网络RTK技术及其基础控制建设方法研究

论文摘要

GPS RTK技术是目前广泛使用的测绘技术,这项技术一经问世,极大地拓展了GPS的使用空间,使GPS从只能做控制领域的局面中摆脱出来,而开始广泛运用于各种测绘领域。但它的应用受到电台的传输方式的影响,随着流动站和基准站距离的增加,信号减弱,增加了时间延迟,这样限制了传统RTK的工作范围。根据这个缺陷建立多基准站网络RTK系统来消除传统RTK技术的不足,但是建立多基站网络RTK系统的建设费用和维护费都较大,在电离层影响小的北方地区没有优势,这要求我们找到一种新的方法克服这些的缺陷和不足,由此人们提出单基站网络RTK技术。本文通过对传统RTK和多基站网络RTK的分析,以及北方地区电离层干扰比较小的特点,研究建立了适合北方地区的GPS RTK系统。由于目前测绘工作不仅需要毫米级、厘米级的数据,还需要符合地理信息系统要求的亚米级数据,所以提出建立多功能GPS差分系统,该方法通过建立基础控制网求解坐标转换参数,采用网络通讯代替电台的数据传输方式发送载波相位差分信号和码差分信号。其具有资金投入少,随时可以升级和扩展,灵活可靠稳定,不需要报告流动站点位的双向数据通信设备,施工周期短等优点。通过理论分析和目前的需求,在鞍山市台安县建立的多功能GPS差分系统,经检测精度达到厘米级。因此,得出对于我国北方地区,城市半径不超过40km,应用多功能GPS差分系统不仅可以满足各种常规测量的需要,而且还能完成亚米级各种GIS数据的采集,达到城市测量的要求,具有较强的应用性。可以同时实现为测绘、地震、气象、国土资源、交通、水利、矿产、林业、农业、环保等多个行业进行多种空间数据源的数据采集服务。

论文目录

• 摘要
• Abstract
• 目录
• 第1章 绪论
• 1.1 课题研究的背景
• 1.1.1 传统基础控制网的建立
• 1.1.2 采用GPS建立基础控制网的方法
• 1.2 国内外研究的现状
• 1.2.1 国内发展现状
• 1.2.2 国外发展现状
• 1.3 本论文主要研究的主要内容
• 第2章 基础控制网的布设方案
• 2.1 布设基础控制网的目的
• 2.2 基准站网和网形的布设要求
• 2.2.1 基准站点位布设的基本要求
• 2.2.2 技术设计的依据
• 2.2.3 网形设计原则
• 2.2.4 基准站网建设方法
• 2.3 坐标转换
• 2.3.1 概述
• 2.3.2 北京54坐标系转换西安80坐标系的方法
• 第3章 网络RTK技术的原理与解决方法
• 3.1 网络RTK技术的原理与组成
• 3.2 综合内插技术—CBI技术
• 3.3 基于全网整体解算模型的FKP技术
• 3.4 改进的FKP技术—主辅站技术（MAC）
• 3.5 VRS技术
• 3.5.1 VRS的工作原理及流程
• 3.5.2 VRS技术的优势
• 3.6 多功能GPS差分技术
• 第4章 网络RTK技术的误差分析
• 4.1 GPS观测方程
• 4.2 与GPS卫星有关的误差、特性及消除
• 4.2.1 卫星星历误差
• 4.2.2 卫星钟的误差
• 4.2.3 相对论效应
• 4.3 与信号传播有关的误差、特性及消除
• 4.3.1 电离层延迟误差
• 4.3.2 对流层延迟误差
• 4.3.3 多路径误差
• 4.4 与接收机的误差、特性及消除
• 4.4.1 接收机钟的钟误差
• 4.4.2 观测误差
• 4.4.3 与接收机的位置误差
• 4.5 其他误差
• 4.5.1 地球自转的影响
• 4.5.2 地球潮汐影响
• 4.6 与GPS参考站系统及通信有关的误差、特性及消除
• 第5章 电离层延迟误差分析
• 5.1 概述
• 5.2 电离层传播延迟
• 5.3 总电子含量（TEC）
• 5.4 电离层电子浓度总含量对差分定位的影响
• 第6章 多功能GPS差分系统
• 6.1 工作原理
• 6.2 多功能GPS差分定位系统组成
• 6.2.1 基站的建立
• 6.2.2 控制中心
• 6.2.3 用户部分
• 6.3 多功能GPS差分定位系统的工作模式和特点
• 6.3.1 多功能GPS差分系统具有多种的工作模式
• 6.3.2 多功能GPS差分定位系统的特点
• 6.4 精度测试
• 第7章 总结与展望
• 7.1 总结
• 7.2 展望
• 参考文献
• 攻读硕士期间参加的科研项目
• 致谢