一种基于BDS/GPS RTK的地下管线测量方法技术

本发明专利技术涉及北斗通信技术领域，具体涉及一种基于BDS/GPS RTK的地下管线测量方法。包括以下步骤：1)在坐标已知的管线测量点上设置1台BDS/GPS RTK接收机为基准站，在坐标未知的管线测量点上设置至少1台BDS/GPS RTK接收机为流动站；2)基准站根据不同观测历元接收到的卫星信号，计算出伪距观测值、载波相位观测值；3)基准站实时将计算得到的伪距观测值、载波相位观测值，以及基准站坐标通过无线通信网络传送给流动站；4)流动站利用载波相位观测值，根据建立的双差观测值模型进行基线解算,得到误差方程，结合法方程，得到基线向量坐标平差值，5)利用基准站坐标和基线向量坐标平差值，求得流动站坐标。本发明专利技术安全性能高。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及北斗通信
，具体涉及一种基于BDS/GPSRTK的地下管线测量 方法。
技术介绍
近年来，随着城市快速发展，地下管线建设规模不足、管理水平不高等问题凸显， 一些城市相继发生大雨内涝、管线泄漏爆炸、路面塌陷等事件，严重影响了人民群众生命财 产安全和城市运行秩序。为了更好的管理地下管线，必须掌握地下管线的位置和分布。 GPS技术是目前世界上应用最广泛、技术最成熟的导航定位系统，现有的地下管线 测量工程，一般采用GPS技术进行测绘。但GPS在一些特殊的山区环境会遇到卫星信号差、 通信比较困难的情况。BDS(北斗卫星导航系统）是我国自主研发的新一代卫星导航系统， 提供定位、测速、授时服务。RTK(RealTimeKinematic)技术，是实时处理两个测站载波相 位观测量的差分方法，它可使实时三维定位精度达到厘米级，有着实时、高效、不受通视条 件限制等优点。目前，GPSRTK技术已经广泛应用于地下管线测量、控制测量、市政工程放 样测量、地形碎步测量等城市工程测量中。出于战略和自身发展的需要，采用BDS/GPS双模 系统可大大提升对地下管线测量的精度，同时还具备全天候运行、没有通讯盲区、融合卫星 导航增强系统等优势，并可为RTK的测绘技术国产化带来了改革的契机。现有方法存在以 下缺点： 1)现有方法过于依赖GPS技术进行地下管线测量； 2)急需一种安全性能高、更适合中国国情、信号强度高的地下管线测量方法； 3)缺少基于BDS/GPSRTK技术的地下管线测量方法。
技术实现思路
解决上述技术问题，本专利技术提供了一种基于BDS/GPSRTK的地下管线测量方法，满 足安全性能高、适合中国国情、信号强度高等需求。 为了达到上述目的，本专利技术所采用的技术方案是，一种基于BDS/GPSRTK的地下管 线测量方法，包括以下步骤： 1)在坐标已知的管线测量点上设置1台BDS/GPSRTK接收机接收卫星信号，且将 该坐标已知的管线测量点上的BDS/GPSRTK接收机定义为基准站，在坐标未知的管线测量 点上设置至少1台BDS/GPSRTK接收机接收卫星信号，且将该坐标未知的管线测量点上的 BDS/GPSRTK接收机定义为流动站； 2)基准站根据不同观测历元（即h时亥lj)接收到的卫星信号，计算出伪距观测值、 载波相位观测值； 3)基准站实时将计算得到的伪距观测值、载波相位观测值，以及基准站坐标通过 无线通信网络传送给流动站； 4)流动站利用载波相位观测值，根据建立的双差观测值模型进行基线解算，得到 误差方程，结合法方程，得到基线向量坐标平差值， 5)利用基准站坐标和基线向量坐标平差值，求得流动站坐标。 进一步的，伪距观测值计算方式如下： 伪距观测值是基准站接收机测得天线到卫星的距离，并将计算得到的真实距离与 含有误差的测量值进行比较，利用一个a滤波器将此差值滤波并求出其偏差值，设基 准站R测得至第j颗卫星的伪距为：(1) ^ :基准站接收机在时刻t测得的基准站至第j颗卫星的伪距；/:基准站接收 机R在时刻t至第j颗卫星的真实距离；社]:第j颗卫星时钟相对于卫星导航系统时的偏 差；dl；:基准接收机时钟相对于卫星导航系统时的偏差；卫星星历误差在基准站引 起的距离偏差；电离层时延在基准站引起的距离偏差；4对流层时延在基准站引 起的距离偏差；C:真空中的电磁波传播速度； 根据基准站的已知坐标和卫星星历，精确算得时刻t第j颗卫星至基准站R的真 实距离 -(2) 式中，（XR，YR，ZR)是基准站R的三维已知坐标，（X,，Y,，Z,)是第j颗卫星发射信号 时刻的三维坐标。于是伪距改正值为：1 (3) 进一步的，载波相位观测值计算方式如下： 载波相位定位是通过量测某时刻接收机相位与卫星相位的差值确定两者的距离 确定测站坐标，实际计算时观测方程为：⑷ 式中，f为信号频率，c为电磁波传播速度；P为卫星至基准站之间的几何距离，S 为时间系数，Nk]为载波相位整周数。 进一步的，流动站利用载波相位观测值，运用双差观测值模型进行基线解算，得 到流动站坐标，具体包括以下步骤： 对在h时刻k、j卫星观测值的站间单差观测值SD^aj和SD12](ti)求差，得到星 站的二次差分DDjaj即为双差观测值： 本专利技术通过采用上述技术方案，与现有技术相比，具有如下优点： 1)本专利技术的基于BDS/GPSRTK的地下管线测量方法，将大大提高作业效率， 在一般的地形地势下，设站一次即可测完高达19km半径的测区；相对常规RTK作业，可 单人单机作业，几秒钟就可测量一个数据；测量标称精度可达到：±8mm+lppm(平面）， ±1lmm+lppm(高程）。 2)本专利技术利用BDS/GPS双模系统的优势，摆脱了传统GPSRTK方式的测量方式，在 保证定位精度的前提下，更好地提高地下管线测量工程的国家安全。【附图说明】 图1是本专利技术实施例的流程图。【具体实施方式】 现结合附图和【具体实施方式】对本专利技术进一步说明。 作为一个具体的实施例，如图1所示，本专利技术的一种基于BDS/GPSRTK的地下管线 测量方法，包括以下步骤： 1)在厦门软件园广场K0 (2709403. 01，467894. 9170, 32. 1465)处架设 1 台BDS/ GPSRTK接收机作为基准站接收卫星信号，在Kl、K2、K3控制点上采集坐标，每个控制点连 续采集60次，查看它的内符合精度和外符合精度，内符合精度是60次采集的坐标之间的浮 动值，外符合精度是测出来的坐标跟控制点的实际坐标的偏差值，其中K1、K2、K3与K0的作 用距离分别是5. 8公里、10公里和19. 4公里， 2)基准站连续采集60次接收到的卫星信号，计算出伪距观测值、载波相位观测 值； (1)伪距观测值计算 伪距观测值是基准站接收机测得天线到卫星的距离，并将计算得到的真实距离与 含有误差的测量值进行比较，利用一个a滤波器将此差值滤波并求出其偏差值。设基 准站R测得至第j颗卫星的伪距为：[0055(1) 疗:.基准站接收机在时刻t测得的基准站至第j颗卫星的伪距；# :基准站接收 机R在时刻t至第j颗卫星的真实距离；社]:第j颗卫星时钟相对于卫星导航系统时的偏 差；dl；:基准接收机时钟相对于卫星导航系统时的偏差；:卫星星历误差在基准站引起 的距离偏差；:电离层时延在基准站引起的距离偏差；:对流层时延在基准站引起 的距离偏差；C:真空中的电磁波传播速度。 根据基准站的已知坐标和卫星星历，精确算得时刻t第j颗卫星至基准站R的真 实距离W，(2) 式中，（XR，YR，ZR)是基准站R的三维已知坐标，（X,，Y,，Z,)是第j颗卫星发射信号 时刻的三维坐标。于是伪距改正值为：C3) (2)载波相位观测值计算 载波相位定位是通过量测某时刻接收机相位与卫星相位的差值确定两者的距离 确定测站坐标，实际计算时观测方程为： r-y', nmm ") ccc 式中，f为信号频率，c为电磁波传播速度；P为卫星至基准站之间的几何距离，s 为时间系数，Nk]为载波相位整周数。 3)基准站实时将计算得到的伪距观测值、载波相位观测值，以及基准站坐标通过 无线通信网络传送给流动站； 伪距观测值是基准站接收机测得天线到卫星的距离，本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种基于BDS/GPS RTK的地下管线测量方法，其特征在于：包括以下步骤：1)在坐标已知的管线测量点上设置1台BDS/GPS RTK接收机接收卫星信号，且将该坐标已知的管线测量点上的BDS/GPS RTK接收机定义为基准站，在坐标未知的管线测量点上设置至少1台BDS/GPS RTK接收机接收卫星信号，且将该坐标未知的管线测量点上的BDS/GPS RTK接收机定义为流动站；2)基准站根据不同观测历元接收到的卫星信号，计算出伪距观测值、载波相位观测值；3)基准站实时将计算得到的伪距观测值、载波相位观测值，以及基准站坐标通过无线通信网络传送给流动站；4)流动站利用载波相位观测值，根据建立的双差观测值模型进行基线解算,得到误差方程，结合法方程，得到基线向量坐标平差值，5)利用基准站坐标和基线向量坐标平差值，求得流动站坐标。

【技术特征摘要】

【专利技术属性】
技术研发人员：杨浩，童丽闺，乔志勇，
申请(专利权)人：厦门精图信息技术股份有限公司，
类型：发明
国别省市：福建;35