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1、一览中华 光耀天下,苏州一光第 培训会议 苏州一光仪器有限公司,苏州一光仪器有限公司,苏州一光仪器有限公司,主要内容,GNSS理论部分 传统RTK以及仪器的操作 网络RTK以及仪器的操作 点校正 重置当地坐标 6.RTK精度,一、GPS理论部分,1 GNSS的现状及未来 2 GNSS的特点 3 产业构成 4 应用行业 5 国内外GNSS产品 6 卫星定位的发展。,苏州一光仪器有限公司,GNSS的现状及未来,GNSS的含义： GNSS(Global Navigation Satellite System)是全球导航卫星系统的英文缩写，它是所有全球导航卫星系统及其增强系统的集合名词，是利用全球的所
2、有导航卫星所建立的覆盖全球的全天侯无线电导航系统。目前可供利用的全球卫星导航系统有美国的GPS和俄罗斯的GLONASS以及未来欧洲的Galileo。,苏州一光仪器有限公司,GNSS的现状及未来,美国的GPS： GPS是英文Global Positioning System或NAVigation Satellite Timing And Ranging Global Position System的缩写，即全球定位系统，是一个全球性、全天候、全天时、高精度的导航定位和时间传递系统。由24颗工作卫星和4颗备用卫星组成，分布在6个等间距的轨道平面上。采用码分多址体制，每颗卫星的信号频率和调制方式相同
3、，不同卫星的信号靠不同的伪码区分，现有30多颗卫星。 GPS自1973年开始设计、研制，历时20年，于1993年全部建成，GPS系统由空间部分、地面控制部分和用户部分所组成,苏州一光仪器有限公司,GNSS的现状及未来,俄罗斯的GLONASS： GLONASS: GLObal NAvigation Satellite System的字头缩写，是前苏联从80年代初开始建设的与美国GPS系统相类似的卫星定位系统，也由卫星星座、地面监测控制站和用户设备三部分组成。现在由俄罗斯空间局管理。拥有21颗工作卫星和3颗备用卫星，分布在 3个轨道平面上。因GLONASS 卫星一直处于降效运行状态，现只有8颗卫星
4、能够正常工作。采用频分多址体制，卫星靠频率不同来区分，每组频率的伪随机码相同。 目前有14颗卫星可用。2008年之前将有18颗卫星可用。,苏州一光仪器有限公司,GNSS的现状及未来,欧盟的Galileo： Galileo(伽利略）: 从1994年欧盟已开始对伽利略系统方案实施论证。2000年欧盟已向世界无线电委员会申请并获准建立伽利略系统的L频段的频率资源。2002年3月欧盟15国交通部长一致同意伽利略系统的建设。 该系统由27颗工作卫星和3颗备份卫星组成，卫星采用中等地球轨道，分布在3个轨道面上。预计2012年可投入使用。,苏州一光仪器有限公司,GNSS的现状及未来,中国的北斗： 北斗导航系
5、统(COMPASS)，现有 3颗地球同步卫星 快速定位：北斗导航系统可为服务区域内用户提供全天候、高精 度、快速实时定位服务 简短通信：北斗系统用户终端具有双向数字报文通信能力，可以 一次传送超过100个汉字的信息。 精密授时 ： 未来中国的北斗空间段计划由五颗静止轨道卫星和三十颗非静止轨道卫星组成，提供两种服务方式，即开放服务和授权服务。,苏州一光仪器有限公司,GNSS的现状及未来,增强型系统 SBAS SBAS ( Satellite Based Augmentation Systems)是利用地球静止轨道卫星建立的地区性广域差分增强系统： EGNOS 欧航空局接收卫星导航系统 WASS
6、美国雷声公司的广域增强系统 MSAS 日本的多功能卫星增强系统,苏州一光仪器有限公司,2. GNSS的特点,定位精度高 观测时间短 测站间无须通视 可提供三维坐标 操作简便 全天候作业 功能多、应用广 免费,苏州一光仪器有限公司,3. GNSS产业构成,1、军事用途 GPS本身就是军事竞赛的产物。精码保密，主要提供给本国和盟国的军事用户使用；粗码提供给本国民用和全世界使用。 2、民用导航 占据了民用领域的绝大部分，一般精度要求不高，5-15米，飞机、轮船、车载定位等领域。 3、测绘 要求精度高，早期主要在石油部门使用，现在已在测绘相关行业中广泛普及，成为一种新的测绘方式。 4、GIS 现在处于
7、起步阶段，随着数字地球、数字中国的进程，必将成为一个庞大的新兴产业。,苏州一光仪器有限公司,5. 国内外GNSS产品,GNSS集成 OEM板卡 Trimble （美国天宝） 天宝 Leica（瑞士莱卡） NovAtel Magellan( 美国麦哲伦） Ashtech TOPCON（日本拓普康） Javad SOKKIA(日本索佳) NavCOM,苏州一光仪器有限公司,5. 国内外GNSS产品,苏一光 南方 中海达,光谱 中纬,博飞 华测,苏州一光仪器有限公司,6. 卫星定位技术的发展,苏州一光仪器有限公司,4. GNSS的应用行业,军事 测绘 林业 农业 地质 电力 水利 交通 环保 气象
8、地震 石油 通讯 海洋 城建 科研院所 院校 医疗 消防 国土,GPS的应用是受到人的想象力的限制， GPS无所不在,苏州一光仪器有限公司,6. 卫星定位技术的发展,传统的RTK技术 电台、GPRS/CDMA 网络RTK技术 天宝的VRS、Leica的主辅站技术,RTK的发展：,苏州一光仪器有限公司,二、传统RTK以及仪器的操作,传统RTK的含义 RTK的定位原理 RTK数据链 电台模式及具体操作 网络模式及具体操作,苏州一光仪器有限公司,1. 传统RTK的含义,传统RTK的含义：,常规的GPS测量方法，如静态、快速静态、动态测量都需要事后进行解算才能获得厘米级的精度，而RTK是能够在野外实时
9、得到厘米级定位精度的测量方法，它采用了载波相位动态实时差分（Real - time kinematic）方法，是GPS应用的重大里程碑，它的出现为工程放样、地形测图，各种控制测量带来了新曙光，极大地提高了外业作业效率。,苏州一光仪器有限公司,2. 传统RTK的工作原理,RTK的工作原理,RTK的工作原理是将一台接收机置于基准站上，另一台或几台接收 机置于载体（称为流动站）上，基准站和流动站同时接收同一时间、同一GPS卫星发射的信号，基准站所获得的观测值与已知位置信息进行比较，得到GPS差分改正值。然后将这个改正值通过无线电数据链电台及时传递给共视卫星的流动站精化其GPS观测值，从而得到经差分改
10、正后流动站较准确的实时位置。,苏州一光仪器有限公司,2. 传统RTK的工作原理,其中：,差分的数据类型有伪距差分、坐标差分（位置差分）和载波相位差分三类。前两类定位误差的相关性，会随基准站与流动站的空间距离的增加而迅速降低。故RTK采用第三类方法,RTK的观测模型为,苏州一光仪器有限公司,3. 传统RTK的数据链,数据链通讯：,1 电台模式：,UHF(Ultra High Frequency)超高频率，频率300MHz-300KMHz（波长属微波： 波长1M-1MM，空间波，小容量微波中继通信 ）410-430MHz /450-470MHz VHF(Very High Frequency)甚高
11、频（3MHz30MHz属短波： 波长100M-10M，空间波 ）220-240MHz,2. 网络模式：,GPRS（General Packet Radio Service）中文是通用分组无线业务，是在现有的GSM系统上发展出来的一种新的分组数据承载业务 ；CDMA为码分多址数字无线技术,苏州一光仪器有限公司,4. 电台模式及具体操作, 电台模式,载波相位,基准站,移动站,苏州一光仪器有限公司,4. 电台模式及具体操作, 电台模式特点,作业距离一般距离分为内置的和外挂的两种：内置电台作用距离为0-8公里，外挂电台为0-20公里，特别是山区或城区传播距离就会受到影响； 电台信号容易受干扰，所以要远
12、离大功率干扰源； 电台的架设对环境有非常高的要求，一般选在比较空旷，周围没有遮挡，且要基站架设的越高距离越远； 对于电瓶的电量要求较高，出外业之前电瓶一定要充满或有足够的电量；,苏州一光仪器有限公司,4. 电台模式及具体操作, 电台模式具体操作,一、基准站的架设： 对于任意架站，选择环境相对空旷的地方，地势相对较高的地 方且周围没有干扰的地方架设； 架设仪器，架设时，注意仪器的安装以及各种线的连接； 如果用外挂电台，发射天线最好远离基准站主机3米以上；,苏州一光仪器有限公司,4. 电台模式及具体操作, 电台模式具体操作,二、基准站的启动： 如果是自启动，则开机即可（主机搜完星后便可发射，最后电
13、台接上电瓶，注意正负极的连接） 如果用手簿去启动，具体操作如下： 打开软件，通过蓝牙或串口线与基准站主机连接； 新建并保存任务； 在“测量里选择启动基准站接收机”，选好对应的配置，然后确定即可 在“测量” “启动基准站接收机” ，如果是任意点架站，输入点名，点“此处”即可，如果架在已知点上则直接选择这个点坐标即可，最后点击确定。 3.如果是主机启动基准站则在主机上进行设置就可以了。,苏州一光仪器有限公司,4. 电台模式及具体操作, 电台模式具体操作,三、查看基准站是否已经正常发射,查看FDL电台的电台灯是否一秒闪烁一次； 查看流动站电台灯是否闪烁，能否差分；,苏州一光仪器有限公司,4. 电台模
14、式及具体操作, 电台模式具体操作,四、流动站的启动：,移动站与手簿COM4口蓝牙进行连接； 移动站电台灯如果一秒钟闪烁一次表示收到电台信号，在“单点定位”的情况下，直接点“测量” “启动移动站接收机”然后参照基准站的设置，并与其保持一致即可，大约十多秒后就可差分，达到固定解； 固定后可进行其他测量了。,注意： 在基准站正常发射时，但移动站没有信号，注意频率是否统一，差分格式是否一致,苏州一光仪器有限公司,四、点校正,1. 各种坐标系统 2. 点校正 3. 重设当地坐标 4. RTK的精度 5. 任意架站的优势,苏州一光仪器有限公司,1. 主要坐标系统,主要坐标系统,1. 主要坐标系统,1. 主
15、要坐标系统,常用的坐标系统,苏州一光仪器有限公司,1各种坐标系统,1、1980西安坐标系 开始定义为 “1980国家大地坐标系”。 1982 年，经天文大地网整体平差建立，全网共48433点。 属参心坐标系， IAG-75椭球（IAG国际大地测量学协会），长半轴 a=6378140m; 扁率 =1/298.257，原点在陕西省泾阳县。 椭球定位： 1椭球短轴平行于地球地轴（由地球质心指向1968.0JYD方向）； 2起始子午面平行于格林威治天文台平均子午面； 3椭球面与似大地水准面在我国境内密合得最佳。,苏州一光仪器有限公司,1各种坐标系统,2、1954年北京坐标系 50年代从前苏联引入（1942年普尔科夫坐标系），未进行整体平差，属参心坐标系, 克拉索夫斯基椭球体，长半轴 a=6378245m; 扁率=1/298.3。原点在普尔科夫天文台。 主要缺点： 1长半轴约大了108m ； 2椭球定位西高东低，东部高程异常达67m； 3不同区域接边处大地点坐标差达12m。,苏州一光仪器有限公司,1各种坐标系统,3、WGS-84大地坐标系 美国国防部研制确定的大地坐标系，Z轴指向BIH（国际时间局）1984.0定义的协议地球极（CTP）方向，X轴指向零子午面与CTP赤道交点，Y轴与X、 Z轴构成右手坐标系。 长半轴 a=6378137m; 扁率 =1/298.257223563。 属地心
