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gps測量參數轉換方法

科技 更新时间:2024-06-29 04:34:23

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gps測量參數轉換方法(GPS基站與轉換參數對RTK測量誤差的影響)1

RTK測量實時以其高精度、高效率、寬廣的應用範圍極受業界的青睐,得到了空前的關注。結合目前GPS 定位的民用技術水平,如何将上述優勢淋漓盡緻的體現出來,其中一個重要的技術環節就是正确、實時地求取地方坐标轉換參數。

此次設計的内容就是通過實地操作,在一個很小的範圍内獲取參數,以基準站與流動站間的距離為變量,在不同距離範圍内對已知的點進行觀測,将所得數據與已知的數據進行比較,分析誤差的大小,從而得出結果對 測量誤差的影響。

1 、GPS衛星定位技術簡介

全球定位系統GPS(Global Position System),是一種可以授時和測距的空間交會定點的導航系統,可向全球用戶提供連續、實時、高精度的三維位置,三維速度和時間信息。

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2 、RTK技術及應用

随着全球定位系統(GPS)技術的快速發展,RTK(Real Time Kinemat-ic)測量技術也日益成熟,RTK 測量技術逐步在測繪中得到應用。RTK 測量技術因其精度高、實時性和高效性,使得其在城市測繪中的應用越來越廣。

時動态(RTK) 測量系統,是GPS 測量技術與數據傳輸技術的結合,是GPS 測量技術中的一個新突破。RTK測量技術是以載波相位觀測量為根據的實時差分 GPS 測量技術,載波相位差分技術———RTK 技術既有廣闊的前景,又有着很大的難度。由于它的測量精度高,時間短,所以在快速靜态測量,動态測量,準動态測量中得到廣泛的應用,能快速高精度建立工程控制網和實際工程作業。同時,可進一步拓寬到實時三維動态放樣,一步法 成圖等作業中。例如海上精密打樁工程,定點打孔炸礁,地籍測繪地圖等。

但是,這一技術仍存在着局限性。例如,基準站信号的傳輸延遲,給實時定位帶來的誤差。高波特率數據傳輸的可靠性及電台幹擾更是影響工作的主要問題。

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3、參數與坐标轉換

全球定位系統(GPS)使用的是 WGS-84 坐标系統,我國絕大多數使用的是北京54 坐标系統(當然還有衆多的地方坐标系統),所以就存在坐标轉換問題。

RTK轉換參數

參考站和流動站直接采集的都為WGS84 坐标,參考站一般以一個WGS-84 坐标作為起始值來發射,流動站同步接收WGS-84 坐标并通過電台來接收參考站的數據,條件滿足後就可達到固定解,流動站就可實時得到高精度的相對于參考站的WGS84 三維坐标,這樣就保證了參考站與流動站之間的測量精度。如果要符合到已有的已知點上,需要把原坐标系統和現有坐标系統之間的轉換參數求出。

兩個橢球間的坐标轉換,一般而言比較嚴密的是用七參數法,即X 平移,Y 平移,Z平移,X旋轉,Y旋轉,Z旋轉,尺度變化K。要求得七參數就需要在一個地區需要3 個以上的已知點,如果區域範圍不大,最遠點間的 距離不大于30Km(經驗值),這可以用三參數,即X 平移,Y 平移,Z 平移,而将X 旋轉,Y 旋轉,Z 旋轉,尺度變化K 視為0,所以三參數隻是七參數的一種特例。在一個橢球的不同坐标系中轉換需要用到四參數轉換,舉個例子,在深圳既有北京54坐标又有深圳坐标,在這兩種坐标之間轉換就用到四參數,計算四參數需要兩個已知點。

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4、 技術方案設計

(1)設計主要内容

對固定基準站而言,同儀器和幹擾有關的誤差可通過各種校正方法予以削弱,同距離有關的誤差将随移動站至基準站的距離的增加而加大,所以RTK 的有效作業半徑是非常有限的(一般小于20公裡)。

此次設計的内容就是通過實地操作,在一個較小的範圍即校園内,以一至三個已知點獲取不同的參數,再以基準站與流動站間的距離為變量,用實驗區内的Corso 站為基站,在不同距離範圍内,也就是實驗區城區附近已知的點進行觀測,将所得數據與已知的數據進行比較,分析誤差的大小,從而得出結果對測量誤差的影響。

(2)設計略圖

下圖是本次設計的示意圖,中間的虛線小圓部分,就是學校這個較小的範圍,在是實驗區裡有已知的控制點。采用一至三個點分别确定轉換參數,不同半徑的圓形區域代表不同的距離範圍,用小範圍确定的參數,對個範圍内的已知點進行測量,在進行比較,分析。

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5 、數據處理

表5-1 已知點數據

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此次試驗的點是實驗區内的控制點,表5-1 就是這些點的已知的坐标。

首先以實驗區的Corso 站為基站,将移動站與Corso 連好,選學校周邊離基站較近的點,先用一個點求取參數,進行點校正,再用兩個點和三個點分别求取參數,然後到其他已知點上,用這三個不同的參數對各個點進行測量。

将所得數據與已知的數據進行比較。

6、結論

通過在實驗區附近幾個已知點求取參數,對不同距離的的點進行RTK 測量,得出了上述數據,用三個已知點求取參數進行測量,要比用一個點和兩個點求得的參數測得的數據誤差要小,随着距離的增加,所測數據的誤差也會增大。在較小的範圍内獲取了參數,在範圍以外,随着距離的增大,所測得的數據誤差會逐漸增大。

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