[实用新型]GPS RTK全站型测量仪

说明书

一、技术领域：

本实用新型涉及一种可广泛应用于城乡建设、道路交通、水利、矿山等的工程测量装置，特别是涉及一种GPS定位的RTK全站型测量仪。

二、背景技术：

测绘技术经历了从机械、光学、电子、光电一体化以及卫星定位的发展历程，现代测绘技术如GPS卫星定位技术、差分GPS定位技术RTK(Real Time Kinematic)、全站型电子速测技术、激光扫平技术、航空遥测遥感技术、计算机绘图与输入输出技术等已广泛应用于生产实践。

差分GPS定位技术RTK具有全天候、多功能、作业效率高、定位精度好、没有误差积累、高度集成和自动化、操作简便、数据处理能力强、容易使用等多方面的优点。全球卫星定位系统(GPS)包括空间星座、地面监控和用户设备三部分，基准坐标系统为全球性的协议地球坐标系，简称为WGS-84世界大地坐标系(World Geodetic System)。利用GPS进行定位的基本原理，是以GPS卫星和用户接收机天线之间的距离ρ(或距离差)的观测量为基础，根据高速运动的卫星瞬间已知坐标作为起算数据，采用空间距离后方交会的方法来确定用户接收机所对应的点位，即待定点的三维坐标(x，y，z)。卫星坐标(Xs，Ys，Zs)和接收机天线相位中心坐标*(x，y，z)之间有如下关系：

ρ＝[(x_s-x)²+(y_s-y)²+(z_s-z)²]^1/2    (1)

根据接收到的卫星导航电文，可求得卫星的瞬时坐标(XS，YS，ZS)，在(1)式中有三个未知数，即待求点三维坐标(x，y，z)。如果接收机同时对三颗卫星进行伪距测量，就可解算出接收机天线相位中心的位置。

RTK定位技术是基于载波相位观测值的实时动态定位技术，由基准站和流动站两部分组成。在RTK作业模式下，基准站和流动站接收机接收到卫星信号后，由卫星星历和测站已知坐标计算出测站至卫星的距离ρ真距，用观测量ρ伪距与计算值比较得到伪距差分改正数Δρ(ρ真距-ρ伪距＝Δρ)。基准站通过数据链将其观测值和测站坐标信息一起传送给流动站。流动站不仅通过数据链接受来自于基准站的数据，自身还要采集GPS观测数据，并在系统内组成差分观测值进行实时处理，经过坐标转换和投影改正，输出定位结果。

全站仪属于光、机、电一体化仪器，由测角系统，测距系统，数据存储和处理系统，通讯和显示系统等组成，可以完成包括角度、距离、高差、三维坐标、导线、放样等所有常规测量工作。

尽管RTK和全站仪各自具有强大的测量功能，但是，实际工作中仍然有一些不尽如人意的地方，比如RTK作业时容易受卫星状况限制和天空环境影响，存在数据链传输受干扰、高程异常和稳定性等问题。使用RTK观测的误差来自于两个方面，一是和仪器以及干扰有关的误差：包括天线相位中心变化、多径误差、信号干扰和气象因素；二是和同距离有关的误差：包括轨道误差、电离层误差和对流层误差。对固定基地站而言，和仪器以及干扰有关的误差可通过各种校正方法予以削弱，同距离有关的误差将随移动站至基地站的距离的增加而加大，所以RTK的有效作业半径不宜过大(一般不超过5公里)。

而全站仪作业时需要定向和检查，作业距离较短，经常因为视线被遮挡而不得不搬站，导致作业效率低下，造成不必要的精度流失。RTK联合全站仪共同作业虽然能够解决上述问题，却对设备和人员提出了较高的要求。

三、实用新型内容：

本实用新型针对现有技术不足，提出一种GPS RTK全站型测量仪，兼具RTK和全站仪功能，利用该机器可以快速而准确地测定任意地形点或地物点的三维坐标数据，进而绘制三维数字地形图，建立信息系统(GIS)；同样能够轻松完成工程领域从图纸到实地(放样)和从实地到计算机(测图)的所有测绘工作。

本实用新型所采用的技术方案：

一种GPS RTK全站型测量仪，包括电子全站仪，载波相位动态实时差分(RTK)GPS定位装置，所述载波相位动态实时差分GPS定位装置含有天线、GPS接收电路和计算处理终端，载波相位动态实时差分GPS定位装置的天线活动连接固定在电子全站仪的把手上中心位置，电子全站仪和GPS天线的竖轴中心相重合，所述天线通过通讯电缆连接GPS接收电路和计算处理终端。

所述的GPS RTK全站型测量仪，电子全站仪设有有线的或无线的通讯接口连接载波相位动态实时差分GPS定位装置的计算处理终端。