設(shè)精度指標(biāo)進(jìn)行比較,一旦實(shí)測(cè)精度符合要求,手簿將提示測(cè)量人員記錄該點(diǎn)的三維坐標(biāo)及其精度。作業(yè)時(shí),移動(dòng)站可處于靜止?fàn)顟B(tài),也可處于運(yùn)動(dòng)狀態(tài);可在已知點(diǎn)上先進(jìn)行初始化后再進(jìn)入動(dòng)態(tài)作業(yè),也可在動(dòng)態(tài)條件下直接開機(jī),并在動(dòng)態(tài)環(huán)境下完成整周模糊值的搜索求解。在整周模糊值固定后,即可進(jìn)行每個(gè)歷元的實(shí)時(shí)處理,只要能保持4顆以上衛(wèi)星相位觀測(cè)值的跟蹤和必要的幾何圖形,則移動(dòng)站可隨時(shí)給出待測(cè)點(diǎn)的厘米級(jí)的三維坐標(biāo)。
二、RTK靜態(tài)控制測(cè)量的使用方法
1控制點(diǎn)的布設(shè)
為了達(dá)到GPS測(cè)量高精度、高效益的目的,減少不必要的耗費(fèi),在測(cè)量中遵循這樣的原則:在保證質(zhì)量的前提下,盡可能地提高效率、降低成本。所以對(duì)GPS測(cè)量各階段的工作,都要精心設(shè)計(jì),精心組織和實(shí)施。建議用戶在測(cè)量實(shí)施前,對(duì)整個(gè)GPS測(cè)量工作進(jìn)行合理的總體設(shè)計(jì)。
總體設(shè)計(jì),是指對(duì)GPS網(wǎng)進(jìn)行優(yōu)化設(shè)計(jì),主要是:確定精度指標(biāo),網(wǎng)的圖形設(shè)計(jì),網(wǎng)中基線邊長(zhǎng)度的確定及 網(wǎng)的基準(zhǔn)設(shè)計(jì)。在設(shè)計(jì)中用戶可以參照有關(guān)規(guī)范靈活地處理,下面將結(jié)合國(guó)內(nèi)現(xiàn)有的一些資料對(duì)GPS測(cè)量的總體設(shè)計(jì)簡(jiǎn)單地介紹一下。
1、確定精度標(biāo)準(zhǔn)
在GPS網(wǎng)總體設(shè)計(jì)中,精度指標(biāo)是比較重要的參數(shù),它的數(shù)值將直接影響GPS網(wǎng)的布設(shè)方案、觀測(cè)數(shù)據(jù)的處理以及作業(yè)的時(shí)間和經(jīng)費(fèi)。在實(shí)際設(shè)計(jì)工作中,用戶可根據(jù)所作控制的實(shí)際需要和可能,合理地制定。既不能制定過(guò)低而影響網(wǎng)的精度,也不必要盲目追求過(guò)高的精度造成不必要的支出。
2、選點(diǎn)
選點(diǎn)即觀測(cè)站位置的選擇。在GPS測(cè)量中并不要求觀測(cè)站之間相互通視,網(wǎng)的圖形選擇也比較靈活,因此選點(diǎn)比經(jīng)典控制測(cè)量簡(jiǎn)便得多。但為了保證觀測(cè)工作的順利進(jìn)行和可靠地保持測(cè)量結(jié)果,用戶注意使觀測(cè)站位置具有以下的條件:
、 確保GPS接收機(jī)上方的天空開闊 GPS測(cè)量主要利用接收機(jī)所接收到的衛(wèi)星信號(hào),而且接收機(jī)上空越開闊,則觀測(cè)到的衛(wèi)星數(shù)目越多。一般應(yīng)該保證接收機(jī)所在平面15°以上的范圍內(nèi)沒有建筑物或者大樹的遮擋。
、 周圍沒有反射面,如大面積的水域,或?qū)﹄姶挪ǚ瓷?或吸收)強(qiáng)烈的物體(如玻璃墻,樹木等),不致引起多路徑效應(yīng)。
、 遠(yuǎn)離強(qiáng)電磁場(chǎng)的干擾。
GPS接收機(jī)接收衛(wèi)星廣播的微波信號(hào),微波信號(hào)都會(huì)受到電磁場(chǎng)的影響而產(chǎn)生噪聲,降低信噪比,影響觀測(cè)成果。所以GPS控制點(diǎn)最好離開高壓線、微波站或者產(chǎn)生強(qiáng)電磁干擾的場(chǎng)所。鄰近不應(yīng)有強(qiáng)電磁輻射源,如無(wú)線電臺(tái)、電視發(fā)射天線、高壓輸電線等,以免干擾GPS衛(wèi)星信號(hào)。通常,在測(cè)站周圍約 200m 的范圍內(nèi)不能有大功率無(wú)線電發(fā)射源(如電視臺(tái)、電臺(tái)、微波站等);在 50m 內(nèi)不能有高壓輸電線和微波無(wú)線電信號(hào)傳遞通道。 ④ 觀測(cè)站最好選在交通便利的地方以利于其它測(cè)量手段聯(lián)測(cè)和擴(kuò)展;
、 地面基礎(chǔ)穩(wěn)固,易于點(diǎn)的保存。
注意:用戶如果在樹木、覘標(biāo)等對(duì)電磁波傳播影響較大的物體下設(shè)觀測(cè)站,當(dāng)接收機(jī)工作時(shí),接收的衛(wèi)星信號(hào)將產(chǎn)生畸變,這樣即使采集時(shí)各項(xiàng)指標(biāo),如觀測(cè)衛(wèi)星數(shù)、DOP值等都較好,但觀測(cè)數(shù)據(jù)質(zhì)量很差。
建議用戶可根據(jù)需要在GPS點(diǎn)大約 300 米附近建立與其通視的方位點(diǎn),以便在必要時(shí)采用常規(guī)經(jīng)典的測(cè)量方法進(jìn)行聯(lián)測(cè)。
在點(diǎn)位選好后,在對(duì)點(diǎn)位進(jìn)行編號(hào)時(shí)必須注意點(diǎn)位編號(hào)的合理性,在野外采集時(shí)輸入的觀測(cè)站名由四個(gè)任意輸入的字符組成,為了在測(cè)后處理時(shí)方便及準(zhǔn)確,必須不使點(diǎn)號(hào)重復(fù)。建議用戶在編號(hào)時(shí)盡量采用阿拉伯?dāng)?shù)字按順序編號(hào)。
3、基線長(zhǎng)度
GPS接收機(jī)對(duì)收到的衛(wèi)星信號(hào)量測(cè)可達(dá)毫米級(jí)的精度。但是,由于衛(wèi)星信號(hào)在大氣傳播時(shí)不可避免地受到大氣層中電離層及對(duì)流層的擾動(dòng),導(dǎo)致觀測(cè)精度的降低。因此在使用GPS接收機(jī)測(cè)量時(shí),通常采用差分的形式,用兩臺(tái)接收機(jī)來(lái)對(duì)一條基線進(jìn)行同步觀測(cè)。在同步觀測(cè)同一組衛(wèi)星時(shí),大氣層對(duì)觀測(cè)的影響大部分都被抵消了;越短,抵消的程度越顯著,因?yàn)檫@時(shí)衛(wèi)星信號(hào)通過(guò)大氣層到達(dá)兩臺(tái)接收機(jī)的路徑幾乎相同。
同時(shí),當(dāng)基線越長(zhǎng)時(shí),起算點(diǎn)的精度對(duì)基線的精度的影響也越大。起算點(diǎn)的精度常常影響基線的正常求解。
因此,建議用戶在設(shè)計(jì)基線邊時(shí),應(yīng)兼顧基線邊的長(zhǎng)度。通常,對(duì)于單頻接收機(jī)而言,基線邊應(yīng)以20公里范圍以內(nèi)為宜;邊過(guò)長(zhǎng),一方面觀測(cè)時(shí)間勢(shì)必增加,另一方面由于距離增大而導(dǎo)致電離層的影響有所增強(qiáng)。
4、提高GPS網(wǎng)可靠性的方法
可以通過(guò)下面的一些方法提高GPS網(wǎng)的可靠性:
1、增加獨(dú)立基線數(shù)
在布設(shè)GPS 網(wǎng)時(shí),適當(dāng)增加觀測(cè)時(shí)段數(shù),對(duì)于提高GPS 網(wǎng)的可靠性非常有效。因?yàn)殡S著觀測(cè)時(shí)段數(shù)的增加,所測(cè)得的獨(dú)立基線數(shù)就會(huì)增加,而獨(dú)立基線數(shù)的增加對(duì)網(wǎng)的可靠性的提高是非常有效的。
2、保證一定的重復(fù)設(shè)站次數(shù)
保證一定的重復(fù)設(shè)站次數(shù),可確保GPS 網(wǎng)的可靠性。一方面,通過(guò)在同一測(cè)站上的多次觀測(cè),可有效地發(fā)現(xiàn)設(shè)站、對(duì)中、整平、量測(cè)天線高等人為錯(cuò)誤;另一方面,重復(fù)設(shè)站次數(shù)的增加,也意味著觀測(cè)期數(shù)的增加。不過(guò)需要注意的是,當(dāng)同一臺(tái)接收機(jī)在同一測(cè)站上連續(xù)進(jìn)行多個(gè)時(shí)段的觀測(cè)時(shí),各個(gè)時(shí)段間必須重新安置儀器,以更好地消除各種人為操作誤差和錯(cuò)誤。
3、保證每個(gè)測(cè)站至少與三條以上的獨(dú)立基線相連。
保證每個(gè)測(cè)站至少與三條以上的獨(dú)立基線相連,這樣可以使得測(cè)站具有較高的可靠性,在布設(shè)GPS 網(wǎng)時(shí),各個(gè)點(diǎn)的可靠性與點(diǎn)位無(wú)直接關(guān)系,而與該點(diǎn)上所連接的基線數(shù)有關(guān),點(diǎn)上所連接的基線數(shù)越多點(diǎn)的可靠性則越高。
4、在布網(wǎng)時(shí)要使網(wǎng)中所有最小異步環(huán)的邊數(shù)不大于6 條
在布設(shè)GPS 網(wǎng)時(shí),檢查GPS 觀測(cè)值基線向量質(zhì)量的最佳方法是異步環(huán)閉合差。而隨著組成異步環(huán)的基線向量數(shù)的增加,其檢驗(yàn)質(zhì)量的能力將逐漸下降,因此,要控制最小異步環(huán)的邊數(shù)。
所謂最小異步閉合環(huán),即構(gòu)成閉合環(huán)的基線邊是異步的,且邊數(shù)又是最少的。
5、提高GPS網(wǎng)精度的方法
可以通過(guò)下列方法提高GPS網(wǎng)的精度:
為保證GPS 網(wǎng)中各相鄰點(diǎn)具有較高的相對(duì)精度,對(duì)網(wǎng)中距離較近的點(diǎn)一定要進(jìn)行同步觀測(cè),以獲得它們間的直接觀測(cè)基線;
為提高整個(gè)GPS 網(wǎng)的精度,可以在全面網(wǎng)之上布設(shè)框架網(wǎng),以框架網(wǎng)作為整個(gè)GPS 網(wǎng)的骨架;
在布網(wǎng)時(shí)要使網(wǎng)中所有最小異步環(huán)的邊數(shù)不大于6 條;
若要采用高程擬合的方法測(cè)定網(wǎng)中各點(diǎn)的正常高/正高,則需在布網(wǎng)時(shí)選定一定數(shù)量的水準(zhǔn)點(diǎn)。水準(zhǔn)點(diǎn)的數(shù)量應(yīng)盡可能的多,且應(yīng)在網(wǎng)中均勻分布,還要保證有部分點(diǎn)分布在網(wǎng)中的四周,將整個(gè)網(wǎng)包含在其中;
為提高GPS 網(wǎng)的尺度精度,可采用增設(shè)長(zhǎng)時(shí)間、多時(shí)段的基線向量。
6、布設(shè)GPS 網(wǎng)時(shí)起算點(diǎn)的選取與分布
若要求所布設(shè)的GPS 網(wǎng)的成果與舊成果吻合最好,則起算點(diǎn)數(shù)量越多越好。若不要求所布設(shè)的GPS 網(wǎng)的成果完全與舊成果吻合,則一般可選3~5 個(gè)起算點(diǎn),這樣既可以保證新老坐標(biāo)成果的一致性,也可以保持GPS 網(wǎng)的原有精度。
為保證整網(wǎng)的點(diǎn)位精度均勻,起算點(diǎn)一般應(yīng)均勻地分布在GPS 網(wǎng)的周圍。要避免所有的起算點(diǎn)分布在網(wǎng)中一側(cè)的情況或連成一線的情況。
2、 GPS基線解算
1 、基線解算的步驟
基線解算的過(guò)程,實(shí)際上主要是一個(gè)利用最小二乘法進(jìn)行平差的過(guò)程。平差所采用的觀測(cè)值主要是雙差觀測(cè)值。在基線解算時(shí),平差要分五個(gè)階段進(jìn)行。第一階段,根據(jù)三差觀測(cè)值,求得基線向量的初值。第二階段,根據(jù)初值及雙差觀測(cè)值進(jìn)行周跳修復(fù)。第三階段進(jìn)行雙差浮點(diǎn)解算,解算出整周未知數(shù)參數(shù)和基線向量的實(shí)數(shù)解。第四階段將整周未知數(shù)固定成整數(shù),即整周模糊度固定。在第五階段,將確定了的整周未知數(shù)作為已知值,僅將待定的測(cè)站坐標(biāo)作為未知參數(shù),再次進(jìn)行平差解算,解求出基線向量的最終解-整數(shù)解。
2 、重復(fù)基線的檢查
同一基線邊觀測(cè)了多個(gè)時(shí)段得到的多個(gè)基線邊稱為重復(fù)基線邊。對(duì)于不同觀測(cè)時(shí)段的基線邊的互差,其差值應(yīng)小于相應(yīng)級(jí)別規(guī)定精度的22倍。而其中任一時(shí)段的結(jié)果與各時(shí)段平均值之差不能超過(guò)相應(yīng)級(jí)別的規(guī)定精度。
我們?cè)谶M(jìn)行基線處理時(shí)經(jīng)常會(huì)遇到重復(fù)基線檢查不合格的情況。而造成這種情況的主要有以下幾種情況:1、在架設(shè)儀器時(shí)由于對(duì)中整平的誤差造成(該種情況一般對(duì)短基線影響很大),處理該種情況時(shí)需要在出外業(yè)前對(duì)基座進(jìn)行檢查并且進(jìn)行外業(yè)觀測(cè)架設(shè)儀器時(shí)嚴(yán)格對(duì)中整平。2、由于點(diǎn)號(hào)及儀器高輸錯(cuò)、或外業(yè)記錄時(shí)出錯(cuò)造成(這種情況最為普遍,并且由于該種情況還會(huì)造成異步環(huán)搜索時(shí)異步環(huán)不閉合),一般來(lái)說(shuō)在軟件上比較好檢查出出錯(cuò)的觀測(cè)點(diǎn),例如我們可以在軟件上查看觀測(cè)數(shù)據(jù)通過(guò)觀測(cè)數(shù)據(jù)的初始經(jīng)緯度來(lái)判定點(diǎn)號(hào)是否出錯(cuò)。在搜索異步環(huán)時(shí)往往超限數(shù)據(jù)非常大。對(duì)于這種情況的處理一定要嚴(yán)格外業(yè)觀測(cè)手簿的記錄。
3、 閉合環(huán)搜索
在GPS測(cè)量中,為了檢驗(yàn)GPS野外實(shí)測(cè)數(shù)據(jù)的質(zhì)量,往往需要計(jì)算GPS網(wǎng)中同步環(huán)或異步環(huán)閉合差。
為了使精度評(píng)估更準(zhǔn)確,往往需要?jiǎng)h除一些重復(fù)基線,通常的軟件都要求手工輸入,若網(wǎng)較復(fù)雜,則工作量就非常龐大,而且錯(cuò)誤、遺漏也就難以避免。實(shí)際上,在軟件中,可以結(jié)合圖論的有關(guān)知識(shí),采用深度優(yōu)先搜索的方法搜索整個(gè)GPS網(wǎng)中的最小獨(dú)立閉合環(huán)、最小獨(dú)立異步閉合環(huán)、最小獨(dú)立同步閉合環(huán)以及手工選定環(huán)路和重復(fù)基線。
所謂最小獨(dú)立閉合環(huán),具有以下幾方面的含義:
閉合環(huán)必須是最小的,即邊數(shù)是最少的;
閉合環(huán)必須是獨(dú)立的。
4、 GPS基線向量網(wǎng)平差
在一般情況下,多個(gè)同步觀測(cè)站之間的觀測(cè)數(shù)據(jù),經(jīng)基線向量解算后,用戶所獲得的結(jié)果一般是觀測(cè)站之間的基線向量及其方差與協(xié)方差。再者,在某一區(qū)域的測(cè)量工作中,用戶可能投入的接收機(jī)數(shù)總是有限的,所以,當(dāng)布設(shè)的GPS網(wǎng)點(diǎn)數(shù)較多時(shí),則需在不同的時(shí)段,按照預(yù)先的作業(yè)計(jì)劃,多次進(jìn)行觀測(cè)。而GPS解算不可避免地會(huì)帶來(lái)誤差、粗差以及不合格解。在這種情況下,為了提高定位結(jié)果的可靠性,通常需將不同時(shí)段觀測(cè)的基線向量連接成網(wǎng),并通過(guò)觀測(cè)量的整體平差,以提高定位結(jié)果的精度。這樣構(gòu)成的GPS網(wǎng),將含有許多閉合條件,整體平差的目的,在于清除這些閉合條件的不符值,并建立網(wǎng)的基準(zhǔn)。
另外,不管是靜態(tài)解算還是動(dòng)態(tài)解算,都是在WGS-84坐標(biāo)系下進(jìn)行的,而已有的經(jīng)典地面控制網(wǎng)規(guī)模大,資料豐富;或者,用戶只進(jìn)行小范圍的測(cè)量,需要的僅僅是局部平面坐標(biāo);加之,GPS單點(diǎn)定位的坐標(biāo)精度較低,遠(yuǎn)遠(yuǎn)不能滿足高精度測(cè)量的要求。而且,通常用戶需要的是國(guó)家坐標(biāo)系下的大地坐標(biāo)(或投影坐標(biāo))或地方坐標(biāo)系下的投影坐標(biāo),高程坐標(biāo)也不再是大地高(橢球高),而是水準(zhǔn)高(正高)。有時(shí)還需要通過(guò)高精度GPS網(wǎng)與經(jīng)典地面網(wǎng)的聯(lián)合處理,加強(qiáng)和改善經(jīng)典地面網(wǎng),以滿足用戶的需要。這樣就需要將WGS-84之間的坐標(biāo)增量轉(zhuǎn)換到大地坐標(biāo)中去,從而得到用戶所需要的坐標(biāo)。由于坐標(biāo)系之間的系統(tǒng)參數(shù)不一樣以及水準(zhǔn)異常等原因,這種轉(zhuǎn)換理所當(dāng)然地會(huì)帶來(lái)誤差。
根據(jù)平差所進(jìn)行的坐標(biāo)空間,可將GPS 網(wǎng)平差分為三維平差和二維平差。根據(jù)平差時(shí)所采用的觀測(cè)值和起算數(shù)據(jù)的數(shù)量和類型,可將平差分為無(wú)約束平差約束平差和聯(lián)合平差等。
所謂三維平差是指平差在空間三維坐標(biāo)系中進(jìn)行。觀測(cè)值為三維空間中的觀測(cè)值,解算出的結(jié)果為點(diǎn)的三維空間坐標(biāo)。GPS 網(wǎng)的三維平差,一般在三維空間直角坐標(biāo)系或三維空間大地坐標(biāo)系下進(jìn)行。所謂二維平差,是指平差在二維平面坐標(biāo)系下進(jìn)行,觀測(cè)值為二維觀測(cè)值,解算出的結(jié)果為點(diǎn)的二維平面坐標(biāo)。
所謂無(wú)約束平差,指的是在平差時(shí)不引入會(huì)造成GPS 網(wǎng)產(chǎn)生由非觀測(cè)量所引起的變形的外部起算數(shù)據(jù)。常見的GPS 網(wǎng)的無(wú)約束平差,一般是在平差時(shí)沒有起算數(shù)據(jù)或沒有多余的起算數(shù)據(jù)。所謂約束平差,指的是平差時(shí)所采用的觀測(cè)值完全是GPS 基線向量,而且,在平差時(shí)引入了使得GPS 網(wǎng)產(chǎn)生由非觀測(cè)量所引起的變形的外部起算數(shù)據(jù)。
GPS 網(wǎng)的聯(lián)合平差,指的是平差時(shí)所采用的觀測(cè)值除了GPS 觀測(cè)值以外,還采用了地面常規(guī)觀測(cè)值,這些地面常規(guī)觀測(cè)值包括邊長(zhǎng)、方向、角度等觀測(cè)值等。
3 、常遇問(wèn)題的解決辦法
1.如何處理不合格基線
通過(guò)設(shè)置衛(wèi)星高度角、采樣間隔、有效歷元等參數(shù)可以對(duì)基線進(jìn)行優(yōu)化。
1 衛(wèi)星高度截止角
衛(wèi)星高度角的截取對(duì)于數(shù)據(jù)觀測(cè)和基線處理都非常重要,觀測(cè)較低仰角的衛(wèi)星有時(shí)會(huì)因?yàn)樾l(wèi)星信號(hào)強(qiáng)度太弱、信噪比較低而導(dǎo)致信號(hào)失鎖,或者信號(hào)在傳輸路徑上受到較大的大氣折射影響而導(dǎo)致整周模糊度搜索的失敗。但選擇較大的衛(wèi)星高度角可能出現(xiàn)觀測(cè)衛(wèi)星數(shù)的不足或衛(wèi)星圖形強(qiáng)度欠佳,因此同樣不能解算出最佳基線。
一般情況下處理基線中高度截止角默認(rèn)設(shè)置為20度。如果同步觀測(cè)衛(wèi)星數(shù)太少或者同步觀測(cè)時(shí)間不足,對(duì)于短基線來(lái)說(shuō),可以適當(dāng)降低高度角后重新試算,這樣可能會(huì)獲得滿足要求的基線結(jié)果,此時(shí)應(yīng)注意,要求測(cè)站的數(shù)據(jù)要穩(wěn)定,且環(huán)視條件要好,解算后的基線應(yīng)進(jìn)行外部檢核(如同步環(huán)和異步環(huán)檢核)以保證其正確性。
如果用默認(rèn)設(shè)置值解算基線失敗,且連續(xù)觀測(cè)時(shí)間較長(zhǎng)、觀測(cè)的衛(wèi)星數(shù)較多、圖形強(qiáng)度因子GDOP值較小,則適當(dāng)提高衛(wèi)星的高度角重新進(jìn)行解算可能會(huì)得到較好的結(jié)果,這主要是觀測(cè)環(huán)境和低仰角的衛(wèi)星信號(hào)產(chǎn)生了較嚴(yán)重的多路徑效應(yīng)和時(shí)間延遲所引起的。
2 采樣間隔
一般的接收機(jī)具有較高的內(nèi)部采樣率(指野外作業(yè)設(shè)置的數(shù)據(jù)采集間隔,由1秒至255秒自由設(shè)置,默認(rèn)為15秒)。而處理基線中并不是所有的數(shù)據(jù)都參與處理,而是從中根據(jù)優(yōu)化原則選取其中一部分的數(shù)據(jù)采樣進(jìn)行處理。采集高質(zhì)量的載波相位觀測(cè)值是解決周跳問(wèn)題的根本途徑,而適當(dāng)增加其采集密度,又是診斷和修復(fù)周跳的重要措施,因此在采用快速靜態(tài)作業(yè)或者該基線觀測(cè)時(shí)間較短的情況下,可以適當(dāng)把采樣間隔縮短。
3無(wú)效歷元
在某些情況下,例如該衛(wèi)星的健康情況惡劣;或者測(cè)站環(huán)境不理想、受電磁干擾而導(dǎo)致某些衛(wèi)星數(shù)據(jù)信號(hào)經(jīng)常失鎖;又或者低仰角的衛(wèi)星有時(shí)會(huì)因?yàn)樾l(wèi)星信號(hào)強(qiáng)度太弱、信噪比較低而導(dǎo)致信號(hào)失鎖,或者信號(hào)在傳輸路徑上受到較大的大氣折射影響而導(dǎo)致整周模糊度搜索的失敗。此時(shí)應(yīng)該對(duì)該衛(wèi)星的星歷進(jìn)行處理。
通過(guò)查看基線詳解,可以對(duì)衛(wèi)星觀測(cè)中周跳的情況進(jìn)行檢查,對(duì)于失鎖次數(shù)較多的衛(wèi)星或者觀測(cè)歷元數(shù)過(guò)少的衛(wèi)星進(jìn)行剔除。
2如何確定坐標(biāo)系統(tǒng)
1標(biāo)準(zhǔn)坐標(biāo)系統(tǒng)
采用標(biāo)準(zhǔn)的WGS-84、北京54以及國(guó)家80坐標(biāo)系可以直接在網(wǎng)平差設(shè)置里選擇,但是必須按要求輸入正確的原點(diǎn)經(jīng)度(投影中央子午線)。
2自定義坐標(biāo)系統(tǒng)(或者工程橢球)
、 已知參數(shù)
一般的自定義坐標(biāo)系(或工程橢球)是從標(biāo)準(zhǔn)的國(guó)家坐標(biāo)系轉(zhuǎn)換而來(lái),大多數(shù)情形下是對(duì)加常數(shù)或者中央子午線、投影橢球高重新進(jìn)行定義,因此必須選擇相應(yīng)的參數(shù),包括所用橢球的參數(shù)、加常數(shù)、投影中央子午線、投影橢球高等。
、 未知參數(shù)
假如是完全獨(dú)立自定義的工程坐標(biāo)系,尤其是沒有辦法與國(guó)家點(diǎn)聯(lián)測(cè)、又或者投影變形超過(guò)規(guī)范要求的,可以選用標(biāo)準(zhǔn)橢球,例如北京54橢球參數(shù),然后采用固定一點(diǎn)和一個(gè)方位角的辦法來(lái)處理。具體方法如下:
采用基線某一端點(diǎn)的單點(diǎn)定位解作為起點(diǎn),然后用高精度的紅外激光測(cè)距儀測(cè)出到基線另一端點(diǎn)的邊長(zhǎng),經(jīng)過(guò)嚴(yán)格的改正后,投影到指定高度(一般是測(cè)區(qū)的平均高程面),然后假定一個(gè)方位角(一般是采用真北方向)算出基線終點(diǎn)的坐標(biāo),以此兩點(diǎn)作為約束點(diǎn),然后采用與前面一致的橢球參數(shù),投影橢球高,此時(shí)注意原點(diǎn)經(jīng)度(中央子午線)可以采用測(cè)區(qū)中央的子午線。這樣,一方面使到其變形滿足規(guī)范要求,另一方面在小比例尺的圖上可以與國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)坐標(biāo)系聯(lián)系起來(lái)。
工程施工單位經(jīng)常使用的自定義坐標(biāo)系統(tǒng)。如果設(shè)計(jì)單位在測(cè)設(shè)時(shí)候布設(shè)了控制點(diǎn)且提供控制坐標(biāo)成果的情況下。施工單位在使用GPS加密控制點(diǎn)的時(shí)候進(jìn)行網(wǎng)平差就比較簡(jiǎn)單。我們只需要聯(lián)測(cè)設(shè)計(jì)院提供的成果進(jìn)行平差就好。
但是如果設(shè)計(jì)單位沒有提供控制點(diǎn)成果的情況下我們使用GPS進(jìn)行控制點(diǎn)的觀測(cè)時(shí),就一定要確定好坐標(biāo)系統(tǒng)。通常我們選擇自定義坐標(biāo)系統(tǒng)中的第二項(xiàng)即未知參數(shù)的情況進(jìn)行網(wǎng)平差。例如某大橋的控制測(cè)量我們布設(shè)好控制點(diǎn)后進(jìn)行觀測(cè)。數(shù)據(jù)處理完后進(jìn)行網(wǎng)平差時(shí)。我們就可在某端選取一個(gè)點(diǎn)將該點(diǎn)的大地坐標(biāo)(經(jīng)緯度)正算成平面直角坐標(biāo),然后用高精度的紅外激光測(cè)距儀測(cè)出到基線另一端點(diǎn)的邊長(zhǎng),經(jīng)過(guò)嚴(yán)格的改正后,投影到指定高度(一般是測(cè)區(qū)的平均高程面),然后假定一個(gè)方位角(一般是采用真北方向)算出基線終點(diǎn)的坐標(biāo),以此兩點(diǎn)作為約束點(diǎn),然后采用與前面一致的橢球參數(shù),投影橢球高,此時(shí)注意原點(diǎn)經(jīng)度(中央子午線)可以采用測(cè)區(qū)中央的子午線。亦可將該點(diǎn)的平面直角坐標(biāo)作為約束點(diǎn),然后在平差選擇中選擇角度約束指定另外一端點(diǎn)的坐標(biāo)方位角和距離進(jìn)行約束平差
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