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RTK测量中的几个关键问题
坐标转换参数的求解
在GPS静态测量中,不同坐标系的坐标转换是在数据后处理时进行的。而对于RTK测量,要求实时得出待测点在实用坐标系(1980西安坐标系、1954年北京坐标系或地方独立坐标系等)中的坐标,因此,坐标转换问题就显得尤为重要。
坐标转换参数的求解方法,一般是在RTK作业前首先在测区做一定数量的静态GPS控制点,与地方坐标系的控制点联测,以同时获取GPS点的WGS-84坐标系统坐标和地方坐标系统坐标,然后利用后处理软件或GPS控制器内置的实时处理软件求解坐标转换参数。如果测区内的已知控制点已经具有地方坐标系坐标和WGS-84坐标系坐标,则可直接利用随机软件求解坐标转换参数。
求解坐标转换参数所使用的已知控制点(通常称为基准点)的精度、密度及分布状况对坐标转换参数的求解质量有着直接影响。因此,所选定的基准点要求精度要高,并且应均匀分布在测区周围。基准点的数量视测区的大小一般取3~6 点为宜。一般地,在求解坐标转换参数时,应采取不同基准点的匹配方案,用不同的计算方法求得坐标转换参数,经比较后选择残差较小、精度较高的一组参数使用。
由于坐标转换参数的求解精度与已知点两套坐标的精度和区域内点位的分布有关,因此坐标转换参数是有区域性的,它仅适用于已知点所圈定的区域和临近地区,其外推精度明显低于内插精度。因此,在一个测区求解的坐标转换参数不能直接应用到其它测区。
基准站的设置
GPS卫星处在两万多公里的高空,从卫星发出信号到接收机接收,中间要经过电离层、对流层以及来自多方面的干扰,其信号一般十分微弱,通常只有-50~-180dB。同时,由于RTK数据链采用超高频(UHF)电磁波,它的传输距离与接收天线的高度、地球曲率半径以及大气折射等因素有关。因此,要提高GPS信号接收的质量,基准站必须远离各种强电磁干扰源(如微波站、寻呼台发射塔、变电站、高压线、电视台等);同时,为了减少多路径效应的影响,基准站周围应无明显的大面积的信号反射物(如大面积积水域、大型建筑物等);另外,要求基准站电台天线和移动站天线之间无大的遮挡物(如高层建筑物、高山等),且天线尽量设置高一些,以提高电台信号的传输距离。
作业半径的限制
移动站离开基准站的最大距离称作RTK的作业半径,它的大小取决于基准站电台信号的传输距离,且对RTK测量的速度和精度有着直接影响。
目前,常用的单、双频RTK系统的数据链电台多为美国PPC公司的35W(基准站)和2W(移动站)电台。实验表明,当两山顶之间能够通视时,移动站距基准站47km时,也可收到差分信号。但是,在城镇作业时,如果两点之间有较高的房屋遮挡,即使相距1km也很难进行RTK测量。
近年来,随着GPS技术的不断完善,仪器制造商竞相采用先进技术,有效地扩大了RTK的作业范围。如果在建筑物或树木比较多的地区作业,移动站接收电台信号会比较弱且容易失锁,而且高程精度较差。因此,RTK的作业半径控制在10km以内为宜。当信号受影响严重时,还应进一步缩短作业半径,以提高RTK测量的精度和速度。
测量中的一般要求
为了保证RTK测量的精度、速度(初始化时间)和可靠性,除了正确求解坐标转换参数、合理设置基准站和限制作业半径外,在RTK测量中还应注意以下几点:
(1)观测卫星的图形强度要高。在进行坐标解算时,所采用的卫星数越多,分布越均匀,则PDOP值越大,RTK的精确性和可靠性越高,且初始化的时间也越短。因此,一般情 |
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