GPS工作原理PPT课件

1、GPS RTK测量技术第1页/共31页一、GPS RTK定位概念 Realtime Kinematic使用 载波相位差分观测值，实时的进行动态定位。 定位原理： 在测区中部选择一个 已知坐标的控制点作为基 准站，安置一台GPS接收 机，连续跟踪所有可见卫 星；并实时地将测量的载 波相位观测值、伪距观测 值、基准站坐标等用无线 电传送出去。第2页/共31页 在流动站通过无线电接收基准站发射的信息， 将载波相位观测值实时进行差分处理，得到基准 站和流动站坐标差X，Y，Z；坐标差加上基 准站坐标得到流动站每个点WGS84坐标，通过坐标 转换参数转换得出流动站每个点的平面坐标x,y和 海拔高h。这个过

2、程称作GPS RTK定位过程。 第3页/共31页二、RTK测量方式的特点 实时RTK，使用载波相位差分技术 每一次作业都需要架设基准站。 达到的精度：水平10 mm、垂直20 mm + 1 ppm 基准站差分数据通过数据电台方式发送到流动站 (RTCM或CMR格式) (基准站与流动站之间距离: 市区一般3-5公里，野外一般15公里以内)第4页/共31页三、GPS RTK 定位系统组成 基准站： 1、基准站GPS接收机 （Base Station） 能够接收、通过串 口发射基准站观测的 伪距和载波相位观测 值。 2、基准站电台：将 基准站观测的伪距和 载波相位观测值发射 出去。第5页/共31页流

3、动站： 1、流动站电台：能够接收基 准站观测的伪距和载波相 位观测值、基准站坐标。 2、流动站GPS接收机（Rover Station）： 能够观测伪距和载波相位 观测值 通过串口接收基准站的坐 标、伪距、载波相位观测 值 并能够差分处理基准站和 流动站的载波相位观测值。 第6页/共31页四、基准站架设1、让基准站尽可能跟踪 和观测到所有在视野 中的卫星；在515 高度角以上不能有成 片的障碍物。 2、为了提高RTK的作业 范围，基准站点应选 择高度适当的点上。3、减少各种电磁波对 GPS卫星信号的干扰 。第7页/共31页4、为避免或减少多路径效 应的发生，基准站应远 离对电磁波信号反射强 烈

4、的地形、地物，如高 层建筑、成片水域等。 5、为了提高GPS RTK作业 效率，基准站应选在交 通便利，上点方便的地 方。 6、基准站应选择在易于保 存的地方，以便今后的 应用。第8页/共31页五、基准站设置 1、选站址： 基准站GPS置于工区中间某一个地势 比较高、上空比较开阔的控制点上。第9页/共31页2、基准站电台设置 基准站发射电台，一 般为外置的独立电台。 功率要求大：5瓦、 25瓦、35瓦。 电池充电要足。 先安装、连接天线， 天线尽可能升高。 电台频率设置为本地 比较少用的一种，要 于本地无委会咨询或 申请，调试选择也可 以。第10页/共31页3、连接基准站接收机 1、 首先将基

5、准站三脚架安置在要架设基准站的位置，将基准站接收机通过基座安装在三脚架上，之后进行对中、整平。 2、 若是使用外置电台，还需要连接外置电台。首先将电台与鞭状天线通过线缆进行连接；之后再将电台与基准站接收机通过线缆进行连接；最后接上电源。注意，若是通过交流电瓶对电台供电，首先连接电瓶的负极（黑色），然后再连接电瓶的正极（红色）。拆的时候先拆正极（红色），再拆负极（黑色），若弄错顺序可能会导致电台损坏。 3、 打开基准站接收机，测量仪器高（一般采用控制点到GPS天线护圈中心的斜高）。 第11页/共31页4、控制器设置基准站 1、首先打开SCS900软件主菜单中的“系统设定”子菜单。 2、选择“设置

6、基准站”选项。选择无线方式（通过内置蓝牙）连接，选择接收机（确保序列号与接收机序列号匹配）、选择连接方式（可以选择多种方式启动基站）。 3、输入基准站天线高（选择护圈中心选项），选择电台信道或网络（可选择范围410.05-418.08，选择时避免和其他基站信道重复）。第12页/共31页六、流动站安装及设置第13页/共31页设置流动站 首先打开SCS900软件主菜单中的“系统设定”子菜单。 选择“设置流动站”选项。选择无线方式（通过内置蓝牙）连接，选择接收机（确保序列号与接收机序列号匹配），选择连接方式（流动站连接到基站的方式，通过接收机内置电台），选择电台信道或网络（此时选择的电台信道要和设置

7、基站发射电台信道相一致），通过信道扫描完成流动站设置。 第14页/共31页七、工地校准 工地校准是相对于用户没有地方坐标系统参数时，已知3个以上控制点及坐标，用这些点的WGS84、地方两套坐标求得转换参数。已知点的分布要分布在工作区域的外围，这样能更好的控制精度。 第15页/共31页具体流程如下： 首先打开SCS900软件主菜单中的“系统设定”子菜单，选择“校准工地”。 建立工地时已经导入控制点信息、显示如图第16页/共31页1、 点击确定，显示如图（控制点信息在屏幕中显示） 第17页/共31页2、 选择控制点（可在屏幕点击选取、或在点列表选取）显示、如图第18页/共31页3、 把流动站架设在

8、控制点上，设置最小测量时间和天线高度后开始校准、如图第19页/共31页4、 校准完一个点后显示信息、如图第20页/共31页5、 重复步骤2-4在其他控制点上进行校准直到校准完成、如图 第21页/共31页介 绍第22页/共31页一、简介： HPB450电台是美国Pacific Crest 生产的专用于定位测量系统无线传输的数传电台，是当前该类产品中性能最佳者之一。现在PCC公司已经被Trimble公司收购。此电台功率分成2W、35W两档，在近距离工作，使用2W；远距离工作使用35W工作。第23页/共31页HPB450主要提示 HPB450配备了“自动开机”的功能,在接通了电源HPB450立即自动

9、打开 开机按压ON/OFF钮并保持到频点显示出现 关机按压ON/OFF钮并保持到显示空白,这是一秒延迟为防止误关机. 用CHANNEL按钮可以切换频道第24页/共31页显示 由数字显示频点或模式选项. 为了节约电力,显示只是按压频点按钮或ON/OFF按钮后亮很短的时间. 频点选择范围从0频点到7频点.第25页/共31页LED指示器 电源LED的用途有二,第一,显示设备功率, 第二来表示供电负荷水平. 电源LED闪烁表示 基站电压接近或低于10 V需要充电. 放大器功率LED显示射频输出功率水平选择.当发亮时显示放大器功率LED设置为高, 当空白时显示放大器功率LED设置为低. TX LED显示

10、 HPB450 正在发送. 在大多数RTK应用中,基站 TX LED 每秒闪烁一次. RX LED表明了HPB450正在接受射频载波信号传送. 如果RX LED是长周期或连续发亮的则是另一个频率相同的电台正在运行. 这个竞争的射频干扰源可能干扰GPSRTK系统,可要求改变频点得到更好的性能. 第26页/共31页最佳性能提示和技巧(天线) 天线架设位置是好性能的关键. 发射天线和接收天线相加高度对增益和复盖范围是成正比的,如有可能,选择参考站位置,充分利用地形,以取得尽可能高的传输天线. 总是使用伸缩天线杆, 如果地形条件和风力允许,尽可能提高天线高度是实用并可靠的 第27页/共31页耗电 HPB450静态1.9W. HPB450 在发送时 低/高 射频功率13W/125W 第28页/共31页 关于使用1， 电台用于发射时，可利用功放开关选择是否启用功率放大器，启用时（将开关切换至High），信号发射功率为35W；不启用时（将开关切换至Low），信号发射功率为2W。2， 启用功放时，必须配置相应容量的电源（如车用蓄电池）或直流电源。严禁利用小容量电池支持功放工作，另外，电台支持的工作电压为9-16V。3， 使用时，