PDOP,静态

篇一 PDOP,静态
GNSS静态测量技术要求浅析

　　摘要 本文介绍了常用规范中有关卫星定位静态测量的技术要求，并对各规范的不同技术要求进行了比较与分析。

　　关键词 GNSS静态测量 GNSS测量常用规范 GNSS技术要求比较与分析

　　卫星定位技术具有全球性、高效率、多功能、高精度的特点。卫星定位静态测量其定位精度高达10-6～10-7，广泛应用于各种类型和等级的控制网的建立。有关卫星定位测量（以下简称GNSS测量）常用的规范较多，各个规范分别从相应的专业标准制定了详细的GNSS测量技术要求，使GNSS测量的应用具有良好的可操作性，发挥了巨大的作用。下面就常用规范中有关GNSS静态测量的技术要求作一些比较与分析：

　　1、坐标系统

　　满足测区内投影所引起的长度变形值不大于2.5cm/km，是建立或选择平面坐标系的前提条件和基本准则；而确定控制网的位置基准则是GNSS网基准设计的主要问题，可根据测区的地理位置、平均高程来选择适宜的坐标系统。GNSS测量所获得的是空间基线向量或三维坐标向量，属于其相应的空间坐标系（WGS-84坐标系）。规范要求应将其转换至国家统一的高斯正形投影分带平面直角坐标系（2000国家大地坐标系、1954年北京坐标系、1980西安坐标系）或建筑施工坐标系等其他独立的坐标系的坐标。转换时通常应具备坐标系统相对应的参考椭球及基本参数、坐标系的中央子午线经度、坐标系的投影面高程及测区平均高程异常值、起算点的坐标和起始方位角以及纵、横坐标加常数等。

　　2、精度分级和技术设计

　　GNSS网精度指标通常采用相邻点的基线长度中误差公式：　来衡量，GNSS网的全中误差不应超过其理论值。按照精度和用途，《全球卫星定位系统（GPS）测量规范》（以下简称《GNSS国标》）把GNSS测量的等级划分为A、B、C、D、E五个等级，并按相邻点基线向量中误差的水平分量、垂直分量来衡量相应级别的精度。而其它规范则是采用传统的三角形网按边长和精度来划分等级，用最弱间接边的相对中误差来衡量精度。相比较而言，前者较抽象，后者虽然较直观，但是遗憾的是，大多数的GPS随机软件中给出的却是直接观测边的精度。技术设计是为了得到最优化的布测方案，应根据项目的实际情况、GNSS网的目的、精度要求、控制点的密度、卫星状况、接收机的类型和数量、道路交通状况以及测区已有测量资料等，依据国家有关规范（规程），并按照优化设计的原则进行综合设计。

　　规范要求：GNSS网应由一个或若干个独立观测环构成，各同步图形之间采用边连式或网连式，避免出现自由基线。因为自由基线不参与构成几何闭合图形，不具备检查和发现观测成果中粗差的能力。限制最简独立环的边数是为了避免基线误差互相掩盖，含较大误差的边不能被有效地捡出，从而导致网的可靠性降低。要求对独立观测边构成的同步环和异步环进行闭合差检查，是为了检查观测质量、评定精度。

　　3、选点、埋石

　　如果点位不符合GNSS测量要求，将引起失锁、周跳、多路径效应误差，GNSS观测中的粗差及劣质观测值就增多。首先要求测站点的顶空开阔。由于GNSS卫星信号本身很微弱，所以GNSS测量选点时还应注意：避开周围的电磁波干扰源以保证GNSS接收机能正常工作；限制卫星高度角以减弱对流层的影响；远离强烈反射卫星信号的物体以减弱多路径效应的影响。规范要求应先进行图上技术设计和优化，并进行精度估算，最后再按技术设计的要求进行现场踏勘落实，对符合要求的旧有的控制点要充分利用。对GNSS点的标石和标志的埋设要求稳固，以易于长期保存、利用。

　　4、GNSS观测

　　GNSS接收机应在检定合格的有效期内使用，其标称精度应高于相应等级GNSS网的规范要求。由于双频接收机采用双频改正技术，可以很好地消除电离层折射误差的影响，所以基线边较长或等级较高的GNSS网采用双频接收机观测，精度提高尤为显著。为保证GNSS网中各相邻点具有较高的相对精度，网中距离较近的点一定要进行同步观测，以获得它们之间的直接观测基线。

　　各规范还对卫星截止高度角、同时观测的有效卫星数、时段长度、数据采样间隔率、PDOP值以及同步观测的接收机数目作了具体的规定。

　　随着卫星高度的降低，卫星信号接收的信噪比随之减小，对流层影响加大，测量误差也随之增大。各规范一般都要求卫星高度角不低于15°，这样可以在简化模型条件下保证所需的测量精度。

　　规定有效卫星数是因为同步观测的卫星越多，多余观测量就越多，成果精度也相应地提高。

　　观测时段长度和数据采样间隔率的限制是为了获得足够的数据量，从而有利于整周模糊度的解算和载波相位观测值周跳的探测。

　　PDOP值的大小与观测卫星在空间的几何分布有关，限制PDOP值是为了选择最佳的观测时间段，从而获得高精度的观测值。

　　有别于其他规范的重复设站数的规定，《工程测量规范》（以下简称《工规》）则提出了“独立基线的观测总数不少于必要观测基线数的1.5倍”的规定。笔者认为：这两种提法的根本都在于增加多余的观测基线。通常作业中，按仪器的标称精度约有3%　～5%左右的闭合差不合格，有了多余基线，那么就可以舍去不合格的基线，从而保证网的观测质量。对于GNSS观测时间的确定，笔者在作业中发现，GNSS卫星信号良好的时候，采用双频接收机进行城市四等和一级GNSS测量时，由于其边长相对较短，观测时段分别采用30～40分钟和20～30分钟是可行的，从而提高工作效率。

　　5、数据处理

　　数据处理包括基线解算、数据检验、无约束平差、约束平差和测量成果的数据输出。基线解算方案可采用多基线解或单基线解，长度小于15km的基线应采用双差固定解。观测数据要求进行数据删除率、同步环、异步环以及复测基线等的检核。为了考察GNSS网有无残余的粗差基线向量和其内符合精度以及提供全网平差后的地心系三维坐标要进行无约束平差。约束平差的目的是为了获取GNSS网在国家或地方坐标系的控制点坐标数据。规范要求无约束平差中基线分量的改正数绝对值应满足：VΔX、ΔY、ΔZ≤3δ；约束平差中基线分量的改正数与经过剔除粗差后的无约束平差结果的同一基线的相应改正数较差应满足：dVΔX、ΔY、ΔZ≤2δ；复测基线的长度较差应满足：dS≤2　δ。而《公路勘测规范》则分别采用：VΔX、ΔY、ΔZ≤　δ；dVΔX、ΔY、ΔZ≤　δ。各规范还规定了平差成果的输出信息内容。

　　对于同一时段观测值的数据删除率，《GNSS国标》、《公路勘测规范》和《铁路工程卫星定位测量规范》（以下简称《GNSS铁规》）要求不大于10%；而《卫星定位城市测量技术规范》（以下简称《GNSS城规》）则要求不大于20%。对于GNSS网中的同步环闭合差，《工规》、《GNSS铁规》和《公路勘测规范》要求：WX、Y、Z≤　；Ws≤　；Ws≤　（《公路勘测规范》）。而《GNSS国标》和《GNSS城规》则要求：WX、Y、Z≤　；Ws≤　。因为《GNSS国标》和《GNSS城规》认为：超过三条边的多边形同步环，都可以由三边同步环组合得到，可以不重复检核。对于GNSS网中的异步环闭合差，《GNSS国标》和《GNSS铁规》要求：WX、Y、Z≤　；Ws≤　。《GNSS城规》和《工规》要求：WX、Y、Z≤　；Ws≤　。而《公路勘测规范》则要求：WX、Y、Z≤　；Ws≤　。

　　一般的GNSS接收机都配有相应的基线解算和平差软件，自动化程度较高，虽然其数据处理方法和精度稍有区别，基本能满足二等以下GNSS网的基线解算和平差计算要求。对于二等及以上等级的GNSS网，则应采用精密星历和高精度的软件进行。

　　6、成果资料

　　GNSS测量是基础性的测量成果，应长期保存，工作完成后，应提交完整的成果资料。包括：任务或合同书、技术设计书、已有成果资料的利用情况、仪器检校记录资料、点之记、外业原始观测记录、平差计算手簿、技术总结、检查报告、设计网图、观测网图、数据处理用图、成果图、坐标等成果资料及说明以及以上资料的电子文件光盘。

　　以上仅就常用规范中有关GNSS静态测量的技术要求作了一些浅显的比较与分析，在进行GNSS静态测量时，我们应根据项目的特点、精度和密度等要求，依据合适的规范进行设计、施测，以充分发挥GNSS技术的先进性、优越性。

　　参考文献

　　［1］　全球定位系统（GPS）测量规范（GB/T18314-2009），测绘出版社，2009。

　　［2］　卫星定位城市测量技术规范（CJJ/T73-2010），中国建筑工业出版社，2010。

　　［3］　铁路工程卫星定位测量规范（TB10054-2010），中国铁道出版社，2010。

　　［4］　工程测量规范（GB50026-2007），中国计划出版社，2008。

　　［5］　李征航、黄劲松　GPS测量与数据处理　武汉大学出版社，2010。

篇二 PDOP,静态
许伟龙：造“飞机”卖给冯小刚的航模超级军迷

超级“军事迷”， 自制航模在航母上“着陆”

　　今年41岁的许伟龙，出生在石家庄市一个普通工人家庭。1984年，刚上初中的他在朋友家里看到一本《航空知识》杂志，马上被上面丰富的飞机图片等内容深深吸引住了。从此，他便迷上军事刊物和战争电影，平时的零用钱主要用来买航空杂志，积累了很多航空方面的知识。

　　他不但恋上了飞机、火箭等相关知识，而且开始频频尝试制作一些简单的飞机模型。几年下来，他在国内的航模圈内已小有名气。

　　1996年大学毕业后，许伟龙在科技馆工作，从事科普教育。工作之余，他把更多的时间投入到航空知识的学习中，购买航模的发动机、遥控器等配件，开始组装真正能飞上天的航模。一个遥控器800元，发动机200元，加上材料费，组装一个航模的费用，几乎花掉他一年的工资。

　　在接下来的几年里，许伟龙制作了七八个飞机模型。他和发烧友们经常骑车寻找大的空地试飞，那些模型有的在空中解体，有的坠机摔得粉身碎骨。但痴迷航模的许伟龙，一直兴趣不减。

　　许伟龙真正把个人爱好做成事业是2001年。当时他因故辞掉了工作，深思熟虑后开了一家公司，专门为客户量身定做飞机、火箭、导弹、航天器等静态模型，以及全尺寸空间站组合体、宇宙飞船、返回舱、航空航天服、飞机训练模拟舱等大型展示设备。

　　2002年，深圳市引进了一艘退役航空母舰“明斯克号”，随后天津也引进了一艘“基辅号”。两地都在运作主题公园，这让许伟龙眼前一亮。自己多年积累的航空知识，能否在航空母舰上找到施展的机会呢？他写了几篇有关航空母舰和舰载机的文章，发给了天津基辅号航母舰主题公园筹备处。

　　几个月后，一位副总联系到许伟龙，两人就主题公园的建设等问题进行了交流。许伟龙凭借自己多年积累的航空及舰船知识，对航母主题公园的规划给出了很好的建议。他对航空航海方面的见解，也给对方留下了很深的印象。2003年，在“基辅号”落户天津汉沽之后，双方就制作一架眼镜蛇武装直升机达成了协议。

　　机会有了，但是摆在许伟龙面前的问题非常多。雇佣工人、租赁场地，尤其是搜集准确的飞机模型的各种数据，工作繁重而琐碎。顶着巨大的压力，许伟龙迈出了从事航模事业的第一步。制作1:1比例的飞机模型，许伟龙并无经验，一切在探索中行进。钢架做龙骨，木头砌外观，包裹玻璃钢外层，刷漆，按照自己制作小型航模的经验，许伟龙做起了大飞机。眼镜蛇武装直升机雏形做好，前来考察的航母主题公园的负责人放心了。随即，双方又签订第二架模型——我国自主设计的歼10战机的制作合同。

　　2008年，许伟龙为“基辅号”航母制作的第三架原型舰载机雅克38型飞机交付。该航母上除了四五架退役飞机，其余3架1:1比例的模型飞机，都是许伟龙制作的。除制作飞机模型外，许伟龙还参与基辅号主题公园的建设。他扎实细致的工作，尤其他制作的几架飞机模型，得到了主题公园方面的肯定。他也借此积累了大量的模型制作经验。

实力不凡，受到大导演冯小刚青睐

　　许伟龙逐渐打出了名气，来找他做模型的人越来越多。2005年10月，“神六”发射成功后，他接到了为河北省科技馆制作发射“神六”的长征2F运载火箭模型的订单。

　　他通过网络、图书馆等搜集火箭的数据。他还专门到北京对真实的运载火箭进行了考察。他共用4个多月的时间，才做出火箭模型。考虑到火箭模型要在室外陈列，他在制作时采用了耐高温、耐老化的缠绕玻璃纤维复合材料。火箭模型共用了7吨钢材，上百件用数控机床加工的精细小部件。它高14.57米，最宽处为2.3米，按真火箭的1/4比例制作，规模之大在国内同型号火箭模型中居首位。此后，与航空相关的航天模型，也成了他的主要业务之一。几年下来，许伟龙先后制作了数十个火箭模型，工艺也日益成熟。

　　2009年7月，在天津举办完一次航模展览后，市领导委托许伟龙为国庆大阅兵后的彩车制作火箭模型。他仅用12天的时间，就完成了长征3C和未曾发射过的我国新型大推力火箭长征5的模型制作。10月1日，天津市的彩车装着他制作的火箭模型经过天安门。著名导演冯小刚从朋友口里听说这件事后，对这位河北的“能工巧匠”颇感兴趣。冯小刚还开玩笑说，如果拍电影需要飞机、坦克、导弹之类的道具，也许许伟龙能帮上忙。

　　2011年，许伟龙的公司制造的“天宫”空间站、“问天”飞船等超大型道具，都被用于建党九十周年献礼影片《飞天》的拍摄。由于在《飞天》中的巨大贡献，许伟龙与北京的一些电影人建立了联系。“这些朋友看到了我们公司在航空航天军事领域的专业能力和影视价值，这其中就包括冯小刚。” 从那时起，许伟龙就与冯小刚工作室保持着密切联系。

篇三 PDOP,静态
静态GPS外业操作方法

静态GPS外业操作方法

1．1 概述

GPS测量工作与经典大地测量工作相类似，按其性质可分为外业和内业两大部分。其中：外业工作主要包括选点(即观测站址的选择)、建立观测标志、野外观测作业以及成果质量检核等；内业工作主要包括GPS测量的技术设计、测后数据处理以及技术总结等。如果按照GPS测量实施的工作程序，则大体可分为这样几个阶段：技术设计、选点与建立标志、外业观测、成果检核与处理。

GPS测量是一项技术复杂、要求严格、耗费较大的工作，对这项工作总的原则是，在满足用户要求的情况下，尽可能地减少经费、时间、和人力的消耗。

1．2 系统作业模式

GPS测量的作业模式是指利用GPS定位技术，确定观测站之间相对位置所采用的作业方式。它主要由GPS接收设备的软件和硬件来决定。不同的作业模式其作业的方法和观测时间亦有所不同，因此亦有不同的应用范围。

1.2.1 静态相对定位模式

一、作业方法：

采用两台（或两台以上）静态接收机，分别安置在一条（或数条）基线的端点，根据基线长度和要求的精度，按静态GPS测量系统外业的要求同步观测四颗以上的卫星数时段，时段从30分钟至几个小时不等。

二、定位精度：

基线测量的精度可达±（3mm＋1ppm×D），D为基线长度，以公里计。

三、作业要求：

采取这种作业模式所观测的独立基线边，应构成闭合图形（如三角形、多边形），以利于观测成果的检核，增强网的强度，提高成果的可靠性和精确性。

四、适用范围：

建立国家大地控制网（二等或二等以下）；

建立精密工程控制网，如桥梁测量、隧道测量等；

建立各种加密控制网，如城市测量、图根点测量、道路测量、勘界测量等。 观测中至少跟踪四颗卫星，同时基线边长一般不要超过15公里。

五、作业范围：

控制测量及其加密；工程测量、勘界测量；地籍测量及碎部测量等。

1.3 GPS网的技术设计

GPS网的技术设计是GPS测量工作实施的第一步，是一项基础性工作。这项工作应根据网的用途和用户的要求来进行，其主要内容包括精度指标的确定，网的图形设计和网的基准设计。

1.3.1 测量的精度标准

对GPS网的精度要求，主要取决于网的用途。精度指标通常均以网中相邻点之间的距离误差来表示，其形式为

根据GPS网的不同用途，其精度可划分为如表1—1所列的五类标准。

下为不同级别GPS网的精度标准：

在GPS网总体设计中，精度指标是比较重要的参数，它的数值将直接影响GPS网的布设方案、观测数据的处理以及作业的时间和经费。在实际设计工作中，用户可根据所作控制的实际需要和可能，合理地制定。既不能制定过低而影响网的精度，也不必要盲目追求过高的精度造成不必要的支出。

1.3.2网的图形设计

网的图形设计虽然主要决定于用户的要求，但是经费、时间和人为的消耗以及所需接收设备的类型、数量和后勤保障条件等，也都与网的设计有关。对此应当充分加以顾及，以期在满足用户要求的条件下尽量减少消耗。

为了满足用户的要求，设计的一般原则是：

① GPS网一般应通过独立观测边构成闭合图形，例如三角形、多边形或附合线路，以增加检核条件，提高网的可靠性。

② GPS网点应尽量与原有地面控制网点相重合。重合点一般不应少于3个（不足时应联测）且在网中应分布均匀，以便可靠地确定GPS网与地面网之间的转换参数。

③ GPS网点应考虑与水准点相重合，而非重合点一般应根据要求以水准测量方法(或相当精度的方法)进行联测，或在网中设一定密度的水准联测点，以便为大地水准面的研究提供资料。

④ 为了便于观测和水准联测，GPS网点一般应设在视野开阔和容易到达的地方。 ⑤ 为了便于用经典方法联测或扩展，可在网点附近布设一通视良好的方位点，以建立联测方向。方位点与观测站的距离，一般应大干300米。

根据GPS测量的不同用途，GPS网的独立观测边均应构成一定的几何图形。图形的基本形式如下：

1.三角形网

GPS网中的三角形边由独立观测边组成。根据经典测量可知，这种图形的几何图形几何结构强，具有良好的自检能力，能够有效的发现观测成果的粗差，以保障网的可靠性。同时，经平差后网中相邻点间基线向量的精度分布均匀。

但其观测工作量较大，尤其当接收机的数量较少时，将使观测工作的总时间大为延长，因此通常只有当网的精度和可靠性要求较高，接收机数目在三台以上时，才单独采用这种图形。见图1-2。

2. 环形网

环形网是由若干含有多条独立观测边的闭合环所组成的网，这种网形与经典测量中的导线网相似，图形的结构比三角形稍差。此时闭合环中所含基线边的数量决定了网的自检能力和可靠性。一般来说，闭合环中包含的基线边不能超过一定的数量。根据有关规范，对闭合环中基线的边数有以下限制；

最简独立闭合环或符合路线边数的规定 表1-2

环形网的优点是观测工作量较小，且具有较好的自检性和可靠性，其缺点主要是，非直接观测的基线边（或间接边）精度较直接观测边低，相邻点间的基线精度分布不均匀。作为环形网特例，在实际工作中还可以按照网的用途和实际的情况，采用所谓附合线路。这种附合线路与经典测量中的附合导线相似。采用这种图形的条件是，附合线路两端点间的已知基线向量，必须具有较高的精度，另外，附合线路所包含的基线边数，也不能超过一定的限制。见图1-3。

图1-2 三角形网 图1-3 环形网 图1-4 星形网

3. 星形网

星形网的几何图形简单，但其直接观测边之间，一般不构成闭合图形，所以其检

验与发现粗差的能力较差。

这种网的主要优点，是观测中通常只需要两台GPS接收机，作业简单。因此在快速静态定位和动态定位等快速作业模式中，大多采用这种网形。它广泛用于工程放样、边界测量、地籍测量和碎部测量等。见图1-4。

三角形和环形网，是大地测量和精密工程测量中普遍采取的两种基本图形。用户还可以根据实际情况采用上述两种图形的混合网形。

1.3.3基线长度

GPS接收机对收到的卫星信号量测可达毫米级的精度。但是，由于卫星信号在大气传播时不可避免地受到大气层中电离层及对流层的扰动，导致观测精度的降低。因此在GPS测量中，通常采用差分的形式，用两台接收机来对一条基线进行同观测。在同步观测同一组卫星时，大气层对观测的影响大部分都被抵消了。基线越短，抵消的程度越显著，因为这时卫星信号通过大气层到达两台接收机的路径几乎相同。

因此，建议用户在设计基线边时以20公里范围以内为宜。基线边过长，一方面观测时间势必增加，另一方面由于距离增大而导致电离层的影响有所增强。

1.3.4网的基准

在全球定位系统中，卫星主要视作位置已知的高空观测目标。所以，为了确定接收机的位置，GPS卫星的瞬时位置通常归化到统一的地球坐标系统。现在全球定位系统采用的WGS－84坐标系统，是一个精确的全球大地坐标系统。而我国的国家大地坐标系采用的是1954北京坐标系及1980西安坐标系。通常在工程测量中，还往往采用独立的施工坐标系。因此，在GPS测量中必须确定地区性坐标系与全球坐标系的大地测量基准之差，并进行两坐标系统之间的转换。南方S60GPS测量系统软件很方便就可实现WGS－84、54坐标系、80坐标系中空间直角坐标、大地坐标及高斯平面直角坐标之间的转换，并且可以采用高斯投影或UTM投影在任何独立坐标系中进行网平差处理。

1.4 选点与埋石

1.4.1选点

由于GPS测量观测站之间无需相互通视，而且网的图形结构也比较灵活，所以选点工作远较经典控制测量的选点工作简便。但由于点位的选择对于保证观测工作

的顺利进行和可靠地保证测量成果精度具有重要意义，所以，在选点工作开始之前，应充分收集和了解有关测区的地理情况以及原有测量标志点的分布及保持情况，以便确定适宜的观测站位置。选点工作通常应遵守的原则是：

①观测站(即接收天线安置点)应远离大功率的无线电发射台和高压输电线，以避免其周围磁场对GPS卫星信号的干扰。接收机天线与其距离一般不得小于200m； ②观测站附近不应有大面积的水域或对电磁波反射(或吸收)强烈的物体，以减弱多路径效应的影响；

③观测站应设在易于安置接收设备的地方，且视野开阔。在视场内周围障碍物的高度角，一般应大于10°～15°，以减弱对流层折射的影响；

④观测站应选在交通方便的地方，并且便于用其它测量手段联测和扩展；

⑤对于基线较长的GPS网，还应考虑观测站附近具有良好的通讯设施(电话与电报、邮电)和电力供应，以供观测站之间的联络和设备用电；

⑥点位选定后(包括方位点)，均应按规定绘制点位注记，其主要内容应包括点位及点位略图，点位的交通情况以及选点情况等。

注：用户如果在树木等对电磁波传播影响较大的物体下设观测站，当接收机工作时，接收的卫星信号将产生畸变，这样即使采集时各项指标都较好，但结果将是不可靠的。

建议用户根据需要在GPS点大约300米附近建立与其通视的方位点，以便在必要时采用常规经典的测量方法进行联测。

在点位选好后，在对点位进行编号时必须注意点位编号的合理性，在野外采集时输入的观测站名是由四个任意输入的字符组成，为了在测后处理时方便及准确，必须不使点号重复。建议用户在编号时尽量采用数字按顺序编号。

1.4.2 埋石

在GPS测量中，网点一般应设置在具有中心标志的标石，以精确标志点位。具体标石的设置可参照有关规范，对于一般的控制网，只需要采用普通的标石，或在岩层、建筑物上做标志。

1.5 静态测量系统的野外作业

1.5.1 制定观测计划

在施测前，建议用户根据网的布设方案、规模的大小、精度要求、GPS卫星星座、

篇四 PDOP,静态
1 动态RTK测量和静态GPS测量的精度比较

第一章 绪论

1.1概述

GPS定位在测量中有很大的应用潜力。近年来,GPS接收机的小型化、小功耗给其应用于测量提供了有利的条件。在软件方面,GPS的基线解算、平差也有了很大的发展,这些都促使GPS在测量中得到了较为广泛的应用。尤其近几年,动态GPS(RTK)的出现,使测量工程缩短了工期,降低了成本,减少了人员的投入,这些方面充分体现了GPS技术较常规技术的优越性。

尽管动态GPS(RTK)的出现,使观测时间缩短,人员投入减少,并且不受网形和通视等条件的影响,提高了工作效率。但是,动态GPS(RTK)测量没有静态GPS测量的同步环、异步环及附合线路等约束条件,它是以基准站为中心呈放射状,以支点形式分布的散点,从而无法直接衡量其观测精度。因此,作为新生事物的动态GPS(RTK)测量在实际生产中的精度成为测量界关注的重点。

为了探求动态GPS(RTK)测量的精度,我分析和研究了动态GPS(RTK)测量的各种资料及其观测方法,同时对其进行了实测对比和研究。通过一系列的研究,对动态GPS(RTK)测量的精度有了一定的认识,进一步提高了观测精度和工作效率。

1.2 RTK技术的应用现状

现阶段的RTK技术主要应用包括以下几个方面，很多的应用都属于尝试性的，有待于更进一步的研究探讨

1.2.1施工放样

自从GPS差分定位技术出现以后，就有了针对施工放样的测量方法。GPS实时动态差分测量的实时性正是针对施工放样而设计的，RTK技术是实时动态差分测量的进一步发展，它的服务对象仍然是工程施工放样。RTK技术的出现，使得GPS测量的应用领域进一步拓宽。

近年来，RTK测量在道路施工中的应用越来越广，不仅用于道路中线及边线的施工放样，同时还用于挖填土方的测量，并且取得了良好的效果。

在各类管线放样施工中，RTK技术也表现出其绝对优势，如在国家重点工程“西气

东输”工程中，RTK测量表现出了无与伦比的优越性；在环渤海石油开发中，海底电缆及石油天然气输送管线的铺设也都采用了RTK放样方法。在送变电线路放样及城市供水管道施工放样中的应用也已经取得了良好的效果。

1.2.2实时导航定位

GPS最初的应用是飞机、船舶的导航，随着实时定位技术的不断发展，定位精度逐步提高，其应用范围也不断扩大。目前主要为航空摄影测量、水底地形测量提供导航定位服务，在航空摄影测量中，RTK技术为摄影载体确定瞬时位置信息，而在水底地形测量中，主要是结合测深设备如数字测深仪、多波束水下测量超声仪、声纳多普勒定位仪等，间接测量水底某点位置。

1.2.3图根控制点布设

各类研究报告显示，RTK测量精度与常规测量的I级导线、IV等水准相当，可以满足各类测量的图根控制精度要求。GPS-RTK测量以其精度高、实时性强的特点在各行业的测量工作中与常规方法结合得到了迅速的推广。由于RTK测量可以实时提供坐标，无须进行室内计算，可以即测即用，各点之间不用通视，误差不积累等特点，深受广大测绘工作者喜爱。

具体做法是在待测碎部点附近较为开阔并且与碎部点通视的地方，以RTK方法测定两个以上控制点，在其中的仟意点上架设全站仪，测量碎部点的坐标位置。这种方法便捷迅速，精度可靠，己得到广泛应用。

1.2.4碎步点测量

由于GPS测量自身的局限性，一直制约着其在碎布点测量中的应用特别是在城区等对GPS信号遮挡严重的地方。但在一般地区，已经显示出RTK地形地籍图测绘的明显优势，对于比较低矮的建筑及其它一些地形特征点可以直接立杆测定，特别是在地籍测绘中，土地界址权属的测量划分，已经得到各界人士充分地肯定。

由于RTK测量的误差都是相对于参考站产生的，独立的两个RTK之间没有误差传播，RTK测量己经达到厘米级精度，但两点之间的方位精度远没有常规测量方法精度高，对于精度要求较高的测量来说还不太实用。

1.2.5变形监测

作为一种新方法，近几年国内外许多学者开展了卓有成效的GPS动态实验与测试工作，将GPS测量技术应用于变形检测。在早期的试验中，一般都采用了后处理差分方法实现的，例如，加拿大卡尔加里塔在受风载作用下的结构动态变形测量、深圳帝王大厦GPS风载振动测量、武汉长江二桥GPS动态监测试验等。

随着GPS-RTK技术的发展，RTK技术也逐步应用于桥梁及大型构筑

物的变形监测。

英国利用GPS-RTK技术对位于亨伯河口的亨伯大桥进行了动态监测工作，监测大桥中央位置在桥的各轴线方向的位移以及桥塔在东南、西北和垂直方向上的位移。日本明石的凯约大桥也安装了先进的监测系统，保证交通安全和结构的稳固性。

第二章 RTK技术的原理及特点

2.1 RTK的测量原理

RTK是根据GPS的相对定位概念，将一台接收机放在已知点上（称为基准站），另一台或几台接收机放在新点上（称为移动站），同步采集相同卫星的信号，见图1。将这些观测值进行差分，可削弱和消除轨道误差、钟差、大气误差等的影响，实时定位精度能大大提高。

RTK采用载波相位观测值，能直接导出卫星和天线之间的总波长数，并能解算模糊值。在通常的GPS测量中，需要将两点之间的观测值进行后处理才能求出总波长数和模糊值。在RTK中，基准站的观测值是通过无线电数据链播发给移动站进行数据的实时处理。由于近年来研究出实时解算模糊值的算法（简称为“途中”解算，或称为OTF），使RTK成为可能。这些求模糊值的算法能在接收机运动过程中解算模糊值。实时解算模糊值比后处理解算模糊值更难、更复杂。因为只能利用几个历元的数据快速解算模糊值。 目前，在正常条件下，用RTK解算模糊值只需要10—60 s的观测值。一旦求出模糊值时，即可开始RTK测量。当卫星失锁，或至基地站的数据链中断时，此模糊值即已失效。此时，必须重新求定模糊值。但是，这一点在实际应用中不是大问题。因为多数观测者在各点之间迁站都是步行，即使卫星失锁或数据链的信号中断，在步行途中，RTK系统也能自动进行模糊值初始化。

图2.1 RTK测量原理

Fig2.1 RTK principle

2.2 RTK技术的系统组成

2.2.1基准站

基准站设置在坐标为已知的参考点上，见图2.2。GPS天线安置在参考点的上方。GPS接收机连续采集数据，并通过无线电数据链或GSM电话播发给移动站。

图2.2 基准站

Fig2.2 Base station GPS使用的频率为400—450 MHz，基准站发射功率为2—35 w，移动台功率为0.5—2.0 w。由于此频段的信号是直线传播，绕射性能很差，故要求两点之间准光学通视。为了扩大信号传播距离可采取两种办法：一是使用信号放大器，二是另设中继站。通过无线电播发的数据，多采用RTCM SC-104格式。由于RTCM格式的效率低，故多数GPS接收机厂商都采用自己的数据格式播发数据。如果有很多用户在同一测区工作时，可设立RTK的常设基地站。常设基地站可承担下列任务：连续采集数据，存储原始数据，计算RTCM改正，为用户实时或事后提供数据，监测卫星状况，向用户预告各种干扰。目前，国际上已有少数城市建立了这种常设基准站。

2.2.2移动站

各点之间迁站时采用步行方式的RTK，其移动站配置见图3。移动站接收机的天线多数都置于测杆顶部，观测者将测杆放在点上，此测杆应有水准气泡，以使接收机天线严格位于点上方。最新的移动站接收机已实现一体化，即接收机、天线、显示器和电池

篇五 PDOP,静态
静态控制测量作业方法

静态控制测量作业方法 (2009-12-09 12:02:02)

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标签： 分类：控制测量

杂谈

由于GPS测量工作的实施方法取决于用户的具体要求，因此这里有必要对使用静态测量系统建立控制网的一般过程、作业的方法和原则进行介绍。至于有特殊要求的用户还可参照国家有关部门颁发的测量规范。

1。1 概述

GPS测量工作与经典大地测量工作相类似，按其性质可分为外业和内业两大部分。其中：外业工作主要包括选点(即观测站址的选择)、建立观测标志、野外观测作业以及成果质量检核等；内业工作主要包括GPS测量的技术设计、测后数据处理以及技术总结等。如果按照GPS测量实施的工作程序，则大体可分为这样几个阶段：技术设计、选点与建立标志、外业观测、成果检核与处理。

GPS测量是一项技术复杂、要求严格、耗费较大的工作，对这项工作总的原则是，在满足用户要求的情况下，尽可能地减少经费、时间、和人力的消耗。因此，对其各阶段的工作都要精心设计和实施。

南方静态测量系统GPS测量的工作程序如下图：【PDOP,静态】

1。2 系统作业模式

GPS测量的作业模式是指利用GPS定位技术，确定观测站之间相对位置所采用的作业方式。它主要由GPS接收设备的软件和硬件来决定。不同的作业模式其作业的方法和观测时间亦有所不同，因此亦有不同的应用范围。S60GPS测量系统主要是用作控制测量用，采取的是静态载波相位相对定位模式。下面简单介绍S60GPS测量系统的测量模式。

1.2.1 静态相对定位模式

一、作业方法：

采用两台（或两台以上）静态接收机，分别安置在一条（或数条）基线的端点，根据基线长度和要求的精度，按静态GPS测量系统外业的要求同步观测四颗以上的卫星数时段，时段从30分钟至几个小时不等。

二、定位精度：

基线测量的精度可达±（3mm＋1ppm×D），D为基线长度，以公里计。

三、作业要求：

采取这种作业模式所观测的独立基线边，应构成闭合图形（如三角形、多边形），以利于观测成果的检核，增强网的强度，提高成果的可靠性和精确性。

四、适用范围：

建立国家大地控制网（二等或二等以下）；

建立精密工程控制网，如桥梁测量、隧道测量等；

建立各种加密控制网，如城市测量、图根点测量、道路测量、勘界测量等。

观测中至少跟踪四颗卫星，同时基线边长一般不要超过15公里。

五、作业范围：

控制测量及其加密；工程测量、勘界测量；地籍测量及碎部测量等。

1.3 GPS网的技术设计

GPS网的技术设计是GPS测量工作实施的第一步，是一项基础性工作。这项工作应根据网的用途和用户的要求来进行，其主要内容包括精度指标的确定，网的图形设计和网的基准设计。

1.3.1 测量的精度标准

对GPS网的精度要求，主要取决于网的用途。精度指标通常均以网中相邻点之间的距离误差来表示，其形式为

根据GPS网的不同用途，其精度可划分为如表1—1所列的五类标准。

不同级别GPS网的精度标准 表1-1

在GPS网总体设计中，精度指标是比较重要的参数，它的数值将直接影响GPS网的布设方案、观测数据的处理以及作业的时间和经费。在实际设计工作中，用户可根据所作控制的实际需要和可能，合理地制定。既不能制定过低而影响网的精度，也不必要盲目追求过高的精度造成不必要的支出。

1.3.2网的图形设计【PDOP,静态】

网的图形设计虽然主要决定于用户的要求，但是经费、时间和人为的消耗以及所需接收设备的类型、数量和后勤保障条件等，也都与网的设计有关。对此应当充分加以顾及，以期在满足用户要求的条件下尽量减少消耗。

为了满足用户的要求，设计的一般原则是：

① GPS网一般应通过独立观测边构成闭合图形，例如三角形、多边形或附合线路，以增加检核条件，提高网的可靠性。

② GPS网点应尽量与原有地面控制网点相重合。重合点一般不应少于3个（不足时应联测）且在网中应分布均匀，以便可靠地确定GPS网与地面网之间的转换参数。

③ GPS网点应考虑与水准点相重合，而非重合点一般应根据要求以水准测量方法(或相当精度的方法)进行联测，或在网中设一定密度的水准联测点，以便为大地水准面的研究提供资料。

④ 为了便于观测和水准联测，GPS网点一般应设在视野开阔和容易到达的地方。 ⑤ 为了便于用经典方法联测或扩展，可在网点附近布设一通视良好的方位点，以建立联测方向。方位点与观测站的距离，一般应大干300米。

根据GPS测量的不同用途，GPS网的独立观测边均应构成一定的几何图形。图形的基本形式如下：

1.三角形网

GPS网中的三角形边由独立观测边组成。根据经典测量可知，这种图形的几何图形几何结构强，具有良好的自检能力，能够有效的发现观测成果的粗差，以保障网的可靠性。同时，经平差后网中相邻点间基线向量的精度分布均匀。

但其观测工作量较大，尤其当接收机的数量较少时，将使观测工作的总时间大为延长，因此通常只有当网的精度和可靠性要求较高，接收机数目在三台以上时，才单独采用这种图形。见图1-2。

2. 环形网【PDOP,静态】

环形网是由若干含有多条独立观测边的闭合环所组成的网，这种网形与经典测量中的导线网相似，图形的结构比三角形稍差。此时闭合环中所含基线边的数量决定了网的自检能力和可靠性。一般来说，闭合环中包含的基线边不能超过一定的数量。根据有关规范，对闭合环中基线的边数有以下限制；

篇六 PDOP,静态
实验1 绝对静态定位数据采集

实验1 绝对静态定位数据采集

一、实验目的

了解绝对静态定位观测过程，掌握单点静态定位观测方法

二、实验原理

测站上同时接收4颗以上导航卫星信号，利用卫星至接收机的距离进行空间后方交会定位出测站坐标。

三、主要仪器及耗材

每组Topcon Hiper SR GNSS接收机主机1台，操作手簿1个，基座1个，三脚架1个，钢卷尺1个，记录纸自备（需记录测站号、观测时间、天气、接收机号、天线高、设置参数、定位数据（经纬度、高程、PDOP）等）。

四、实验内容及步骤

1、实验内容：每人独立完成选定的一个测点上一个时段的观测。

2、实验步骤：

（1）准备工作

1）到测站后，连接基座和脚架，对中整平；

2）安装接收机在基座上；

3）确认对中整平连接好接收机后，量取天线斜高；

（2）开机测量

1）打开接收机电源，打开操作手簿；

2）连接操作手簿与主机：打开TRU软件-设备-连接-蓝牙-设备搜索-连接；

3）设置工作方式：设置-定位-单点定位；设置-跟踪选项-设置接收的卫星波段-高度角等

4）查看卫星状态是否已锁定卫星；若没有锁定等待直到锁定卫星。

5）可在状态中查看锁定卫星状态信息。

6）在文件管理中输入文件名，高度角，采样间隔等数据。在站点参数中设置站点参数和天线参数。

7）当接收到5 颗以上卫星信号时，在2 秒之内快速按电源键3 次，仪器开始记录静态观测数据；

8）当观测结束时，再次在2 秒之内快速按电源键3 次，仪器停止记录静态观测数据，整个外业静态测量过程结束。

9）采集完成后结束文件或关机。

3、关机

（1）检查对中整平，再量天线高并记录，检查卫星状况；

（2）关闭电源后，取下接收机主机、基座等装箱。

篇七 PDOP,静态
三、静态定位