RTK培训

RTK技术培训主要内容1.什么是GNSS2.传统RTK以及仪器的操作3.网络RTK以及仪器的操作4.坐标系转换（求转换参数）5.单点校正（测站校准）6.RTK精度GNSS理论部分GNSS(GlobalNavigationSatelliteSystem)是全球导航卫星系统的英文缩写，它是所有全球导航卫星系统及其增强系统的集合名词，是利用全球的所有导航卫星所建立的覆盖全球的全天侯无线电导航系统。目前可供利用的全球卫星导航系统有美国的GPS、中国的北斗、俄罗斯的GLONASS和欧洲的Galileo等。1、什么是GNSS军事测绘林业农业地质电力水利交通环保气象地震石油通讯海洋城建科研院所院校医疗消防国土2.GNSS的应用行业GNSS理论部分合众思壮思拓力南方测绘华测司南3.国内GNSS产品GNSS理论部分4、RTK的发展：1.传统的RTK技术—电台、GPRS/CDMA2.网络RTK技术—天宝的VRS、Leica的主辅站技术GNSS理论部分二、传统RTK以及仪器的操作传统RTK的含义RTK的定位原理RTK数据链电台模式及具体操作网络模式及具体操作RTK的工作原理是将一台接收机置于基准站上，另一台或几台接收机置于载体（称为流动站）上，基准站和流动站同时接收同一时间、同一GPS卫星发射的信号，基准站所获得的观测值与已知位置信息进行比较，得到GPS差分改正值。然后将这个改正值通过无线电数据链电台及时传递给共视卫星的流动站精化其GPS观测值，从而得到经差分改正后流动站较准确的实时位置。2、传统RTK的工作原理传统RTK以及仪器操作3、RTK数据链通讯模式：1.电台模式：传统RTK以及仪器操作UHF(UltraHighFrequency)超高频率，频率300MHz-300KMHz（波长属微波：波长1M-1MM，空间波，小容量微波中继通信）——410-430MHz/450-470MHzVHF(VeryHighFrequency)甚高频（3MHz～30MHz属短波：波长100M-10M，空间波）——220-240MHz2.网络模式：GPRS（GeneralPacketRadioService）中文是通用分组无线业务，是在现有的GSM系统上发展出来的一种新的分组数据承载业务；CDMA为码分多址数字无线技术⑴电台模式传统RTK以及仪器操作基准站移动站⑵电台模式特点1.作业距离一般距离为：0-28公里，内置电台工作距离为0-10Km，特别是山区或城区传播距离就会受到影响；2.电台信号容易受干扰，所以要远离大功率干扰源；3.电台的架设对环境有非常高的要求，一般选在比较空旷，周围没有遮挡，且要基站架设的越高距离越远；4.使用外置电台对于电瓶的电量要求较高，出外业之前电瓶一定要充满或有足够的电量；传统RTK以及仪器操作（3）.网络通讯模式：GPRS或CDMAInternet互联网Internet互联网GPRS/CDMA拨号上网→Internet→服务器→Internet→GPRS/CDMA拨号上网服务器传统RTK以及仪器操作（4）.网络通讯模式特点距离远携带方便优点：缺点：容易造成差分数据延迟2-5秒在没有手机信号的地方无法使用需要一定的费用、手机卡一般一个月需要大约300M流量传统RTK以及仪器操作对于内置的GPRS的，如果已经设置好了，开机即可自动上线并获取基准站数据，直接点启动移动站接收机即可。达到固定解后，便可开始测量。三、网络RTK以及仪器的操作网络RTK技术CORS系统CORS系统组成网络模式及具体操作传统RTK技术有着一定局限性,使得其在应用中受到限制,主要表现为：1.用户需要架设本地的参考站；2.误差随距离增长；3.误差增长使流动站和参考站距离受到限制，距离越远初始化时间越长；4.可靠性和可行性随距离降低。1.网络RTK技术网络RTK以及仪器操作网络RTK技术实际上是一种多基站技术，它在处理上利用了多个参考站的联合数据。该系统不仅仅是GPS产品，而是集internet技术，无线通讯技术，计算机网络管理和GPS定位技术于一身的系统，包括，通讯控制中心，固定站，用户部分。1.网络RTK技术网络RTK以及仪器操作网络RTK的优势1.无需架设参考站，省去了野外工作中的值守人员和架设参考站的时间，降低了作业成本，提高了生产效率；2.传统“1+1”GNSS接收机真正等于2，生产效率双倍提高；3.不需要在四处找控制点；4.扩大了作业半径，网络覆盖范围内能够得到均等的精度；5.在CORS覆盖区域内，能够实现测绘系统和定位精度的统一，便于测量成果的系统转换和多用途处理；1.网络RTK技术网络RTK以及仪器操作2.CORS系统网络RTK以及仪器操作连续运行参考站(cors)也称为台站网，可定义为：一个或若干个固定的、连续运行的GNSS参考站，利用现代计算机、数据通信和互联网(LAN／WAN)技术组成的网络，实时地向不同类型、不同需求、不同层次的用户自动地提供经过检验的不同类型的GNSS观测值(载波相位，伪距)，各种改正数、状态信息，以及其他有关GNSS服务项目的系统。不同的地区CORS系统采用不同的网络RTK技术：天宝VRS：深圳，北京，天津，上海，广东，成都，杭州，长沙，青岛莱卡MAX：江苏，昆明TOPCON：福州、西安、合肥、汶川目前，国内外多CORS的研究主要集中在基础设施建设、系统自动化管理、数据采集域分发、基于网络的GNSS定位技术的开发等方面。先后出现了大量的CORS工程项目。一、其中具有代表性的全球和国家的项目包括：⑴IGS跟踪站网络⑵美国NGSCORS⑶欧洲EPN永久性连续网等二、国内主要有：⑴中国地壳运动观测网络CMONOC⑵中国沿海无线电指向标－差分定位系统(RBN-DGPS)等项目2.CORS系统网络RTK以及仪器操作3.CORS系统组成网络RTK以及仪器操作参考站+控制中心+用户部分参考站及控制中心3.CORS系统组成网络RTK以及仪器操作CORS综合应用3.CORS系统组成网络RTK以及仪器操作四、坐标系转换（点校正）1.各种坐标系统2.点校正3.重值当地坐标4.RTK的精度5.任意架站的优势点校正1.各种主要坐标系统WGS84北京54西安80长半轴637813763782456378140扁率257223563.298/13.298/1257.298/1常用的坐标系统1、1980西安坐标系开始定义为“1980国家大地坐标系”。1982年，经天文大地网整体平差建立，全网共48433点。属参心坐标系，IAG-75椭球（IAG—国际大地测量学协会），长半轴a=6378140m;扁率α=1/298.257，原点在陕西省泾阳县。椭球定位：1．椭球短轴平行于地球地轴（由地球质心指向1968.0JYD方向）；2．起始子午面平行于格林威治天文台平均子午面；3．椭球面与似大地水准面在我国境内密合得最佳。1．各种坐标系统2、1954年北京坐标系50年代从前苏联引入（1942年普尔科夫坐标系），未进行整体平差，属参心坐标系,克拉索夫斯基椭球体，长半轴a=6378245m;扁率α=1/298.3。原点在普尔科夫天文台。主要缺点：1．长半轴约大了108m；2．椭球定位西高东低，东部高程异常达67m；3．不同区域接边处大地点坐标差达1～2m。1．各种坐标系统3、WGS-84大地坐标系美国国防部研制确定的大地坐标系，Z轴指向BIH（国际时间局）1984.0定义的协议地球极（CTP）方向，X轴指向零子午面与CTP赤道交点，Y轴与X、Z轴构成右手坐标系。长半轴a=6378137m;扁率α=1/298.257223563。属地心坐标系，原点在地球质心。1．各种坐标系统4、新1954年北京坐标系（新54系）属于参心大地坐标系，椭球的几何参数同“54系”。a=6378245m；α=1/298.3大地原点及椭球轴向同“80系”；高程基准面为1956年黄海平均高程面；点的坐标与“54系”接近，精度同“80系”。5、独立坐标系（地方坐标系）为了减少投影变形或满足保密需要，也可使用独立（地方）坐标系，坐标原点一般在测区或城区中部，投影面多为当地平均高程面。1．各种坐标系统高程基准1、1956年黄海高程系水准原点设在观象山，采用1950～1956年7年的验潮结果计算的黄海平均海水面，推得水准原点高程为72.289m。2、1985国家高程基准水准原点同1956年黄海高程系，采用1952～1979年共28年的验潮结果，并顾及了海平面18.6年的周期变化及重力异常改正，计算的黄海平均海水面，推得水准原点高程为72.260m。1．各种坐标系统在测量中常用的高程系统有大地高系统、正高系统和正常高系统。大地高系统是以参考椭球面为基准面的高程系统。某点的大地高是该点到通过该点的参考椭球的法线与参考椭球面的交点间的距离。大地高也称为椭球高，大地高一般用符号H表示。大地高是一个纯几何量，不具有物理意义，同一个点，在不同的基准下，具有不同的大地高。高程系统正高系统是以大地水准面为基准面的高程系统。某点的正高是该点到通过该点的铅垂线与大地水准面的交点之间的距离，正高用符号Hɡ。正常高系统是以似大地水准面为基准的高程系统。某点的正常高是该点到通过该点的铅垂线与似大地水准面的交点之间的距离，正常高用HY，我国采用似大地水准面。1．各种坐标系统大地水准面差距，即大地水准面到参考椭球面的距离，记为hghg=H–Hg高程异常，即似大地水准面到参考椭球面的距离，记为ξξ=H-HY高程系统1．各种坐标系统点校正就是求出WGS-84和当地平面直角坐标系统之间的数学转换关系（转换参数）。在工程应用中使用GPS卫星定位系统采集到的数据是WGS-84坐标系数据,而目前我们测量成果普遍使用的是以1954年北京坐标系或是地方（任意|当地）独立坐标系为基础的坐标数据。因此必须将WGS-84坐标转换到BJ-54坐标系或地方(任意)独立坐标系。点校正的含义2．点校正把GPS坐标系统转换到我们的当地平面坐标系统包括基准转换、投影、水平&垂直平差GPS点校正WGS-84平面坐标系注：此独立坐标系是以北京54椭球为参考椭球的坐标系统。2．点校正1、（B、L）84——（X、Y、Z）84，空间大地坐标到空间直角坐标的转换。2、（X、Y、Z）84——（X、Y、Z）54，坐标基准的转换，即Datum转换。通常有三种转换方法：Bursa–Wolf(布尔莎模型)七参数、简化三参数、Molodensky3、（X、Y、Z）54——（B、L）54，空间直角坐标到空间大地坐标的转换。4、（B、L）54——（x、y）54，高斯(Gauss)投影正算。5、高斯坐标系转换为当地坐标系(独立坐标系)WGS84与当地坐标系(北京54椭球)的转换即参数转换的,具体过程：2．点校正要使一个坐标系统和另一个坐标系统产生关系，需要一组具有这两套坐标系统下坐标的地面点。因此，就需要一组WGS-84坐标和一组当地平面坐标：北,东和高程。WGS-84当地平面坐标2．点校正2.点校正——直接求“四参数+高程拟合”；1.利用现有参数，如：七参数、三参数2．点校正WGS-84当地两个椭球间的坐标转换一般而言比较严密的是用七参数法，即X平移，Y平移，Z平移，X旋转，Y旋转，Z旋转，尺度变化K。要求得七参数就需要在一个地区需要3个以上的已知点；如果区域范围不大，最远点间的距离不大于30Km(经验值)，这可以用三参数，即X平移，Y平移，Z平移，而将X旋转，Y旋转，Z旋转，尺度变化K视为0，所以三参数只是七参数的一种特例。七参数50平方公里以上，大到一个地区，一个市，如上海、北京等。3参数7参数1.利用现有参数2．点校正1.利用现有参数七参数czxz2．点校正全国北京三参数2．点校正坐标投影：◆椭球参数(长半轴和扁率)◆中央子午线◆投影面如何求解中央子午线？3度带L中=3n6度带L中=6n-3当地自定义中央子午线2．点校正水平&垂直平差四参数＋高程拟合将高斯坐标系转换成当地坐标系，得到当地坐标2．点校正一、水平平差至少2个水平控制点下面以5个点为例=G