GPS PPK技術(shù)在像控點(diǎn)測量中的應(yīng)用

 引言
PPK技術(shù)（post processing kinetic）動態(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)站和流動站組成。與RTK實時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)過程包括外業(yè)觀測數(shù)據(jù)和內(nèi)業(yè)數(shù)據(jù)處理。由于使用RTK技術(shù)觀測像控點(diǎn)，作業(yè)距離較短，經(jīng)常會遇到基準(zhǔn)站與流動站無法通信的情況，無法完成像控點(diǎn)觀測，只有更換基準(zhǔn)站的位置才能觀測，造成時間上的浪費(fèi)。而采用PPK技術(shù)，無需考慮流動站與基準(zhǔn)站之間的通信問題，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)行同步觀測的一臺基準(zhǔn)站接收機(jī)和至少一臺流動接收機(jī)對衛(wèi)星的載波相位觀測量；事后在計算機(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量值，確定接收機(jī)之間厘米級的相對位置；然后進(jìn)行坐標(biāo)轉(zhuǎn)換得到流動站在地方坐標(biāo)系中的坐標(biāo)。
2 項目應(yīng)用
由我單位新疆地礦局測繪大隊承擔(dān)的2013年1：10000基礎(chǔ)測繪吐魯番北測區(qū)共計213幅，其中像控點(diǎn)觀測約360點(diǎn)。坐標(biāo)系統(tǒng)采用2000國家大地坐標(biāo)系，高斯-克呂格投影，按3度分帶，測區(qū)中央子午線分別為87度、90度，高程基準(zhǔn)采用1985國家高程基準(zhǔn)。
2.1 GPS-PPK測量方式的規(guī)定
基準(zhǔn)站至流動站聯(lián)測平面和大地高時距離不大于35Km，流動站觀測的采樣間隔為1s，PPK觀測歷元數(shù)≥180個，觀測次數(shù)兩次，兩次較差平面≤±20cm，高程≤±10cm。在進(jìn)行GPS_PPK兩次觀測過程中，第二次需要重新初始化儀器?；鶞?zhǔn)站和流動站有效觀測衛(wèi)星數(shù)≥5個，PDOP值≤6。每一測站施測過程中，采用GPS-PPK模式檢測周邊已有同等級以上控制點(diǎn)，檢測點(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)觀測使用Trimble R6型雙頻GPS接收機(jī)1臺，流動站使用Trimble5800型雙頻GPS接收機(jī)2臺，儀器均經(jīng)過檢定、自檢且在有效期內(nèi)。像控點(diǎn)計算采用Trimble Business Center v2.50軟件。
2.3 基準(zhǔn)站的啟動
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模式啟動基準(zhǔn)站，輸入基準(zhǔn)站點(diǎn)的2000國家大地坐標(biāo)系成果及儀器高度，設(shè)置完成后啟動基準(zhǔn)站，斷開手簿與機(jī)頭的連接?；鶞?zhǔn)站啟動后，儀器開始自動記錄，觀測的采樣間隔為1s。
2.4 流動站的觀測
在像控點(diǎn)上架設(shè)好流動站，在手簿中將流動站設(shè)置成PPK觀測的所需類型，然后進(jìn)行初始化，等初始化完畢后開始觀測，觀測的采樣間隔為1s，PPK觀測歷元數(shù)≥180個，觀測次數(shù)兩次。
2.5 數(shù)據(jù)處理
首先在Trimble Business Center v2.50軟件中建立好項目，坐標(biāo)系統(tǒng)采用2000國家大地坐標(biāo)系，將基準(zhǔn)站和流動站的數(shù)據(jù)導(dǎo)入TBC項目中，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，基線最長為33857.693m（TC28——P6062-2），不超過35Km。像控點(diǎn)施測時嚴(yán)格按照設(shè)計要求進(jìn)行，流動站觀測的采樣間隔為1s，PPK觀測歷元數(shù)≥180個，觀測次數(shù)為兩次，且兩次均重新進(jìn)行初始化，兩次測量較差平面≤±20cm，高程≤±10cm，基準(zhǔn)站和流動站有效觀測衛(wèi)星數(shù)≥5個，PDOP值≤6。每一測站施測，均采用GPS-PPK模式檢測周邊已有同等級及以上控制點(diǎn)，檢測點(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，精度較高，基準(zhǔn)站與流動站之間不需要建立無線電通訊數(shù)據(jù)鏈，降低了作業(yè)成本。GPS后處理動態(tài)測量（PPK）技術(shù)和實時差分動態(tài)（RTK）定位相互結(jié)合的測量模式能夠充分發(fā)揮各自的優(yōu)點(diǎn)，使測量作業(yè)方式更靈活。