GPS工作原理PPT課件

1、GPS RTK測量技術(shù)第1頁/共31頁一、GPS RTK定位概念 Realtime Kinematic使用 載波相位差分觀測值，實時的進行動態(tài)定位。 定位原理： 在測區(qū)中部選擇一個 已知坐標的控制點作為基 準站，安置一臺GPS接收 機，連續(xù)跟蹤所有可見衛(wèi) 星；并實時地將測量的載 波相位觀測值、偽距觀測 值、基準站坐標等用無線 電傳送出去。第2頁/共31頁 在流動站通過無線電接收基準站發(fā)射的信息， 將載波相位觀測值實時進行差分處理，得到基準 站和流動站坐標差X，Y，Z；坐標差加上基 準站坐標得到流動站每個點WGS84坐標，通過坐標 轉(zhuǎn)換參數(shù)轉(zhuǎn)換得出流動站每個點的平面坐標x,y和 海拔高h。這個過

2、程稱作GPS RTK定位過程。 第3頁/共31頁二、RTK測量方式的特點 實時RTK，使用載波相位差分技術(shù) 每一次作業(yè)都需要架設(shè)基準站。 達到的精度：水平10 mm、垂直20 mm + 1 ppm 基準站差分數(shù)據(jù)通過數(shù)據(jù)電臺方式發(fā)送到流動站 (RTCM或CMR格式) (基準站與流動站之間距離: 市區(qū)一般3-5公里，野外一般15公里以內(nèi))第4頁/共31頁三、GPS RTK 定位系統(tǒng)組成 基準站： 1、基準站GPS接收機 （Base Station） 能夠接收、通過串 口發(fā)射基準站觀測的 偽距和載波相位觀測 值。 2、基準站電臺：將 基準站觀測的偽距和 載波相位觀測值發(fā)射 出去。第5頁/共31頁流

3、動站： 1、流動站電臺：能夠接收基 準站觀測的偽距和載波相 位觀測值、基準站坐標。 2、流動站GPS接收機（Rover Station）： 能夠觀測偽距和載波相位 觀測值 通過串口接收基準站的坐 標、偽距、載波相位觀測 值 并能夠差分處理基準站和 流動站的載波相位觀測值。 第6頁/共31頁四、基準站架設(shè)1、讓基準站盡可能跟蹤 和觀測到所有在視野 中的衛(wèi)星；在515 高度角以上不能有成 片的障礙物。 2、為了提高RTK的作業(yè) 范圍，基準站點應(yīng)選 擇高度適當?shù)狞c上。3、減少各種電磁波對 GPS衛(wèi)星信號的干擾 。第7頁/共31頁4、為避免或減少多路徑效 應(yīng)的發(fā)生，基準站應(yīng)遠 離對電磁波信號反射強 烈

4、的地形、地物，如高 層建筑、成片水域等。 5、為了提高GPS RTK作業(yè) 效率，基準站應(yīng)選在交 通便利，上點方便的地 方。 6、基準站應(yīng)選擇在易于保 存的地方，以便今后的 應(yīng)用。第8頁/共31頁五、基準站設(shè)置 1、選站址： 基準站GPS置于工區(qū)中間某一個地勢 比較高、上空比較開闊的控制點上。第9頁/共31頁2、基準站電臺設(shè)置 基準站發(fā)射電臺，一 般為外置的獨立電臺。 功率要求大：5瓦、 25瓦、35瓦。 電池充電要足。 先安裝、連接天線， 天線盡可能升高。 電臺頻率設(shè)置為本地 比較少用的一種，要 于本地無委會咨詢或 申請，調(diào)試選擇也可 以。第10頁/共31頁3、連接基準站接收機 1、 首先將基

5、準站三腳架安置在要架設(shè)基準站的位置，將基準站接收機通過基座安裝在三腳架上，之后進行對中、整平。 2、 若是使用外置電臺，還需要連接外置電臺。首先將電臺與鞭狀天線通過線纜進行連接；之后再將電臺與基準站接收機通過線纜進行連接；最后接上電源。注意，若是通過交流電瓶對電臺供電，首先連接電瓶的負極（黑色），然后再連接電瓶的正極（紅色）。拆的時候先拆正極（紅色），再拆負極（黑色），若弄錯順序可能會導致電臺損壞。 3、 打開基準站接收機，測量儀器高（一般采用控制點到GPS天線護圈中心的斜高）。 第11頁/共31頁4、控制器設(shè)置基準站 1、首先打開SCS900軟件主菜單中的“系統(tǒng)設(shè)定”子菜單。 2、選擇“設(shè)置

6、基準站”選項。選擇無線方式（通過內(nèi)置藍牙）連接，選擇接收機（確保序列號與接收機序列號匹配）、選擇連接方式（可以選擇多種方式啟動基站）。 3、輸入基準站天線高（選擇護圈中心選項），選擇電臺信道或網(wǎng)絡(luò)（可選擇范圍410.05-418.08，選擇時避免和其他基站信道重復）。第12頁/共31頁六、流動站安裝及設(shè)置第13頁/共31頁設(shè)置流動站 首先打開SCS900軟件主菜單中的“系統(tǒng)設(shè)定”子菜單。 選擇“設(shè)置流動站”選項。選擇無線方式（通過內(nèi)置藍牙）連接，選擇接收機（確保序列號與接收機序列號匹配），選擇連接方式（流動站連接到基站的方式，通過接收機內(nèi)置電臺），選擇電臺信道或網(wǎng)絡(luò)（此時選擇的電臺信道要和設(shè)置

7、基站發(fā)射電臺信道相一致），通過信道掃描完成流動站設(shè)置。 第14頁/共31頁七、工地校準 工地校準是相對于用戶沒有地方坐標系統(tǒng)參數(shù)時，已知3個以上控制點及坐標，用這些點的WGS84、地方兩套坐標求得轉(zhuǎn)換參數(shù)。已知點的分布要分布在工作區(qū)域的外圍，這樣能更好的控制精度。 第15頁/共31頁具體流程如下： 首先打開SCS900軟件主菜單中的“系統(tǒng)設(shè)定”子菜單，選擇“校準工地”。 建立工地時已經(jīng)導入控制點信息、顯示如圖第16頁/共31頁1、 點擊確定，顯示如圖（控制點信息在屏幕中顯示） 第17頁/共31頁2、 選擇控制點（可在屏幕點擊選取、或在點列表選?。╋@示、如圖第18頁/共31頁3、 把流動站架設(shè)在

8、控制點上，設(shè)置最小測量時間和天線高度后開始校準、如圖第19頁/共31頁4、 校準完一個點后顯示信息、如圖第20頁/共31頁5、 重復步驟2-4在其他控制點上進行校準直到校準完成、如圖 第21頁/共31頁介 紹第22頁/共31頁一、簡介： HPB450電臺是美國Pacific Crest 生產(chǎn)的專用于定位測量系統(tǒng)無線傳輸?shù)臄?shù)傳電臺，是當前該類產(chǎn)品中性能最佳者之一?，F(xiàn)在PCC公司已經(jīng)被Trimble公司收購。此電臺功率分成2W、35W兩檔，在近距離工作，使用2W；遠距離工作使用35W工作。第23頁/共31頁HPB450主要提示 HPB450配備了“自動開機”的功能,在接通了電源HPB450立即自動

9、打開 開機按壓ON/OFF鈕并保持到頻點顯示出現(xiàn) 關(guān)機按壓ON/OFF鈕并保持到顯示空白,這是一秒延遲為防止誤關(guān)機. 用CHANNEL按鈕可以切換頻道第24頁/共31頁顯示 由數(shù)字顯示頻點或模式選項. 為了節(jié)約電力,顯示只是按壓頻點按鈕或ON/OFF按鈕后亮很短的時間. 頻點選擇范圍從0頻點到7頻點.第25頁/共31頁LED指示器 電源LED的用途有二,第一,顯示設(shè)備功率, 第二來表示供電負荷水平. 電源LED閃爍表示 基站電壓接近或低于10 V需要充電. 放大器功率LED顯示射頻輸出功率水平選擇.當發(fā)亮時顯示放大器功率LED設(shè)置為高, 當空白時顯示放大器功率LED設(shè)置為低. TX LED顯示

10、 HPB450 正在發(fā)送. 在大多數(shù)RTK應(yīng)用中,基站 TX LED 每秒閃爍一次. RX LED表明了HPB450正在接受射頻載波信號傳送. 如果RX LED是長周期或連續(xù)發(fā)亮的則是另一個頻率相同的電臺正在運行. 這個競爭的射頻干擾源可能干擾GPSRTK系統(tǒng),可要求改變頻點得到更好的性能. 第26頁/共31頁最佳性能提示和技巧(天線) 天線架設(shè)位置是好性能的關(guān)鍵. 發(fā)射天線和接收天線相加高度對增益和復蓋范圍是成正比的,如有可能,選擇參考站位置,充分利用地形,以取得盡可能高的傳輸天線. 總是使用伸縮天線桿, 如果地形條件和風力允許,盡可能提高天線高度是實用并可靠的 第27頁/共31頁耗電 HPB450靜態(tài)1.9W. HPB450 在發(fā)送時 低/高 射頻功率13W/125W 第28頁/共31頁 關(guān)于使用1， 電臺用于發(fā)射時，可利用功放開關(guān)選擇是否啟用功率放大器，啟用時（將開關(guān)切換至High），信號發(fā)射功率為35W；不啟用時（將開關(guān)切換至Low），信號發(fā)射功率為2W。2， 啟用功放時，必須配置相應(yīng)容量的電源（如車用蓄電池）或直流電源。嚴禁利用小容量電池支持功放工作，另外，電臺支持的工作電壓為9-16V。3， 使用時，