原理一:實時載波相位差分
我們知道,在利用GPS進行定位時,會受到各種各樣因素的影響,為了消除這些誤差源,必須使用兩臺以上的GPS接收機同步工作。GPS靜態(tài)測量的方法是各個接收機獨立觀測,然后用后處理軟件進行差分解算。那么對于RTK測量來說,仍然是差分解算,只不過是實時的差分計算。
也就是說,兩臺接收機(一臺基準站,一臺流動站)都在觀測衛(wèi)星數(shù)據(jù),同時,基準站通過其發(fā)射電臺把所接收的載波相位信號(或載波相位差分改正信號)發(fā)射出去;那么,流動站在接收衛(wèi)星信號的同時也通過其接收電臺接收基準站的電臺信號;在這兩信號的基礎(chǔ)上,流動站上的固化軟件就可以實現(xiàn)差分計算,從而精確地定出基準站與流動站的空間相對位置關(guān)系。在這一過程中,由于觀測條件、信號源等的影響會有誤差,即為儀器標定誤差,一般為平面1cm+1ppm,高程2cm+1ppm。
空間相對位置關(guān)系不是我們要的最終值,因此還有一步工作就是把空間相對位置關(guān)系納入我們需要的坐標系中。GPS直接反映的是WGS-84坐標,而我們平時用的則是北京54坐標系或西安80坐標系,所以要通過坐標轉(zhuǎn)換把GPS的觀測成果變成我們需要的坐標。
原理二:坐標轉(zhuǎn)換
這個工作有多種模型可以實現(xiàn),我們的軟件采用的是平面與高程分開轉(zhuǎn)換,平面坐標轉(zhuǎn)換采用先將GPS測得成果投影成平面坐標,再用已知控制點計算二維相似變換的四參數(shù),高程則采用平面擬合或二次曲面擬合模型,利用已知水準點計算出該測區(qū)的待測點的高程異常,從而求出他們的高程。坐標轉(zhuǎn)換也會帶來誤差,該項誤差主要取決于已知點的精度和已知點的分布情況。
RTK系統(tǒng)是通過3個部分組成:
(1)衛(wèi)星信號接收系統(tǒng):必須有2臺以上的GPS接收機設(shè)在基準站和流動站上,如果基準站在同一個時間為多用戶服務(wù)的時候,需要選擇雙頻GPS接收機,從而確保其采樣率與流動站采樣率達到一樣。
(2)數(shù)據(jù)傳輸系統(tǒng):數(shù)據(jù)傳輸系統(tǒng)主要是通過基準站的數(shù)據(jù)發(fā)射裝置與流動站數(shù)據(jù)接收裝置相結(jié)合而成,其是RTK技術(shù)中的重要設(shè)備。
(3)軟件解算系統(tǒng):軟件解算系統(tǒng)能夠有效地確保RTK系統(tǒng)測量結(jié)果的正確性。
