關于靜態與動態GPS精度研究貴陽GPS為您介紹

關于靜態與動態GPS精度研究貴陽GPS為您介紹

貴陽GPS摘要：

在GPS 觀測方面，靜態GPS 的高精度與動態GPS的高效率使這兩種測繪技術同時得到廣泛應用。通過實驗發現，靜態GPS 與動態GPS 精度均具有較高的精度水平，能夠滿足常規使用，動態GPS 則以其測繪方式與更為測繪進度得到廣泛應用。

20 世紀60 年代，GPS 技術作為美國軍方項目投入使用，Z初該系統用5~6 顆衛星組成的星網工作，每天Z多繞過地球13 次，無法確定高度信息，在定位精度方面也不盡如人意。經過20 余年的研究實驗，到1994 年，全球覆蓋率高達98%的24 顆GPS 衛星星座己布設完成，單機導航的民用GPS 定位精度可達10m 內，軍用綜合定位精度可達cm 級和mm 級。

近年來，GPS 在測量方面發展迅速。在硬件方面，GPS 接收機，尤其是民用接收機日益普及，且趨于小型化、小功耗，硬件的提升為GPS 測量技術的發展提供了有利條件[1];在軟件方面，GPS 在誤差分析、精度測算等領域有了較大改進，這都促進了GPS 技術的發展與進步。

1.GPS 測量技術

在GPS 導航系統中，根據待測點的運動狀態分為靜態定位和動態定位。

1.1 靜態GPS

靜態定位是指將GPS 接收機靜置在固定測站上，觀測數min~2 h 或更長時間，以確定測站位置的衛星定位，是不考慮軌道的有無、決定點位置的定位應用。

靜態定位在大地測量、精密工程測量、地球動力學及地震監測等領域內有著廣泛的應用。隨著解算整周模糊度的快速算法的出現，靜態定位的作業時間可大大縮短，因而在國防精密定位領域(比如飛機起飛前或火箭升空前的初始定位等)也有廣泛的應用前景[2]。

靜態定位包括絕對定位和相對定位兩種方式。①絕對定位由觀測儀器直接與GPS 衛星進行距離測算來確定觀測站的位置坐標信息，一般至少需要同時觀測4 顆衛星才能確定觀測站的三維坐標;②相對定位是指多臺GPS 接收機放置在不同觀測站上，同步觀測相同的GPS 衛星，觀測相對位置和基線向量。目前，相對靜態GPS 定位技術通過對不同觀測數據的組合，可以綜合消除衛星軌道誤差、衛星鐘差、接收機鐘差、電離折射誤差和對流層折射誤差[3]，因此，采用載波相位觀測量的靜態GPS 觀測技術是一種目前GPS 定位中Z為精準的技術。

1.2 動態GPS

近年來，動態GPS 即RTK 技術的出現使得觀測時間、人員投入等方面得到了改善，提高了工作效率[4]。RTK 技術以基站為中心進行動態觀測，無法直接衡量其觀測精度，因此動態GPS 測量的實際精度成為現階段GPS 發展的熱點。RTK 技術是實時動態差分測量的進一步發展，是GPS 測量技術與數據傳輸技術的結合，主要應用于工程施工放樣，如管線、道路等施工放樣等。在應用RTK 技術作業時，在基準站設置1 臺GPS 接收機，對所有課件GPS 衛星進行連續觀測，同時將觀測數據實時發送到用戶觀測站，用戶站在接收GPS 衛星信號的同時接收基準站的觀測數據，進行實時計算整周模糊度未知數與用戶站的三維坐標及精度。在RTK 技術觀測模式下，可以實時判定運算結果的成功度，因此在減少觀測量、減少觀測時間成本等方面有了較大提高。

2.靜態與動態GPS 對比

本次研究通過實驗對靜態與動態GPS 觀測技術進行定量對比，在觀測精度、觀測時間等多個方面進行綜合考量。

2.1 觀測范圍概況

本次GPS 靜態測量實驗以某市新建城區大型小區作為觀測范圍，布設控制網?；竟ぷ靼夹g設計、選點、外業觀測、數據處理、基線解算、網平差、成果質量控制以及技術總結。

2.2 控制點布置

控制網技術的要求為國家C 級，觀測點數不少于12 個，平均點間距不小于400 m(按E 級設計)。

觀測點選址基本要求是視野開闊，行人較少，便于長時間觀測。同時保障每個點位的觀測時段，利用Trimble 公司的TGO 處理軟件進行內業計算。

2.3 外業觀測

配備GPS 及其配件，包括主機、天線、電纜、腳架、電池、充電器、卷尺背包、儀器箱等。觀測時段為4 個，每時段90 min。12 個觀測點中有3 個已知點和9 個未知點。

2.4 數據處理

1)基線處理與質量控制。處理軟件為TGO 軟件，解算方法采用整體解，一次提取所有觀測數據同時進行處理，得出所有函數獨立基線。同步環閉合差是對3 邊同步環進行檢驗閉合差。

移步環閉合差不是完全由同步觀測基線組成的閉合環的閉合差。

重復基線較差為不同觀測時段同一基線觀測結果之間的差異。根據國標，C、D、E 級GPS 網基線處理。

2)網平差處理及質量控制。網平差軟件為TGO軟件。坐標系統參照北京54 坐標系，克拉索夫斯基橢球體，中央經線以本地位置為準。

2.5 技術總結

貴陽GPS建立靜態GPS 控制網，觀測過程較為簡單，儀器使用較為方便，易于上手。但觀測時間較長，觀測過程大部分時間為等待，并無過多技術性的儀器操作。

2.6 RTK 測量

將基準站GPS 接收機安置在相對較高的開闊地，優先啟動基準站。并新建任務，配置坐標系統，連接藍牙配置參數。移動站與基準站的布設方式類似，在啟動移動站后要進行點校正。

測量前獲取2~3 個控制點，沒有已知控制點坐標的情況下可用GPS 進行控制測量。RTK 觀測相對簡單，觀測時間較短。

2.7 精度對比

在利用GPS 靜態與動態數據精度對比時，首先利用全站儀對以上12 個點進行觀測，獲得坐標值。

在平面測量方面，靜態與動態GPS 觀測結果基本上是一致的，其坐標差值較小。

在高程測量方面，靜態GPS 和RTK 觀測同一點的高程值比較靜態與動態GPS 高程差Z大值為26 mm，基本可以滿足一般測量的要求。

RTK 技術可以用于常規控制觀測，對于精度要求較高的項目，應當以靜態GPS 為準，在實際工程中，RTK 因其較快的作業速度與較為準確的測量結果，得到了廣泛應用。

3.貴陽GPS結束語

本次研究綜合分析了靜態GPS 與動態GPS 觀測的原理和應用，通過具體實驗對兩種GPS 觀測技術進行對比，得出以下結論。

1)GPS 在精度方面已經取得了較大的提高，無論是靜態GPS 還是動態GPS 技術，其精度都能夠滿足常規功能需求。

2)RTK 技術目前已經具有了相對成熟的技術體系，在平面與三維觀測中的觀測精度都能滿足常規工程測繪的精度要求，同時以其方便快捷的觀測作業模式在工程測繪中更受歡迎。

3)未來，GPS 技術的發展依然以速度與精度為主要提高目標，提高靜態GPS 觀測速度或RTK 技術　的精度將會使GPS 發展更上一層樓。同時新的硬件發展與數據處理方式的提升也是提高觀測精度與速度的重要保障。

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