RTK技术原理及应用.ppt
《RTK技术原理及应用.ppt》由会员分享,可在线阅读,更多相关《RTK技术原理及应用.ppt(51页珍藏版)》请在三一办公上搜索。
1、,网络RTK技术及应用薛晓轩吉林省第一测绘院2010年01月10日,1 全球定位系统-GPS 授时与测距导航系统/全球定位系统(Navigation Satellite Timing and Ranging/Global Positioning System-GPS):是以人造卫星为基础的无线电导航系统,可提供高精度、全天候、实时动态定位、定时及导航服务。,1.1 GPS系统由三个独立的部分组成,空间部分:21颗工作卫星,3颗备用卫星(白色)。它们在高度20 200km的近圆形轨道上运行,分布在六个轨道面上,轨道倾角55,两个轨道面之间在经度上相隔60,每个轨道面上布放四颗卫星。卫星在空间的这
2、种配置,保障了在地球上任意地点,任意时刻,至少同时可见到四颗卫星。,地面支撑系统:1个主控站,3个注入站,5个监测站。它向GPS导航卫星提供一系列描述卫星运动及其轨道的参数;监控卫星沿着预定轨道运行;保持各颗卫星处于GPS时间系统及监控卫星上各种设备是否正常工作等。,用户设备部分:GPS接收机接收卫星信号,经数据处理得到接收机所在点位的导航和定位信息。通常会显示出用户的位置、速度和时间。还可显示一些附加数据,如到航路点的距离和航向或提供图示。,GPS控制网,国家测绘局,1.2 GNSS定位的基本原理(1),绝对定位,1.2 GNSS定位的基本原理(2),需解决的两个关键问题如何确定卫星的位置如
3、何测量出站星距离,?,1.3 GPS卫星信号的组成和观测值类型(1),GPS卫星信号的组成部分载波(Carrier)L1L2测距码(Ranging Code)C/A码(目前只被调制在L1上,新一代卫星L2上)P(Y)码(被分别调制在L1和L2上)卫星(导航)电文(Message),GNSS定位技术发展历史,非差相位精密单点定位(PPP),网络RTK技术,伪距单点定位,伪距差分定位,载波静态定位,绝对定位,相对定位,常规RTK,广域差分定位,定位技术-X,第一代,第二代,第三代,第四代,目前GNSS定位研究的热点,非差相位精密单点定位技术结合广域差分技术和单点定位技术。要求:精密卫星轨道、卫星钟
4、参数。定位精度:0.1-0.5 m网络RTK定位技术结合RTK和基准站技术要求:在区域内架设多个基准站定位精度:(水平实时),精密单点定位概念及原理,利用预报的GPS卫星的精密星历或事后的精密星历作为已知坐标起算数据;同时利用某种方式得到的精密卫星钟差来替代用户GPS定位观测值方程中的卫星钟差参数;用户利用单台GPS双频双码接收机的观测数据在在数千万平方公里乃至全球范围内的任意位置都可以分米级的精度进行实时动态定位或以厘米级的精度进行较快速的静态定位,这一导航定位方法称为精密单点定位(Precise Point Positioning),简称为(PPP)。,精密单点定位优缺点,优点:处理非差伪
5、距和相位观测值估计位置、接收机钟差、对流层延迟历元支持静态和动态定位支持全球定位与坐标框架直接联系无需基准站支持即可实现厘米级到分米级定位提高效益,降低成本挑战卫星星历和钟差的可用性问题相位模糊度收敛问题误差处理问题,与卫星有关的误差卫星轨道误差卫星钟差相对论效应与传播途径有关的误差电离层延迟对流层延迟多路径效应与接收设备有关的误差接收机天线相位中心的偏移和变化接收机钟差接收机内部噪声,1.5 GNSS误差源的分类,消除或消弱各种误差影响的方法,模型改正法原理:利用模型计算出误差影响的大小,直接对观测值进行修正适用情况:对误差的特性、机制及产生原因有较深刻了解,能建立理论或经验公式所针对的误差
6、源相对论效应电离层延迟对流层延迟卫星钟差限制:有些误差难以模型化,消除或消弱各种误差影响的方法,求差法原理:通过观测值间一定方式的相互求差,消去或消弱求差观测值中所包含的相同或相似的误差影响适用情况:误差具有较强的空间、时间或其它类型的相关性。所针对的误差源如电离层延迟对流层延迟卫星轨道误差限制:空间相关性将随测站间距离的增加而减弱,消除或消弱各种误差影响的方法,参数法原理:采用参数估计的方法,将系统性偏差求定出来适用情况:几乎适用于任何的情况限制:不能同时将所有影响均作为参数来估计,3.常规RTK技术,3.1 概述3.2 RTK类型3.3 RTK系统3.4 RTK的作业误差3.5 多基准站R
7、TK3.6 RTK应用常见问题,3.1 RTK概述,RTK(Real Time Kinematics):利用载波相位进行实时定位。RTK算法本质上是载波相位相对处理:单差,双差。RTK技术的关键是动态双差整周模糊度搜索和定位可靠性。FARA技术LAMDA技术双频P码技术OTF 技术,3.2 RTK类型,载波相位差分基准站发送未改正的观测值RTCM SC-104数据报文 18,19精度:厘米级准载波相位差分基准站发送载波相位改正值RTCM SC-104数据报文 20,21精度:分米级,3.3 RTK系统,基准站单元,数据链单元,流动站单元,基准站,流动站,RTK系统-基准站,要求:双频,具有RT
8、K差分基准站数据输出功能,带有可抑制多路径效应的天线。观测值:P1,P2,L1,L2采样率:根据实际要求,一般要求1S或以上。输出:RTCM SC104标准格式或CMR plus。结构:GPS接收机、天线、数据发播设备,3.4 RTK作业误差,与卫星有关与传播路径有关与接收机有关与观测环境有关,3.5 多基站RTK,流动站处理方式单站处理根据信号强度或距离选择基准站进行常规RTK作业在某基准站出问题的情况下进行切换。本质上是常规RTK。要求流动站通信设备具备自动扫频功能。多站处理同时接收各基准站数据,处理时进行加权或组合处理对接收机运算能力要求很高要求流动站通信设备具备多通道接收能力。,3.6
9、 RTK常见问题,可用性可靠性适用性定位延迟,常规RTK存在的问题,工作距离短定位精度随距离的增加而显著降低单参考站模式可靠性差大的区域内作业需要多次设站或设立多个参考站。,RTK作业可用性问题,可用性问题:初始化时间过长(浮动解到固定解的时间),主要受卫星数、电离层、多路径等综合影响。空间可用性距离:一般作业不要超过15km,南方地区更短。环境:实验表明,距离地面1-2米的地方多路径影响最为明显。时间可用性时间段:避免中午及下午电离层高峰时期的作业卫星数:6颗卫星作业较为可靠。,RTK作业中可靠性的问题,可靠性问题:固定解的可靠程度精度指标:各种仪器给出的RTK精度实际上是固定整周后的定位精
- 配套讲稿:
如PPT文件的首页显示word图标,表示该PPT已包含配套word讲稿。双击word图标可打开word文档。
- 特殊限制:
部分文档作品中含有的国旗、国徽等图片,仅作为作品整体效果示例展示,禁止商用。设计者仅对作品中独创性部分享有著作权。
- 关 键 词:
- RTK 技术 原理 应用
链接地址:https://www.31ppt.com/p-5446965.html