惯导技术在GNSS-RTK倾斜测量中的应用
2020-08-13刘才龙
刘才龙
(安徽交通职业技术学院 土木工程系,安徽 合肥 230051)
GNSS-RTK(real-time kinematic of the global navigation satellite system)实时差分动态测量系统技术是一种非常成熟的定位测量技术。其基本原理是在基站上安置GNSS接收机,对一定高度角的定位系统卫星进行载波信号接收,并将观测的数据通过数据链实时传送给移动站的GNSS接收机,移动站的GNSS接收机接收卫星信号的同时也通过数据链实时接收基站传送过来的观测数据[1]。然后根据相对定位的原理实时计算出移动站与基站相对的三维坐标。相对定位可以消除基站、移动站与卫星间载波信号传输时产生的共同误差及卫星钟的误差[2-4]。这样可以将GNSS单点定位的亚米级精度提升到厘米级精度,一般能达到2 cm左右,最大误差不超过5 cm[5-6]。因此,GNSS-RTK在测绘界应用非常广泛,它可以用在图根控制测量上,可以用于大比例尺地形图的碎部点采集,可用在公路、电力等工程放样上[7-8]。GNSS-RTK能具有这样的精度是移动站对中杆在架设的非常水平的状态下,如果杆上水准气泡稍有偏离都会影响观测点的精度。为此,出现新的融入技术,在GNSS主机安装了一个能进行倾斜改正的装置,使移动站上的对中杆在一定的倾斜角度下也能归算到观测点在水平状态下的坐标,即GNSS-RTK倾斜测量。当前推出的GNSS-RTK倾斜测量采用了惯导 IMU(inertial measurement unit)技术去实现。IMU是由两个传感器装置组成,一个是用于倾斜角测量的加速度计,另一个是用于物体角速度测量的陀螺仪。由于传感器对倾斜测量精度有限,加速度计在倾斜角0°~90°范围内,越接近0°倾角测量精度越高,即倾斜角越大产生的改正误差越大[9-11]。……
