GPS RTK测量技术规程.doc

GPS RTK测量技术规程GPS RTK测量技术规程Technical Specifications For GPS RTK Surveys1 总则1.1 为了GPS RTK技术在治黄测绘及其它相关领域内推广应用，统一RTK作业方法、仪器运用要求、数据处理方法，特制定本规程1.2本标准参照与引用的标准 《全球定位系统（GPS）测量规范》（GB/T18314-2024）； 《全球定位系统城市测量技术规程》（CJJ73-97）； 《马路全球定位系统（GPS）测量规范》（JTJ/T066-98）； 《全球定位系统（GPS）测量型接收机检定规程》（CH8016-1995）1.3 本规程适用于四等平面以下、等外水准限制测量、放样测量、地形测量（包括水下地形测量）、断面测量，以及当采纳RTK技术协助水文测验、河道冲淤监测时亦可参照本规程2  术语2．1全球定位系统(GPS )   Global Position SystemGPS是由美国研制的导航、授时和定位系统它由空中卫星、地面跟踪监控站、和用户站三部分组成，具有在海、陆、空进行全方位实时三维导航与定位实力GPS系统的特点是高精度、全天候、高效率、多功能、操作简便、应用广泛等。

2.2 实时动态测量(RTK)  Real Time KinematiRTK定位技术是基于载波相位观测值的实时动态定位技术，它能够实时地供应测站点在指定坐标系中的三维定位结果，并达到厘米级精度在RTK作业模式下，基准站通过数据链将其观测值和测站坐标信息一起传送给流淌站流淌站不仅通过数据链接收来自基准站的数据，还要采集GPS观测数据，并在系统内组成差分观测值进行实时处理流淌站可处于静止状态，也可处于运动状态RTK技术的关键在于数据处理技术和数据传输技术2．3  观测时段 Observation测站上起先接收卫星信号到停止接收，连续观测的时间长度2．4 同步观测 Simultaneous Observation两站或两站以上接收机同时对同一组卫星进行观测2．5 天线高 Antenna Heigh观测时接收机相位中心到测站中心标记面的高度2．6 参考站 Reference Station在肯定的观测时间内，一台或几台接收机分别在一个或几个测站上，始终保持跟踪观测卫星，其余接收机在这些测站的肯定范围内流淌作业，这些固定测站就称为参考站2．7 流淌站 Roving Station在参考站的肯定范围内流淌作业，并实时供应三维坐标的接收机称为流淌接收机。

2．8 世界大地坐标系1984（WGS1984） World Geodetic System 1984由美国国防部在与WGS72相关的精密星历NSWC –9Z-2基础上，采纳1980大地参考数和BIH1984.0系统定向所建立的一种地心坐标系2．9 国际地球参考框架ITRF YY  International Terrestrial Refference Frame由国际地球自转服务局举荐的以国际参考子午面和国际参考极为定向基准，以IERS YY天文常数为基础所定义的一种地球参考系和地心（地球）坐标系2．10 永久性跟踪站 Permanent Tracking Station长期连续跟踪接收卫星信号的永久性地面观测站2．11 广域增加差分系统（WAAS） Wide Area Augmentation Differential GPS SystemWAAS系统是将主控站所算得的广域差分信号改正信息，经过地面站传输至地球同步卫星，该卫星以GPS的L1频率为载波，将上述差分改正信息当作GPS导航电文转发给用户站，从而形成广域GPS增加系统美国已安排将WAAS发展成国际标准,是美国GPS现代化安排的一部分。

2．12 局域增加差分系统（LAAS） Local Area Augmentation Differential GPS System将基准站所算得的伪距差分和载波相位差分改正值、C/A码测距信号，一起由地基播发站调制在L1频道上传输给用户站2.13 在航初始化（OTF）  On The Flying是整周模糊度的在航解算方法2.14 截止高度角  Elevation Mask Angle为了屏蔽遮挡物（如建筑物、树木等）及多路径效应的影响所设定的角度阀值，低于此角度视野域内的卫星不予跟踪3 坐标系统和时间系统3．1 坐标系统 RTK测量采纳WGS84系统，当RTK测量要求供应其它坐标系（北京坐标或1980西安坐标系等）时，应进行坐标转换各坐标系的地球椭球和参考椭球基本参数，应符合表的规定地球椭球和参考椭球的基本几何参数           表项目地球椭球参考椭球坐标系名参数名称WGS-841980西安坐标系1954北京坐标系长半轴a (m)637813763781406378245短半轴b(m)6356752.31426356755.28826356863.0188扁  率α1/298.2572235631/298.2571/298.3第一偏心率平方e20.006694379990130.006694384999590.006693421622966其次偏心率平方e’20.0067394967422270.006739501819470.006738525414683 坐标转换求转换参数时应采纳3点以上的两套坐标系成果，采纳Bursa-Wolf、Molodenky等经典、成熟的模型，运用PowerADJ3.0、SKIpro2.3、TGO1.5以上版本的通用GPS软件进行求解，也可自行编制求参数软件，经测试与鉴定后运用。

转换参数时应采纳三参、四参、五参、七参不同模型形式，视具体工作状况而定，但每次必需运用一组的全套参数进行转换坐标转换参数不精确可影响到2～3cm左右RTK测量误差 当要求供应1985国家高程基准或其它高程系高程时，转换参数必需考虑高程要素假如转换参数无法满意高程精度要求，可对RTK数据进行后处理，按高程拟合、大地水准面精化等方法求得这些高程系统的高程3.2 时间系统 RTK测量宜采纳协调世界时UTC当采纳北京标准时间时，应考虑时区差加以换算这在RTK用作定时器时尤为重要4 RTK测量技术设计4.1 RTK技术当前的测量精度（RMS）平面 10mm+2ppm高程 20mm+2ppm4．2 RTK测量可用于的测量工作限制测量：RTK技术可用于四等以下限制测量、工程测量的工作 地形测量：采纳RTK，并协作肯定的测图软件，可以测设各种地形图，如一般测图；线路带状地形图的测设；协作测深仪可以用于水下地形图；航海海洋测图等RTK外业可进行属性编码 放样测量 ：将设计方案放样到实地在外业可干脆设计线路，增加了设计的应用范围由于RTK在行进中不断计算测站位置、偏移量及填/挖方量，此时放样可以与设计很好的结合起来从RTK硬件设备特性和观测精度、牢靠性及可利用性综合考虑，现阶段RTK的测量技术要求如下表：RTK测量技术设计要求       表4.2等级精度要求距离(km)测回数四等以下平面限制最弱点位误差≤5cm最弱边相对中误差≤1/4.5万≤8≥3等外水准30 ≤8≥3图根限制（测图限制、像控测量、放样、中桩测量等）最弱点位误差≤5cm最弱边相对中误差≤1/4000≤10≥2地形测量平面: 图上0.5mm高程:1/3等高距≤10≥14.3 RTK的测量距离 由于RTK数据链的传播限制和定位精度要求，RTK测量一般不超过10km。

各等级测量要求可按4.1的测量计算某个测区的最长流淌站距离但在中小比例尺测图时，在等高距大于2米时，可将测距放宽至不大于15km当等高距小于2米时，应不大于10公里但要留意下列要求：(1)GPS接收机的性能要高，且机内有先进的数学模型，能确保长基线进行正确整周未知数的求解2)数据链的性能要好，传送距离要远，能正确无误的将参考站的数据发送到流淌站3)依据无线电传播的规律，参考站和流淌站离地面要有肯定的高差4)参考站和流淌站之间必需没有山体、楼群之类的遮挡，另外作业区域内还不能存在剧烈的电磁波等干扰. 放射距离与电台天线的高度也有关系由于参考站电台天线放射UHF波段差分信号电波，天线的高度对RTK测量距离影响很大，天线高与作用距离听从于下列公式：D=4.24×（ + ）                 （）式中I1和 I2 分别是基准站和流淌站电台的天线高，单位为米；D为数据链的覆盖范围的半径，单位为公里上式是在无障碍物遮挡和无电波干扰的志向条件下的覆盖范围，实际应用中将会有所出入依据测区大小，可设置不同的放射天线高度4.4 RTK测量打算 测区内欲用作参考站的限制点应首先进行图上设计，分析RTK链的覆盖范围。

假如某处距限制点过远，应加测高等级限制点，再进行RTK测量  RTK测量时应视测量目的、要求精度、卫星状况、接收机类型、测区已有限制点状况及作业效率等因素综合考虑，依据优化设计原则进行作业 当测区内有GPS永久性跟踪站、国家A或B级网点、GPS地壳形变监测点时，应首先选用作参考站点 为了检验当前站RTK作业的正确性，必需检查一点以上的已知限制点，或已知随意地物点、地形点，当检核在设计限差要求范围内时，方可起先RTK测量5        参考站的设置要求5.1 点位要求 参考站的选择必需严格因为参考站接收机每次卫星信号失锁将会影响网络内全部流淌站的正常工作 四周应视野开阔，截止高度角应超过15º；四周无信号反射物（大面积水域、大型建筑物等），以削减多路径干扰并要尽量避开交通要道、过往行人的干扰 参考站应尽量设置于相对制高点上，以便利播发差分改正信号 参考站要远离微波塔、通信塔等大型电磁放射源200米外，要远离高压输电线路、通讯线路50米外5.2 参考站设置 参考站上仪器架设要严格对中、整平 GPS天线、信号放射天线、主机、电源等应连结正确无误 严格量取参考站接收机天线高，量取二次以上，符合限差要求后，记录均值。

参考站的定向指北线应指向正北，偏离不得超过左右10度对无标记线的天线，可预先设置标记位置，在同一测区内作业期间，应每次标记指向做到基本一样5.3参考站运行期间作业要求  当为了节约限制器电量或用于流淌站时，参考站在工作期间可关闭手持限制器后去掉 尽管各RTK设备在设计时考虑到防水、防晒等因素，但作业时应尽量避开烈日暴晒或雨水淋湿 参考站工作期间，工作人员不能远离，要间隔肯定时间检查设备工作状态，对不正常状况刚好作出处理由于参考站除了GPS设备耗电外，还要为RTK电台供电，可采纳双电源电池供电，或采纳汽车电瓶供电条件许可时，可采纳12V直流调变压器干脆同市电网路连接供电6        流淌站的设置要求6.1 流淌站作业打算  在RTK作业前，应首先检查仪器内存或PC卡容量能否满意工作须要  由于RTK作业耗电量大，工作前，应备足电源6.2 流淌站作业要求 由于流淌站一般采纳缺省2m流淌杆作业，当高度不同时，应修正此值 在信号受影响的点位，为提高效率，可将仪器移到开阔处或上升天线，待数据链锁定后，再当心无倾斜地移回待定点或放低天线，一般可以初始化胜利 在穿越树林、灌木林时，应留意天线和电缆勿挂破、拉断，保证仪器平安6.3。