GPS PPK技術(shù)在像控點(diǎn)測(cè)量中的應(yīng)用

 引言
PPK技術(shù)（post processing kinetic）動(dòng)態(tài)后處理技術(shù)，是利用載波相位進(jìn)行事后差分的GPS定位技術(shù)，其系統(tǒng)也是由基準(zhǔn)站和流動(dòng)站組成。與RTK實(shí)時(shí)載波相位差分定位技術(shù)既有共同點(diǎn)也有不同點(diǎn)，可以作為RTK技術(shù)的補(bǔ)充，其主要作業(yè)過(guò)程包括外業(yè)觀測(cè)數(shù)據(jù)和內(nèi)業(yè)數(shù)據(jù)處理。由于使用RTK技術(shù)觀測(cè)像控點(diǎn)，作業(yè)距離較短，經(jīng)常會(huì)遇到基準(zhǔn)站與流動(dòng)站無(wú)法通信的情況，無(wú)法完成像控點(diǎn)觀測(cè)，只有更換基準(zhǔn)站的位置才能觀測(cè)，造成時(shí)間上的浪費(fèi)。而采用PPK技術(shù)，無(wú)需考慮流動(dòng)站與基準(zhǔn)站之間的通信問(wèn)題，作業(yè)半徑也大幅增加，提高了工作效率。
1 PPK的工作原理
利用進(jìn)行同步觀測(cè)的一臺(tái)基準(zhǔn)站接收機(jī)和至少一臺(tái)流動(dòng)接收機(jī)對(duì)衛(wèi)星的載波相位觀測(cè)量；事后在計(jì)算機(jī)中利用GPS處理軟件進(jìn)行線性組合，形成虛擬的載波相位觀測(cè)量值，確定接收機(jī)之間厘米級(jí)的相對(duì)位置；然后進(jìn)行坐標(biāo)轉(zhuǎn)換得到流動(dòng)站在地方坐標(biāo)系中的坐標(biāo)。
2 項(xiàng)目應(yīng)用
由我單位新疆地礦局測(cè)繪大隊(duì)承擔(dān)的2013年1：10000基礎(chǔ)測(cè)繪吐魯番北測(cè)區(qū)共計(jì)213幅，其中像控點(diǎn)觀測(cè)約360點(diǎn)。坐標(biāo)系統(tǒng)采用2000國(guó)家大地坐標(biāo)系，高斯-克呂格投影，按3度分帶，測(cè)區(qū)中央子午線分別為87度、90度，高程基準(zhǔn)采用1985國(guó)家高程基準(zhǔn)。
2.1 GPS-PPK測(cè)量方式的規(guī)定
基準(zhǔn)站至流動(dòng)站聯(lián)測(cè)平面和大地高時(shí)距離不大于35Km，流動(dòng)站觀測(cè)的采樣間隔為1s，PPK觀測(cè)歷元數(shù)≥180個(gè)，觀測(cè)次數(shù)兩次，兩次較差平面≤±20cm，高程≤±10cm。在進(jìn)行GPS_PPK兩次觀測(cè)過(guò)程中，第二次需要重新初始化儀器?；鶞?zhǔn)站和流動(dòng)站有效觀測(cè)衛(wèi)星數(shù)≥5個(gè)，PDOP值≤6。每一測(cè)站施測(cè)過(guò)程中，采用GPS-PPK模式檢測(cè)周邊已有同等級(jí)以上控制點(diǎn)，檢測(cè)點(diǎn)的平面、大地高較差均應(yīng)≤±20cm。
2.2 作業(yè)使用的設(shè)備和軟件
基準(zhǔn)站點(diǎn)觀測(cè)使用Trimble R6型雙頻GPS接收機(jī)1臺(tái)，流動(dòng)站使用Trimble5800型雙頻GPS接收機(jī)2臺(tái)，儀器均經(jīng)過(guò)檢定、自檢且在有效期內(nèi)。像控點(diǎn)計(jì)算采用Trimble Business Center v2.50軟件。
2.3 基準(zhǔn)站的啟動(dòng)
首先設(shè)置好接收機(jī)和手簿中的基準(zhǔn)站的PPK相關(guān)類型，將Trimble R6 型雙頻GPS接收機(jī)架設(shè)在具有2000國(guó)家大地坐標(biāo)系的基準(zhǔn)站點(diǎn)，使用GPS手薄與R6機(jī)頭連接上，使用PPK模式啟動(dòng)基準(zhǔn)站，輸入基準(zhǔn)站點(diǎn)的2000國(guó)家大地坐標(biāo)系成果及儀器高度，設(shè)置完成后啟動(dòng)基準(zhǔn)站，斷開(kāi)手簿與機(jī)頭的連接?；鶞?zhǔn)站啟動(dòng)后，儀器開(kāi)始自動(dòng)記錄，觀測(cè)的采樣間隔為1s。
2.4 流動(dòng)站的觀測(cè)
在像控點(diǎn)上架設(shè)好流動(dòng)站，在手簿中將流動(dòng)站設(shè)置成PPK觀測(cè)的所需類型，然后進(jìn)行初始化，等初始化完畢后開(kāi)始觀測(cè)，觀測(cè)的采樣間隔為1s，PPK觀測(cè)歷元數(shù)≥180個(gè)，觀測(cè)次數(shù)兩次。
2.5 數(shù)據(jù)處理
首先在Trimble Business Center v2.50軟件中建立好項(xiàng)目，坐標(biāo)系統(tǒng)采用2000國(guó)家大地坐標(biāo)系，將基準(zhǔn)站和流動(dòng)站的數(shù)據(jù)導(dǎo)入TBC項(xiàng)目中，進(jìn)行基線解算，待基線全部解算合格后，最終導(dǎo)出像控點(diǎn)成果。像控點(diǎn)高程利用新疆似大地水準(zhǔn)面精化成果（2011年）求得像控點(diǎn)的正常高。（表1、2）
2.6 像控點(diǎn)精度
以“吐C01”、“烏市C57”、“TL01”、“吐C28”、“吐C34”、“II烏吐27”、“吐C22”等為基準(zhǔn)站進(jìn)行觀測(cè)，基線最長(zhǎng)為33857.693m（TC28——P6062-2），不超過(guò)35Km。像控點(diǎn)施測(cè)時(shí)嚴(yán)格按照設(shè)計(jì)要求進(jìn)行，流動(dòng)站觀測(cè)的采樣間隔為1s，PPK觀測(cè)歷元數(shù)≥180個(gè)，觀測(cè)次數(shù)為兩次，且兩次均重新進(jìn)行初始化，兩次測(cè)量較差平面≤±20cm，高程≤±10cm，基準(zhǔn)站和流動(dòng)站有效觀測(cè)衛(wèi)星數(shù)≥5個(gè)，PDOP值≤6。每一測(cè)站施測(cè)，均采用GPS-PPK模式檢測(cè)周邊已有同等級(jí)及以上控制點(diǎn)，檢測(cè)點(diǎn)的已知點(diǎn)平面較差最大為0.125m，大地高較差最大為0.173m，均≤±20cm。
3 總結(jié)
采用GPS-PPK技術(shù)，其作業(yè)距離較長(zhǎng)，精度較高，基準(zhǔn)站與流動(dòng)站之間不需要建立無(wú)線電通訊數(shù)據(jù)鏈，降低了作業(yè)成本。GPS后處理動(dòng)態(tài)測(cè)量（PPK）技術(shù)和實(shí)時(shí)差分動(dòng)態(tài)（RTK）定位相互結(jié)合的測(cè)量模式能夠充分發(fā)揮各自的優(yōu)點(diǎn)，使測(cè)量作業(yè)方式更靈活。