[发明专利]自启动基准站及利用其进行GPS实时动态测量的方法

说明书

技术领域

本发明涉及GPS应用设备领域，特别涉及GPS实时动态(GPS-RTK)测量设备及应用领域，具体是指一种自启动基准站及利用其进行GPS实时动态测量的方法。

背景技术

基准站是用于GPS-RTK(Global Positioning System-Real Time Kinematic，全球定位系统实时动态)测量的一种设备。其中，GPS系统是美国从20世纪70年代开始研制，于1994年全面建成的具有海、陆、空全方位实时三维导航与定位能力的新一代卫星导航与定位系统，它由空间星座、地面控制中心和用户设备三部分构成。GPS测量技术能够快速、高效、准确地提供点、线、面要素的精确三维坐标以及其他相关信息，具有全天候、高精度、自动化、高效益等显著特点，广泛应用于军事、民用交通导航、大地测量、摄影测量、野外考察探险、土地利用调查、精确农业以及日常生活等不同领域。

RTK是GPS测量应用中的实时动态载波相位差分技术，在运动状态下通过跟踪处理接收GPS卫星信号的载波相位，从而获得比常规GPS测量精度高得多的定位成果，其定位精度可达到1-3厘米。实时高精度的RTK技术在定位导航及工程测量具有前所未有的应用前景，同时应用于各种等级的大地测量，控制测量、道路和各种线路放样、水下地形测量、地壳形变测量、大坝和大型建筑物变形监测、GIS应用、工程机械控制、精细农业等更高精度要求的行业，其社会经济效益不可估量。

GPS-RTK测量系统主要包括基准站GPS接收机、流动站GPS接收机和数据链三部分。首先基准站接收机连续接收所有可视GPS卫星信号，并将测站点的坐标，伪距观测值，载波相位观测值，卫星跟踪状态等通过无线数据链发送给流动站；流动站不仅通过数据链接收来自基准站的各项数据，而且还同步观测采集GPS卫星载波相位数据，并实时对基准站和移动的观测数据进行差分处理，求解载波相位的整周模糊度，从而得到移动站的高精度三维坐标值。

在RTK测量前，我们通常先把基准站架设在测站点(已知点或未知点)上，并进行严格的对中整平、量取仪器高等操作，然后用手簿(用数据线或蓝牙)连接基准站主机，通过手簿GPS设置软件去启动基准站，如果基准站架设在已知点上，需要选择已知坐标启动；如果基准站架设在未知点上，则需要获得单点定位的坐标去启动基准站；基准站启动完成后，基准站GPS接收机连续接收所有可视GPS卫星信号，并将测站点的坐标(即启动时的坐标)，伪距观测值，载波相位观测值，卫星跟踪状态等通过无线数据链发送给移动站。如果控制点当地的环境不好或者控制点离测区较远，对于基准站架设就比较麻烦，不但仪器不好架设，还需要专人看管，移动站的测量人员必须每次到基准站上用手簿去启动基准站接收机，并对中整平，量取仪器高，这些操作都存在人为误差，直接对测绘效率和测绘精度产生不利影响。

发明内容

本发明的目的是克服了上述现有技术中的缺点，提供一种结构简单，无需进行手簿连接设置，应用方便，测绘效率较高，且能保证测绘精度的自启动基准站及利用其进行GPS-RTK测量的方法。

为了实现上述的目的，本发明的用于GPS实时动态测量的自启动基准站具有如下构成：

该自启动基准站包括处理器模块、GPS信号接收模块、电源模块及输入输出模块，所述的处理器模块分别连接所述的GPS信号接收模块、电源模块和输入输出模块，所述的电源模块分别连接所述的处理器模块、GPS信号接收模块及输入输出模块。

该用于GPS实时动态测量的自启动基准站中，所述的输入输出模块包括无线信号传输单元和串行信号接口单元，所述的无线信号传输单元和串行信号接口单元均连接所述的处理器单元。所述的无线信号传输单元包括GPRS信号收发器、CDMA信号收发器和蓝牙信号收发器。

本发明还提供一种基于所述的自启动基准站实现基准站自启动的方法，所述的方法包括以下步骤：

(0)设置GPS基准站为自启动模式；

(1)将该自启动基准站设置于预设位置；

(2)重启该自启动基准站；

(3)所述的GPS信号接收模块搜索可视的卫星，并接收GPS信号；

(4)该GPS信号接收模块将所接收的GPS信号发送至所述的处理器模块；

(5)所述的处理器模块根据所接收的GPS信号实现单点定位，获得基准三维坐标；

(6)所述的自启动基准站根据所获得的基准三维坐标开始发送基准点信号，完成该自启动基准站的自启动。

在该基准站自启动的方法中，在所述的步骤(0)和(1)之间还包括以下步骤：