GPS PPK技术在像控点测量中的应用

 引言
PPK技术（post processing kinetic）动态后处理技术，是利用载波相位进行事后差分的GPS定位技术，其系统也是由基准站和流动站组成。与RTK实时载波相位差分定位技术既有共同点也有不同点，可以作为RTK技术的补充，其主要作业过程包括外业观测数据和内业数据处理。由于使用RTK技术观测像控点，作业距离较短，经常会遇到基准站与流动站无法通信的情况，无法完成像控点观测，只有更换基准站的位置才能观测，造成时间上的浪费。而采用PPK技术，无需考虑流动站与基准站之间的通信问题，作业半径也大幅增加，提高了工作效率。
1 PPK的工作原理
利用进行同步观测的一台基准站接收机和至少一台流动接收机对卫星的载波相位观测量；事后在计算机中利用GPS处理软件进行线性组合，形成虚拟的载波相位观测量值，确定接收机之间厘米级的相对位置；然后进行坐标转换得到流动站在地方坐标系中的坐标。
2 项目应用
由我单位新疆地矿局测绘大队承担的2013年1：10000基础测绘吐鲁番北测区共计213幅，其中像控点观测约360点。坐标系统采用2000国家大地坐标系，高斯-克吕格投影，按3度分带，测区中央子午线分别为87度、90度，高程基准采用1985国家高程基准。
2.1 GPS-PPK测量方式的规定
基准站至流动站联测平面和大地高时距离不大于35Km，流动站观测的采样间隔为1s，PPK观测历元数≥180个，观测次数两次，两次较差平面≤±20cm，高程≤±10cm。在进行GPS_PPK两次观测过程中，第二次需要重新初始化仪器。基准站和流动站有效观测卫星数≥5个，PDOP值≤6。每一测站施测过程中，采用GPS-PPK模式检测周边已有同等级以上控制点，检测点的平面、大地高较差均应≤±20cm。
2.2 作业使用的设备和软件
基准站点观测使用Trimble R6型双频GPS接收机1台，流动站使用Trimble5800型双频GPS接收机2台，仪器均经过检定、自检且在有效期内。像控点计算采用Trimble Business Center v2.50软件。
2.3 基准站的启动
首先设置好接收机和手簿中的基准站的PPK相关类型，将Trimble R6 型双频GPS接收机架设在具有2000国家大地坐标系的基准站点，使用GPS手薄与R6机头连接上，使用PPK模式启动基准站，输入基准站点的2000国家大地坐标系成果及仪器高度，设置完成后启动基准站，断开手簿与机头的连接。基准站启动后，仪器开始自动记录，观测的采样间隔为1s。
2.4 流动站的观测
在像控点上架设好流动站，在手簿中将流动站设置成PPK观测的所需类型，然后进行初始化，等初始化完毕后开始观测，观测的采样间隔为1s，PPK观测历元数≥180个，观测次数两次。
2.5 数据处理
首先在Trimble Business Center v2.50软件中建立好项目，坐标系统采用2000国家大地坐标系，将基准站和流动站的数据导入TBC项目中，进行基线解算，待基线全部解算合格后，最终导出像控点成果。像控点高程利用新疆似大地水准面精化成果（2011年）求得像控点的正常高。（表1、2）
2.6 像控点精度
以“吐C01”、“乌市C57”、“TL01”、“吐C28”、“吐C34”、“II乌吐27”、“吐C22”等为基准站进行观测，基线最长为33857.693m（TC28——P6062-2），不超过35Km。像控点施测时严格按照设计要求进行，流动站观测的采样间隔为1s，PPK观测历元数≥180个，观测次数为两次，且两次均重新进行初始化，两次测量较差平面≤±20cm，高程≤±10cm，基准站和流动站有效观测卫星数≥5个，PDOP值≤6。每一测站施测，均采用GPS-PPK模式检测周边已有同等级及以上控制点，检测点的已知点平面较差最大为0.125m，大地高较差最大为0.173m，均≤±20cm。
3 总结
采用GPS-PPK技术，其作业距离较长，精度较高，基准站与流动站之间不需要建立无线电通讯数据链，降低了作业成本。GPS后处理动态测量（PPK）技术和实时差分动态（RTK）定位相互结合的测量模式能够充分发挥各自的优点，使测量作业方式更灵活。