实验二 gps 实时动态测量

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G P S原理与应用

实验二 GPS 实时动态测量

山东理工大学建筑工程学院测绘系韩保民

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一、实验目的与要求二、实验内容三、实验步骤四、仪器及工具五、注意事项六、学时分配七、上交资料

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一、实验目的与要求熟练掌握 RTK 的原理、方法

、构成、连接、作业模式及手簿的操作。

二、实验内容 1 ． RTK 的构成及连接； 2 ．基准站及流动站的设置； 3. 坐标转换； 4. 碎部测量。

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三、实验步骤

3 ． 1 新建一个作业选择 TopSURV 连接的仪器类型 : GPS+ 。进入此界面，点击新建，进入新建作业界面也可以选中作业，然后点打开，直接进入已建好的作业。。作业文件包含与该工作有关的所有数据：参数设置、测量设置。测量设置是一个参数集，包括：仪器参数、电台设置。

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在名称栏里面，建立一个自己最容易辨认的名称，所有的测量结果保存在该名称下

然后点继续

新建作业 -2

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新建作业 -3

进入该界面，确认 GPS+ 设置里的名称

是 My RTK ，点完成。

大约 30 秒后进入主操作界面。

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3.2 新建一个 GPS+ 的设置用户可以选择一个预先定义的测量设置或新

建一个测量设置。按 […] 可以增加、编辑或删除一个测量设置：

1 、要新建一个测量设置，按 [ 增加 ] ，显示设置：测量界面：输入名称、选择测量类型： RTK（另有后处理静态测量、后处理动态测量）。

2 、按 [ 继续 ] 进入设置：基准站接收机界面：选择 RTK 格式： CMR+ （ CMR 、 RTCM2.1 、 RTCM2.2 、 RTCM2.3 格式），输入高度角。

3 、按 [ 继续 ] 进入设置：基准站电台界面：选择所用的电台及其参数：接口、奇偶位、数据位、波特率、停止位。对 PCC 公司的电台还需设置频道和灵敏度（按 [ 设置电台 ] ）。按 [ 缺省 ] 设置为缺省值。对于内置电台，设置频率模式、电台功率、天线（内置或外置）。

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4 、按 [ 继续 ] 进入设置：基准站天线界面：选择天线型号、天线高测量类型（垂高、斜高），输入天线高。

5 、按 [ 继续 ] 进入设置：流动站接收机界面：选择RTK 格式： CMR+ （ CMR 、 RTCM2.1 、 RTCM2.2 、RTCM2.3 格式），输入高度角。流动站的 RTK 格式必须和基准站相同。

6 、按 [ 继续 ] 进入设置：流动站电台界面：流动站电台的设置必须和基准站电台的设置相同。

7 、按 [ 继续 ] 进入设置：流动站天线界面： 8 、按 [ 继续 ] 进入设置：测量参数界面：选择数据

记录的类型：固定解；固定解，浮点解；固定解，浮点解，码差分解；全部。选择点测量自动采用的观测次数或所需达到的精度。选择线测量的方法并输入间距值。

9 、按 [ 继续 ] 进入设置：放样参数界面：输入放样的水平距离限差，选择放样的参考方向、放样点存储时的后缀、注释、以及放样过滤器的设置。

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10 、按 [ 继续 ] 进入设置：高级界面：选择用或不用多路径抑制、共同跟踪；选择使用的卫星系统（ GPS 、 GPS+GLONASS ）及 RTK 位置（匹配的历元、外推）。

11 、按 [ 完成 ] ，保存设置的参数：则在 GPS+ 设置的名称中显示新建测量设置名称。

12 、按 [ 继续 ] 进入坐标系统界面：选择投影、基准、大地水准面模型等参数。

13 、按 [ 继续 ] 进入单位界面：选择距离单位和角度单位。

14 、按 [ 继续 ] 进入显示界面：选择坐标类型、坐标顺序、方位角起始、方位角类型。

15 、按 [ 继续 ] 进入报警界面：设置好需要报警的信息，按 [ 完成 ]即可保存新建的作业。至此，新建一个作业的操作全部完成。

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3.3 测量

准备 :RTK 测量时，需要至少两台接收机，一台为基准站，与其相连的天线在已知点上对中整平；一台为流动站，与其相连的天线在待测点上对中整平。

如果是在地方坐标系统下测量，则还需计算坐标转换参数。

有两种测量模式：点测量、线测量。点测量是指逐个点地进行测量；线测量是指按一定的时间或一定的距离进行自动测量，通常用于动态测量。

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3.4 设置基准站 -1

点击测量，进入设置基准站界面

轻轻点击设置基准站 ,直接进入设置基准站的操作界面

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3.4 设置基准站 -2

在这里输入一个点名，如果有该点的 84 坐标，直接输入，如果没有，点击自动定位，观测 1~2 分钟，结束观测，输入天线高，点击设置基准站，基准站设置成功。

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3.5 、设置流动站

基准站设置完成后，将手薄拔下，然后和流动站的 A 口相连，流动站就开始工作了。

因为 GPS 所测的都是 WGS-84 坐标，而我们需要的是我们工程所在的地方坐标。

所以，我们必须先做坐标转换：只需输入3 个地方坐标点和对应的 WGS-84 坐标（ 84坐标接收机可以直接测得）即可。

注意流动站的电台频道应和电台的一致。

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3.6 、坐标转换 -1

坐标转换至少需要三个已知点坐标，将已知点输完后，就进行坐标转换，如左图：点坐标转换

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1 ）地方点：输入我们的地方点的名称，如 C13 。

2 ） WGS84 点：输入 C13-84表示是该点的 84 坐标，然后把流动站放在该点上（注意：图中划圈的地方一定要是 Fixed ），点开始观测，然后点“确定”

重复此步，用 3 个点做坐标转换。

坐标转换 -2

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3.7 点测量

将手簿和流动站连接，手簿和流动站均开机。选择“测量 / 点测量”菜单。输入点号、编码、天线高、量高方式等信息。按 [ 设置 ] ，可以修改测量的参数。如果被测点难以到达，可以采用偏距法进行支点。按[ 偏距 ] 、 [Az Dis Ht] ，输入支点的点号和编码、角度类型（方位角或象限角）、高的类型（天顶距、高度角、垂直距离）、和水平距离。按相应的键可以切换角度类型或高的类型。按 [ 存储 ] 保存该支点。按[ 线 ] 可以采用线偏距法进行支点。输入两点构成一条参考线，指定支点在线的哪边，输入支点的点号、编码、从参考线的第二点到支点与参考线垂直的垂足点之间的距离、支点到垂足点之间的距离。按 [ 存储 ]保存该支点。按 [ 开始 ] 则开始观测。按 [ 数据 ] 可以查看当前观测点的结果。按 [ 图 ] 可以查看当前观测点的图形。

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放样点坐标的在输入已知点中已输入，进入该界面，直接点“点”

进入“点放样”模式

3.8 、流动站操作 - 放样

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输入要放样点的点名：如 C13

（划圈显示 Fixed ）然后点“点放样”，按屏幕指示走即可。

流动站操作 - 放样

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四、仪器及工具

GPS 接收机 1＋ 3 接收机、基座 1各、三角架 2各、小钢尺 1把， 2米对中杆 3根，手簿 3 个，电瓶 1 个，电台 1 个，发射天线一套，数据线若干。

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五、注意事项1 ．在作业前应做好准备工作：接收机、电瓶及手簿电

池充满电，清空接收机内存。2 ．用数据线连接 GPS 接收机和计算机时，应选注意数

据线上的红点对着接收机数据接口上的红点，拔的时候应捏紧端部，不能旋转。

3 ．注意 RTK 各数据线的正确连接，要知道为什么。4 ．在仪器观测过程中，不能随意开、关机，不能随意

拔掉手簿电池，不能随意按数据记录键，在接收机周围 15m 内不能接打手机，如有问题及时向老师汇报。

六、学时分配课內 2 学时。七、上交资料每人上交一份实验报告。

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补充材料：补充材料： RTK技术（ real time kinematic ）

一、概念二、原理三、系统构成四、作业方式五、作业距离六、精度

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RTK 一定义： RTK ：是以载波相位为观测量的实时差分 GPS 定位技术，它是

GPS 测量技术与数据传输技术相结合的组合系统。其原理是用户接收机在接收 GPS 卫星信号的同时，还实时接收由无线电传输设备发送过来的基准站接收机接收到的 GPS 信号及坐标，然后根据相对定位的原理，实时解算并显示用户 GPS 接收机的三维位置及其精度。二、原理 1.修正法：将基准站载波相位的修正量发送给用户站，用以对用户

站测得的 GPS载波相位进行误差改正实现对用户站的定位。 2.求差法：真正的 RTK ，基准站将自身的坐标及其接收到的 GPS载波相位信号发送给用户站，用户站将自身测得的 GPS载波信号和同时接收到的基准站的载波信号求差进行定位。

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三、 RTK 的构成、

GPS 接收设备（基准站接收机和用户接收机）数据链（基准站发射电台和发射天线，流动站接

收设备和接收天线）软件系统具备的功能为： 1快速解算模糊度 2 实时解算用户接收机的三维位置 3实时坐标转换 4 解算结果质量分析与评价 5 作业模式的选择 6 测量结果的显示与绘图）

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四、 RTK 的作业方式及精度： 1.快速静态测量方式要求接收机在每个测站上静止观测一段时间，定

位精度为 mm-1cm 2. 准动态测量：要求流动站静止一段时间解算模糊度，然后在每

个测站静止观测几个历元，定位精度在 1－ 2cm 3.实时动态测量：一般先静止观测一段时间，解算模糊度，这个过程叫模糊度初始化，然后按预定采样间隔自动确定采样点的位置。目前定位精度为 cm 级五、 RTK 的作业距离，一般在几 km 到 20km 在城市里面距离较短，在开阔平地距离增加

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