RTK技術(shù)在實(shí)際工程測(cè)量中的應(yīng)用_第1頁(yè)
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1、僅供個(gè)人參考畢業(yè)設(shè)計(jì)畢業(yè)題目:GPS-RTK 技術(shù)在工程測(cè)量中的應(yīng)用學(xué)生:指導(dǎo)教師:專業(yè):工程測(cè)量技術(shù)班級(jí):08 工程測(cè)量1 班2011年4月不得用于商業(yè)用途僅供個(gè)人參考畢業(yè)設(shè)計(jì)開題報(bào)告專業(yè)工程測(cè)量技術(shù)設(shè)計(jì)方向GPS-RTK技術(shù)的應(yīng)用姓名指導(dǎo)教師審查意見:指導(dǎo)教師簽字:年月日不得用于商業(yè)用途僅供個(gè)人參考RTK技術(shù)在實(shí)際工程測(cè)量中的應(yīng)用一、選題的背景與意義背 景:隨著我國(guó)經(jīng)濟(jì)快速發(fā)展鐵路建設(shè)速度也不斷加快。鐵路工程有其自身特點(diǎn):長(zhǎng)條狀,坡度少,在施工測(cè)量工作中對(duì)測(cè)量控制網(wǎng)的布設(shè)帶來諸多困難,常規(guī)控制測(cè)量既要考慮網(wǎng)行,點(diǎn)的密度,通視條件,費(fèi)工又費(fèi)時(shí)同時(shí)精度還難以保證。RTK-GPS 技術(shù)的成熟及在

2、實(shí)際工程測(cè)量中的運(yùn)用很好的解決了這些問題同時(shí)也為我國(guó)鐵路大提速插上了騰飛的翅膀。意義:RTK 技術(shù)運(yùn)用在實(shí)際工程測(cè)量中不僅提高了測(cè)量精度縮短了施工工期,而且還節(jié)約了工程成本。RTK 技術(shù)應(yīng)用于鐵路測(cè)量是外業(yè)勘測(cè)的一項(xiàng)重大技術(shù)革命,其應(yīng)用及開發(fā)的前景十分廣闊。尤其實(shí)時(shí)動(dòng)態(tài) (RTK) 定位技術(shù)在鐵路測(cè)量中蘊(yùn)含著巨大的技術(shù)潛力。二 、畢業(yè)設(shè)計(jì)的主要內(nèi)容它主要包括以下內(nèi)容:1 RTK 技術(shù)原理2 RTK 技術(shù)概述3 RTK 測(cè)量特點(diǎn)4 RTK 技術(shù)應(yīng)用5 RTK 優(yōu)缺點(diǎn)6 RTK 在實(shí)際工程測(cè)量中的影響三、參考文獻(xiàn)1 張曉明,高旭光 . 淺談 GPS RTK 測(cè)量技術(shù)的應(yīng)用 . 合肥工業(yè)大學(xué)學(xué)報(bào) .

3、2004.2 全球定位系統(tǒng) (GPS)測(cè)量規(guī)范 GB/T18314-2001.北京 :國(guó)家質(zhì)量技術(shù)監(jiān)督局3 徐紹銓,張華海,楊志強(qiáng),王澤民 .GPS測(cè)量原理及運(yùn)用 M. 武漢測(cè)繪科技大學(xué)出版社, 2000.四、設(shè)計(jì)時(shí)間安排(1)確定題目:2010.7至 20010.10( 2)現(xiàn)場(chǎng)調(diào) 研: 20010.11至 2011.1(3)查閱文獻(xiàn):2011.1至 2011.2(4)資料整理分析:2011.2 至 2011.3(5)編寫設(shè)計(jì)、總結(jié):2011.3 至 2011.4(6)打印、提交、送審設(shè)計(jì),準(zhǔn)備答辯:2011.5至 2011.6不得用于商業(yè)用途僅供個(gè)人參考畢業(yè)設(shè)計(jì)設(shè)計(jì)題目GPS-RTK 技術(shù)

4、在工程測(cè)量中的應(yīng)用指導(dǎo)教師專業(yè)工程測(cè)量技術(shù)學(xué)生年月日不得用于商業(yè)用途僅供個(gè)人參考題目名稱 :GPS-RTK 技術(shù)在工程測(cè)量中的應(yīng)用內(nèi)容: GPS-RTK在工程測(cè)量中的應(yīng)用,以及一些有關(guān)RTK技術(shù)資料。時(shí)間安排:( 1)確定題目: 2010.7 至 20010.10( 2)現(xiàn)場(chǎng)調(diào)研: 20010.11 至 2011.1( 3)查閱文獻(xiàn): 2011.1 至 2011.2( 4)資料整理分析: 2011.2 至 2011.3( 5)編寫設(shè)計(jì)、總結(jié): 2011.3 至 2011.4( 6)打印、提交、送審設(shè)計(jì),準(zhǔn)備答辯: 2011.5 至 2011.6其中: 參考文獻(xiàn)篇數(shù):五篇圖紙張數(shù):無說明書字?jǐn)?shù):

5、三萬(wàn)二千字左右專業(yè)負(fù)責(zé)人意見簽名:年月日不得用于商業(yè)用途僅供個(gè)人參考GPS-RTK 技術(shù)在工程測(cè)量中的應(yīng)用摘 要GPS技術(shù)應(yīng)用于鐵路測(cè)量是外業(yè)勘測(cè)的一項(xiàng)重大技術(shù)革命 , 其應(yīng)用及開發(fā)的前景十分廣闊。尤其實(shí)時(shí)動(dòng)態(tài) (RTK)定位技術(shù)在鐵路測(cè)量中蘊(yùn)含著巨大的技術(shù)潛力。本文簡(jiǎn)要介紹了 GPS RTK技術(shù)的原理,結(jié)合其在工程測(cè)量中的應(yīng)用,對(duì) RTK技術(shù)的優(yōu)缺點(diǎn)及影響 RTK 精度的因素進(jìn)行了分析并提出了相應(yīng)的應(yīng)對(duì)措施。關(guān)鍵詞:RTK技術(shù); RTK測(cè)量; RTK作業(yè)模式;精度;方便不得用于商業(yè)用途僅供個(gè)人參考目錄1811RTK81.2 RTK82 GPS-RTK92.1 GPS92.1.1GPS92.1

6、.2GPS92.1.3GPS102.1.4GPS-RTK112.1.5GPS-RTK112.1.613314不得用于商業(yè)用途僅供個(gè)人參考GPS-RTK技術(shù)在實(shí)際工程測(cè)量中的應(yīng)用11 緒論1. 1 什么是 RTK 技術(shù)RTK定位技術(shù)是以載波相位觀測(cè)值為根據(jù)的實(shí)時(shí)差分 GPS定位技術(shù),實(shí)施動(dòng)態(tài)測(cè)量。在 RTK 作業(yè)模式下,基準(zhǔn)站通過數(shù)據(jù)鏈將其觀測(cè)值和測(cè)站坐標(biāo)信息一起傳送給流動(dòng)站。 流動(dòng)站不僅通過數(shù)據(jù)鏈接收來自基準(zhǔn)站的數(shù)據(jù), 還要采集 GPS觀測(cè)數(shù)據(jù),并在系統(tǒng)內(nèi)組成差分觀測(cè)值進(jìn)行實(shí)時(shí)處理, 同時(shí)通過輸入的相應(yīng)的坐標(biāo)轉(zhuǎn)換參數(shù)和投影參數(shù), 實(shí)時(shí)得到流動(dòng)站的三維坐標(biāo)及精度。常規(guī)的 GPS 測(cè)量方法,如靜態(tài)

7、、快速靜態(tài)、動(dòng)態(tài)測(cè)量都需要事后進(jìn)行解算才能獲得厘米級(jí)的精度,而 RTK 是能夠在野外實(shí)時(shí)得到厘米級(jí)定位精度的測(cè)量方法,它采用了載波相位動(dòng)態(tài)實(shí)時(shí)差分( Real - Time Kinematic實(shí)時(shí)動(dòng)態(tài)差分)方法,是GPS 應(yīng)用的重大里程碑,它的出現(xiàn)為工程放樣、 地形測(cè)圖,各種控制測(cè)量帶來了新曙光,極大地提高了外業(yè)作業(yè)效率。高精度的 GPS 測(cè)量必須采用載波相位觀測(cè)值, RTK 定位技術(shù)就是基于載波相位觀測(cè)值的實(shí)時(shí)動(dòng)態(tài)定位技術(shù), 它能夠?qū)崟r(shí)地提供測(cè)站點(diǎn)在指定坐標(biāo)系中的三維定位結(jié)果,并達(dá)到厘米級(jí)精度。在 RTK 作業(yè)模式下,基準(zhǔn)站通過數(shù)據(jù)鏈將其觀測(cè)值和測(cè)站坐標(biāo)信息一起傳送給流動(dòng)站。流動(dòng)站不僅通過數(shù)

8、據(jù)鏈接收來自基準(zhǔn)站的數(shù)據(jù),還要采集GPS 觀測(cè)數(shù)據(jù),并在系統(tǒng)內(nèi)組成差分觀測(cè)值進(jìn)行實(shí)時(shí)處理,同時(shí)給出厘米級(jí)定位結(jié)果, 歷時(shí)不到一秒鐘。 流動(dòng)站可處于靜止?fàn)顟B(tài),也可處于運(yùn)動(dòng)狀態(tài);可在固定點(diǎn)上先進(jìn)行初始化后再進(jìn)入動(dòng)態(tài)作業(yè),也可在動(dòng)態(tài)條件下直接開機(jī), 并在動(dòng)態(tài)環(huán)境下完成周模糊度的搜索求解。在整周末知數(shù)解固定后,即可進(jìn)行每個(gè)歷元的實(shí)時(shí)處理,只要能保持四顆以上衛(wèi)星相位觀測(cè)值的跟蹤和必要的幾何圖形,則流動(dòng)站可隨時(shí)給出厘米級(jí)定位結(jié)果。RTK技術(shù)的關(guān)鍵在于數(shù)據(jù)處理技術(shù)和數(shù)據(jù)傳輸技術(shù),RTK定位時(shí)要求基準(zhǔn)站接收機(jī)實(shí)時(shí)地把觀測(cè)數(shù)據(jù)(偽距觀測(cè)值, 相位觀測(cè)值)及已知數(shù)據(jù)傳輸給流動(dòng)站接收機(jī),數(shù)據(jù)量比較大,一般都要求 9

9、600 的波特率,這在無線電上不難實(shí)現(xiàn)。1.2 RTK 技術(shù)推廣應(yīng)用的主要方向1、雙星系統(tǒng)( GPS+GLONASS 雙系統(tǒng)導(dǎo)航定位)是GPS RTK 發(fā)展的熱點(diǎn),它可接收 14-20 顆衛(wèi)星左右,是常規(guī) RTK 所無法比較的,該技術(shù)使 GPS 設(shè)備具備最短時(shí)間達(dá)到厘米級(jí)精度的能力與最強(qiáng)的抗干擾遮擋能力。2、VRS(Virtual Reference Station虛擬參考站)正在改善著 RTK 定位的質(zhì)量和距離,增強(qiáng) RTK 的可靠性,并減少 OTF 初始化的時(shí)間。 VRS 技術(shù),可以在 50Km 左右時(shí)使 RTK 定位平面位置精度為 12cm,并無需設(shè)立自己的基準(zhǔn)站。其應(yīng)用領(lǐng)域?qū)⒅饾u涵蓋陸

10、地測(cè)量、地籍測(cè)量、航空攝影測(cè)量、 GIS、設(shè)備控制、電子和煤氣管道、變形監(jiān)測(cè)、精準(zhǔn)農(nóng)業(yè)、水上測(cè)量、環(huán)境應(yīng)用等諸多領(lǐng)域。不得用于商業(yè)用途僅供個(gè)人參考2 GPS-RTK在工程測(cè)量中的應(yīng)用及影響2.1 GPS-RTK 原理全球定位系統(tǒng)( Global Positioning System -GPS)是美國(guó)從本世紀(jì)70 年代開始研制,歷時(shí) 20 年,耗資 200 億美元,于 1994 年全面建成,具有在海、陸、空進(jìn)行全方位實(shí)時(shí)三維導(dǎo)航與定位能力的新一代衛(wèi)星導(dǎo)航與定位系統(tǒng)。經(jīng)過 10 多年我國(guó)測(cè)繪等部門的使用表明, GPS以全天候、高精度、自動(dòng)化、高效益等顯著特點(diǎn),贏得廣大測(cè)繪工作者的信賴,并成功地應(yīng)用

11、于大地測(cè)量、工程測(cè)量、航空攝影測(cè)量、運(yùn)載工具導(dǎo)航和管理、地殼運(yùn)動(dòng)監(jiān)測(cè)、工程變形監(jiān)測(cè)、 資源勘察、地球動(dòng)力學(xué)等多種學(xué)科, 從而給測(cè)繪領(lǐng)域帶來一場(chǎng)深刻的技術(shù)革命。2.1.1 GPS-RTK 技術(shù)概述實(shí)時(shí)動(dòng)態(tài)( RTK)測(cè)量系統(tǒng),是 GPS測(cè)量技術(shù)與數(shù)據(jù)傳輸技術(shù)的結(jié)合,是 GPS測(cè)量技術(shù)的一個(gè)新突破。 RTK測(cè)量技術(shù)是以載波相位觀測(cè)量為根據(jù)的實(shí)時(shí)差分。 GPS測(cè)量技術(shù),其基本思想是:在基準(zhǔn)站上設(shè)置 1 臺(tái) GPS接收機(jī),對(duì)所有可見 GPS衛(wèi)星進(jìn)行連續(xù)的觀測(cè),并將其觀測(cè)數(shù)據(jù)通過無線電傳輸設(shè)備實(shí)時(shí)地發(fā)送給用戶觀測(cè)站。在用戶站上, GPS接收機(jī)在接收 GPS衛(wèi)星信號(hào)的同時(shí), 通過無線電接收設(shè)備, 接收基準(zhǔn)

12、站傳輸?shù)挠^測(cè)數(shù)據(jù), 然后根據(jù)相對(duì)定位原理,實(shí)時(shí)地解算整周模糊度未知數(shù)并計(jì)算顯示用戶站的三維坐標(biāo)及其精度。通過實(shí)時(shí)計(jì)算的定位結(jié)果, 便可監(jiān)測(cè)基準(zhǔn)站與用戶站觀測(cè)成果的質(zhì)量和解算結(jié)果的收斂情況,實(shí)時(shí)地判定解算結(jié)果是否成功,從而減少冗余觀測(cè)量,縮短觀測(cè)時(shí)間。2.1.2GPS測(cè)量特點(diǎn)? GPS系統(tǒng)的特點(diǎn), 相對(duì)于常規(guī)測(cè)量來說, GPS測(cè)量主要有以下特點(diǎn): 測(cè)量精度高。GPS觀測(cè)的精度明顯高于一般常規(guī)測(cè)量,在小于50 km 的基線上,其相對(duì)定位精度可達(dá)1×10-6 ,在大于 1 000 km的基線上可達(dá) 1×10 8。測(cè)站間無需通視。 GPS測(cè)量不需要測(cè)站間相互通視,可根據(jù)實(shí)際需要確定

13、點(diǎn)位, 使得選點(diǎn)工作更加靈活方便。 觀測(cè)時(shí)間短。隨著 GPS測(cè)量技術(shù)的不斷完善, 軟件的不斷更新, 在進(jìn)行 GPS測(cè)量時(shí),靜態(tài)相對(duì)定位每站僅需 20 min 左右,動(dòng)態(tài)相對(duì)定位僅需幾秒鐘。儀器操作簡(jiǎn)便。目前GPS接收機(jī)自動(dòng)化程度越來越高,操作智能化,觀測(cè)人員只需對(duì)中、整平、量取天線高及開機(jī)后設(shè)定參數(shù),接收機(jī)即可進(jìn)行自動(dòng)觀測(cè)和記錄。全天候作業(yè)。GPS衛(wèi)星數(shù)目多,且分布均勻,可保證在任何時(shí)間、任何地點(diǎn)連續(xù)進(jìn)行觀測(cè),一般不受天氣狀況的影響。提供三維坐標(biāo)。GPS測(cè)量可同時(shí)精確測(cè)定測(cè)站點(diǎn)的三維坐標(biāo),其高程精度已可滿足四等水準(zhǔn)測(cè)量的要求。GPS 定位的基本原理是根據(jù)高速運(yùn)動(dòng)的衛(wèi)星瞬間位置作為已知的起算數(shù)據(jù)

14、,采用空間距離后方交會(huì)的方法,來確定待測(cè)點(diǎn)的位置。常規(guī)的GPS測(cè)量方法,如靜態(tài)、快速靜態(tài)、動(dòng)態(tài)測(cè)量都需要事后進(jìn)行解算才能獲得高精度的結(jié)果, 而 RTK是能夠在野外實(shí)時(shí)得到厘米級(jí)定位精度的測(cè)量方法,它采用了載波相位動(dòng)態(tài)實(shí)時(shí)差分(Real - time kinematic)方法,是 GPS應(yīng)用的重大里程碑,它的出現(xiàn)為工程放樣、地形測(cè)圖, 各種控制測(cè)量帶來了新曙光,極大地提高了外業(yè)作業(yè)效率。高精度的 GPS測(cè)量必須采用載波相位觀測(cè)值, RTK定位技術(shù)就是基于載波相位觀測(cè)值的實(shí)時(shí)動(dòng)態(tài)定位技術(shù), 它能夠?qū)崟r(shí)地提供測(cè)站點(diǎn)在指定坐標(biāo)系中的三維定位結(jié)果,并達(dá)到厘米級(jí)精度。在 RTK作業(yè)模式下,基準(zhǔn)站通過數(shù)據(jù)鏈

15、將其觀測(cè)值和測(cè)站坐標(biāo)信息一起傳送給流動(dòng)站。流動(dòng)站不僅通過數(shù)據(jù)鏈接收來自基準(zhǔn)站的數(shù)據(jù),還要采集 GPS觀測(cè)數(shù)據(jù),并在不得用于商業(yè)用途僅供個(gè)人參考系統(tǒng)內(nèi)組成差分觀測(cè)值進(jìn)行實(shí)時(shí)處理, 同時(shí)給出厘米級(jí)定位結(jié)果, 歷時(shí)不到一秒鐘。 流動(dòng)站可處于靜止?fàn)顟B(tài),也可處于運(yùn)動(dòng)狀態(tài);可在固定點(diǎn)上先進(jìn)行初始化后再進(jìn)入動(dòng)態(tài)作業(yè),也可在動(dòng)態(tài)條件下直接開機(jī), 并在動(dòng)態(tài)環(huán)境下完成整周模糊度的搜索求解。 在固定整周未知數(shù)以后(得到固定解) ,只要能保持四顆以上衛(wèi)星相位觀測(cè)值的跟蹤和必要的幾何圖形則流動(dòng)站可隨時(shí)給出厘米級(jí)定位結(jié)果。RTK 系統(tǒng)可應(yīng)用于兩項(xiàng)主要測(cè)量任務(wù),即測(cè)點(diǎn)定位和測(cè)設(shè)放樣。在基準(zhǔn)站和流動(dòng)站協(xié)同工作的情況下, 用戶

16、攜帶流動(dòng)站系統(tǒng), 在測(cè)區(qū)往來行走, 對(duì)特征點(diǎn)進(jìn)行采點(diǎn)測(cè)量。 任何性質(zhì)的點(diǎn)都可做定位測(cè)量, 如道路的中線、 池塘的周邊、 路燈桿位和建筑物拐角等。 測(cè)點(diǎn)可以是原有的境界標(biāo)記, 也可是需要首次定位的新標(biāo)記。 這一功能使 RTK 最適合于在測(cè)圖和放樣中應(yīng)用。 RTK 系統(tǒng)可用于地形測(cè)量、面積測(cè)量和建筑測(cè)量,也可以用于測(cè)量料場(chǎng)及土石方工程量計(jì)算。測(cè)設(shè)放樣任務(wù)只能在 GPS 的 RTK 操作模式下完成。某一物體的放樣包括對(duì)定義該物體所在位置的一點(diǎn)或多點(diǎn)的定位。 取得某一點(diǎn)的坐標(biāo)后, 用戶需要在地面上找到與該坐標(biāo)對(duì)應(yīng)的確切位置。 傳統(tǒng)的做法是, 全站儀測(cè)定持桿員的當(dāng)前位置, 并指揮其行進(jìn)一定的距離后最終到

17、達(dá)正確的位置。而 RTK 流動(dòng)站操作員行進(jìn)中則可觀察掌上電腦屏幕來確定自己的當(dāng)前位置。掌上電腦存有目標(biāo)點(diǎn)的坐標(biāo)。由于RTK 系統(tǒng)已知其當(dāng)前位置和要尋找的目標(biāo)點(diǎn)位置,系統(tǒng)可給用戶導(dǎo)向到正確位置。這一功能使得RTK 成為非常有效的放樣工具。任何物體都可由 RTK來測(cè)設(shè)放樣,如道路、輸電線路、油氣管線、 DTM及地下管線等等。在大多數(shù)這類測(cè)量中, RTK系統(tǒng)比傳統(tǒng)全站儀系統(tǒng)的效率要高很多,而且只需單人操作。在博興縣地形測(cè)量中, 運(yùn)用了 RTK技術(shù)進(jìn)行圖根控制測(cè)量, 探索了一條進(jìn)行大面積圖根控制測(cè)量的新路子。2.1.3GPS技術(shù)應(yīng)用1控制測(cè)量為滿足城市建成區(qū)和規(guī)劃區(qū)測(cè)繪的需要, 城市控制網(wǎng)具有控制面積

18、大、 精度高、使用頻繁等特點(diǎn),城市、級(jí)導(dǎo)線大多位于地面,隨著城市建設(shè)的飛速發(fā)展,這些點(diǎn)常被破壞,影響了工程測(cè)量的進(jìn)度,如何快速精確地提供控制點(diǎn),直接影響工作的效率。常規(guī)控制測(cè)量如導(dǎo)線測(cè)量,要求點(diǎn)間通視,費(fèi)工費(fèi)時(shí),且精度不均勻。GPS 靜態(tài)測(cè)量,點(diǎn)間不需通視且精度高,但需事后進(jìn)行數(shù)據(jù)處理,不能實(shí)時(shí)知道定位結(jié)果,如內(nèi)業(yè)發(fā)現(xiàn)精度不符合要求則必須返工。 應(yīng)用 RTK技術(shù)將無論是在作業(yè)精度, 還是作業(yè)效率上都具有明顯的優(yōu)勢(shì)。2. 像控點(diǎn)測(cè)量像控點(diǎn)測(cè)量是航空攝影測(cè)量外業(yè)主要工作之一,傳統(tǒng)的方法要布設(shè)大量的導(dǎo)線來測(cè)不得用于商業(yè)用途僅供個(gè)人參考量部分平高點(diǎn), 內(nèi)業(yè)再空三加密。 采用 RTK技術(shù)測(cè)量,只需在測(cè)區(qū)

19、內(nèi)或測(cè)區(qū)附近的高等級(jí)控制點(diǎn)架設(shè)基準(zhǔn)站, ( 若測(cè)區(qū)內(nèi)或測(cè)區(qū)附近無高等級(jí)控制點(diǎn), 可先加密 ) ,流動(dòng)站直接測(cè)量各像控點(diǎn)的平面坐標(biāo)和高程, 對(duì)不易設(shè)站的像控點(diǎn), 可采用手簿提供的交會(huì)法等間接的方法測(cè)量。像控點(diǎn)的精度要求對(duì)于 RTK測(cè)量來說是不難達(dá)到的。 與傳統(tǒng)作業(yè)相比較, 它不需要逐級(jí)布設(shè)控制點(diǎn) ; 與靜態(tài) GPS 測(cè)量相比,縮短了作業(yè)時(shí)間,因而大大提高了作業(yè)效率,功效至少提高 35 倍。3. 線路中線定線RTK 測(cè)量技術(shù)用于市政道路中線或電力線中線放樣,放樣工作一人也可完成。將線路參數(shù)如線路起終點(diǎn)坐標(biāo)、曲線轉(zhuǎn)角、半徑等輸入 RTK的外業(yè)控制器,即可放樣。放樣方法靈活,即能按樁號(hào)也可按坐標(biāo)放樣,

20、并可以隨時(shí)互換。 放樣時(shí)屏幕上有箭頭指示偏移量和偏移方位,便于前后左右移動(dòng),直到誤差小于設(shè)定的為止。4. 建筑物規(guī)劃放線建筑物規(guī)劃放線, 放線點(diǎn)既要滿足城市規(guī)劃條件的要求, 又要滿足建筑物本身的幾何關(guān)系,放樣精度要求較高。 使用 RTK進(jìn)行建筑物放樣時(shí)需要注意檢查建筑物本身的幾何關(guān)系,對(duì)于短邊,其相對(duì)關(guān)系較難滿足。 在放樣的同時(shí), 需要注意的是測(cè)量點(diǎn)位的收斂精度,如果點(diǎn)位收斂精度不高的情況下, 強(qiáng)制測(cè)量則有可能帶來較大的點(diǎn)位誤差。 在點(diǎn)位精度收斂高的情況下,用 RTK進(jìn)行規(guī)劃放線一般能滿足要求。5. 用地測(cè)量在建設(shè)用地勘測(cè)定界測(cè)量中, RTK技術(shù)可實(shí)時(shí)地測(cè)定界址點(diǎn)坐標(biāo),確定土地使用界限范圍,計(jì)

21、算用地面積, 在土地分類及權(quán)屬調(diào)查時(shí),應(yīng)用 RTK技術(shù)可實(shí)時(shí)測(cè)量權(quán)屬界限、 土地分類修測(cè),提高了測(cè)量速度和精度。6. 其他方面測(cè)量RTK技術(shù)還可用于地形測(cè)量、水域測(cè)量、管線測(cè)量、房產(chǎn)測(cè)量等方面。用 RTK測(cè)圖,可不用布設(shè)圖根控制, 僅依據(jù)少量的基準(zhǔn)點(diǎn), 即可直接測(cè)定地形地物點(diǎn)坐標(biāo), 如果用專業(yè)測(cè)圖軟件,通過電子手簿記錄即可實(shí)現(xiàn)數(shù)字化測(cè)圖。在水下地形測(cè)量是, RTK能自動(dòng)導(dǎo)航和按距離或時(shí)間間隔自動(dòng)采點(diǎn), 只要將天線高量至水面, 加水深改正后, 即可高精度的實(shí)時(shí)測(cè)定水下地形點(diǎn)的三維坐標(biāo),由專業(yè)軟件成圖。2.1.4GPS-RTK技術(shù)在工程測(cè)量中應(yīng)用的優(yōu)點(diǎn)( 1)高精度的 GPS測(cè)量必須采用載波相位觀

22、測(cè)值,RTK定位技術(shù)就是基于載波相位觀測(cè)值的實(shí)時(shí)動(dòng)態(tài)定位技術(shù), 它能夠?qū)崟r(shí)地提供測(cè)站點(diǎn)在指定坐標(biāo)系中的三維定位結(jié)果,并達(dá)到厘米級(jí)精度。在 RTK作業(yè)模式下,基準(zhǔn)站通過數(shù)據(jù)鏈將其觀測(cè)值和測(cè)站坐標(biāo)信息一起傳送給流動(dòng)站。 流動(dòng)站不僅通過數(shù)據(jù)鏈接收來自基準(zhǔn)站的數(shù)據(jù),還要采集 GPS觀測(cè)數(shù)據(jù),并在系統(tǒng)內(nèi)組成差分觀測(cè)值進(jìn)行實(shí)時(shí)處理,同時(shí)給出厘米級(jí)定位結(jié)果, 歷時(shí)不足一秒鐘。 流動(dòng)站可處于靜止?fàn)顟B(tài),也可處于運(yùn)動(dòng)狀態(tài);可在固定點(diǎn)上先進(jìn)行初始化后再進(jìn)入動(dòng)態(tài)作業(yè),也可在動(dòng)態(tài)條件下直接開機(jī), 并在動(dòng)態(tài)環(huán)境下完成周模糊度的搜索求解。在整周末知數(shù)解固定后,即可進(jìn)行每個(gè)歷元的實(shí)時(shí)處理,只要能保持四顆以上衛(wèi)星相位觀測(cè)值的跟

23、蹤和必要的幾何圖形,則流動(dòng)站可隨時(shí)給出厘米級(jí)定位結(jié)果。(2)RTK作業(yè)自動(dòng)化、集成化程度高, 測(cè)繪功能強(qiáng)大。 RTK可勝任各種測(cè)繪內(nèi)、 外業(yè)。流動(dòng)站利用內(nèi)裝式軟件控制系統(tǒng), 無需人工干預(yù)便可自動(dòng)實(shí)現(xiàn)多種測(cè)繪功能, 使輔助測(cè)量工作極大減少,減少人為誤差,保證了作業(yè)精度。(3)降低了作業(yè)條件要求。 RTK 技術(shù)不要求兩點(diǎn)間滿足光學(xué)通視,只要求滿足“電磁波通視”和對(duì)天基本通視,因此,和傳統(tǒng)測(cè)量相比, RTK技術(shù)受通視條件、能見度、氣候、季節(jié)等因素的影響和限制較小, 在傳統(tǒng)測(cè)量看來由于地形復(fù)雜、 地物障礙而造成的難通視地區(qū),只要滿足 RTK的基本工作條件,它也能輕松地進(jìn)行快速的高精度定位作業(yè)。不得用于

24、商業(yè)用途僅供個(gè)人參考(4)定位精度高,數(shù)據(jù)安全可靠,沒有誤差積累。不同于全站儀等儀器,全站儀在多次搬站后,都存在誤差累積的狀況,搬的越多,累積越大,而 RTK 則沒有,只要滿足RTK的基本工作條件,在一定的作業(yè)半徑范圍內(nèi), RTK的平面精度和高程精度都能達(dá)到厘米級(jí)。(5)作業(yè)效率高。 在一般的地形地勢(shì)下, 高質(zhì)量的 RTK設(shè)站一次即可測(cè)完 10km半徑左右的測(cè)區(qū),大大減少了傳統(tǒng)測(cè)量所需的控制點(diǎn)數(shù)量和測(cè)量?jī)x器的 “搬站”次數(shù),僅需一人操作,在一般的電磁波環(huán)境下幾秒鐘即得一點(diǎn)坐標(biāo), 作業(yè)速度快, 勞動(dòng)強(qiáng)度低, 節(jié)省了外業(yè)費(fèi)用,提高了測(cè)量效率。2.1.5影響 GPS-RTK精度的因素及應(yīng)對(duì)措施在實(shí)際

25、作業(yè)過程中,我們發(fā)現(xiàn)影響RTK精度的主要因素有:(1)基準(zhǔn)站坐標(biāo)精度 由 RTK的工作原理可知, 如果基準(zhǔn)站的坐標(biāo)精度較低, 流動(dòng)站得到的三維坐標(biāo)都帶有系統(tǒng)偏差,因此,基準(zhǔn)站坐標(biāo)具有較高的精度非常重要。(2)坐標(biāo)轉(zhuǎn)換參數(shù)精度 求解坐標(biāo)轉(zhuǎn)換參數(shù)至少需要三個(gè)已知公共點(diǎn), 其精度不僅與測(cè)區(qū)內(nèi)選擇的公共點(diǎn)的位置和數(shù)量有關(guān),還與選用的已知公共點(diǎn)的坐標(biāo)精度有密切關(guān)系。(3)作業(yè)環(huán)境參考站的選擇要合適,參考站要遠(yuǎn)離大功率無線電發(fā)射臺(tái)、變電站、飛機(jī)場(chǎng)、高壓線等無線電干擾源,遠(yuǎn)離大面積水域,防止GPS信號(hào)的多路徑效應(yīng)影響。(4)人為因素 測(cè)量員作業(yè)的熟練程度, 在作業(yè)時(shí),如果屏幕顯示不是固定解就記錄數(shù)據(jù),會(huì)使測(cè)

26、設(shè)點(diǎn)的精度很低, 甚至出現(xiàn)錯(cuò)誤;如果接收機(jī)天線未保持垂直,測(cè)設(shè)的成果就不可取,人為地降低了測(cè)設(shè)點(diǎn)坐標(biāo)精度; 如果電瓶電量不足, 也會(huì)降低流動(dòng)站測(cè)設(shè)的坐標(biāo)的精度和可靠性。為提高 GPS RTK測(cè)設(shè)精度,需要采取必要的措施:基準(zhǔn)站盡量選在較高的位置, 要適當(dāng)提高基準(zhǔn)站發(fā)射天線的高度; 聯(lián)測(cè)的控制點(diǎn)盡量采用已建成的國(guó)家高等級(jí) GPS點(diǎn)、三角點(diǎn)或在一個(gè)控制網(wǎng)內(nèi)經(jīng)過統(tǒng)一平差的 GPS點(diǎn),數(shù)量要盡量多;根據(jù)衛(wèi)星星歷預(yù)報(bào), 選擇幾何圖形強(qiáng)度較小、 衛(wèi)星數(shù)量較多且分布較好的時(shí)間段進(jìn)行測(cè)設(shè);適當(dāng)延長(zhǎng)在每個(gè)測(cè)設(shè)點(diǎn)的觀測(cè)時(shí)間, 以確保測(cè)出的數(shù)據(jù)是固定解并且將流動(dòng)站天線盡可能保持垂直;將流動(dòng)站的作業(yè)半徑控制在 10

27、公里以內(nèi),若想提高作業(yè)距離,可用定向天線,定向天線可以使信號(hào)集中在某一個(gè)方向上, 這樣當(dāng)將天線指向正確的方向時(shí)能明顯的提高作業(yè)距離, 或者也可以選擇電臺(tái)中繼站, 即在適當(dāng)?shù)木嚯x增設(shè)一臺(tái)中繼站電臺(tái),中繼站電臺(tái)一邊接收來自基準(zhǔn)站發(fā)射來的數(shù)據(jù), 一邊發(fā)射這些數(shù)據(jù), 這樣也能明顯的提高作業(yè)距離, 供電電瓶一定要有足夠的電量; 求取轉(zhuǎn)換參數(shù)時(shí), 應(yīng)嚴(yán)格檢查各控制點(diǎn)的坐標(biāo),并仔細(xì)檢查坐標(biāo)轉(zhuǎn)換欄的 H 殘差和 V 殘差值,看其數(shù)值是否在規(guī)定的允許范圍內(nèi)。當(dāng)然 RTK也有其局限性,了解其局限性可確保 RTK測(cè)量成功。最主要的局限性其實(shí)不在于 RTK 本身,而是源于整個(gè) GPS系統(tǒng)。如前所述, GPS依靠的是接

28、收兩萬(wàn)多公里高空的衛(wèi)星發(fā)射來的無線電信號(hào)。相對(duì)而言,這些信號(hào)頻率高、信號(hào)弱,不易穿透可能阻擋衛(wèi)星和GPS接收機(jī)之間視線的障礙物。 事實(shí)上,存在于 GPS接收機(jī)和衛(wèi)星之間路徑上的任何物體都會(huì)對(duì)系統(tǒng)的操作產(chǎn)生不良影響。有些物體如房屋,會(huì)完全屏蔽衛(wèi)星信號(hào)。因此 , GPS不能在室內(nèi)使用。同樣原因 , GPS也不能在隧道內(nèi)或水下使用。 有些物體如樹木會(huì)部分阻擋、反射或折射信號(hào)。 GPS信號(hào)的接收在樹林茂密的地區(qū)會(huì)很差。樹林中有時(shí)會(huì)有足夠的信號(hào)來計(jì)算概略位置,但信號(hào)清晰度難以達(dá)到厘米水平的精確定位。因此,RTK在林區(qū)作業(yè)有不得用于商業(yè)用途僅供個(gè)人參考一定的局限性。這并不是說, GPS RTK只適用于四周

29、對(duì)空開闊的地區(qū)。 RTK測(cè)量在部分障礙的地區(qū)也可以是有效而精確的。其奧秘是能觀測(cè)到足夠的衛(wèi)星來精確可靠地實(shí)現(xiàn)定位。在任何時(shí)間、任何地區(qū),都可能會(huì)有 7 到 10 顆 GPS衛(wèi)星可用于 RTK測(cè)量。 RTK系統(tǒng)的工作并不需要這么多顆衛(wèi)星。如果天空中有 5 顆適當(dāng)分布的衛(wèi)星,就可作精確可靠的定位。有部分障礙的地點(diǎn)只要可以觀測(cè)到至少 5 顆衛(wèi)星,就有可能做 RTK測(cè)量。在樹林或大樓四周作測(cè)量時(shí), 只要該地留有足夠的開放空間, 使 RTK系統(tǒng)可觀測(cè)到至少 5 顆衛(wèi)星, RTK 測(cè)量就有成功的條件。2.1.5應(yīng)用體會(huì)1、GPS正在越來越多的測(cè)量工作中得到應(yīng)用,其在鐵路測(cè)量中的應(yīng)用就是一例, RTK 技術(shù)

30、與其它測(cè)量?jī)x器和測(cè)量方法相比具有不能比擬的優(yōu)勢(shì)。2、 RTK方式出現(xiàn)后不要馬上開始測(cè)量,要等 GPS穩(wěn)定約 20 分鐘左右才能開始測(cè)量,否則將有較大的誤差,代入記錄數(shù)據(jù)后,如正常工作以后則其記錄方式不受影響。3、電臺(tái)信號(hào)不能太遠(yuǎn),根據(jù)我一年的作業(yè)經(jīng)驗(yàn), RTK的范圍以不超過 10KM為原則,否則解算速度、精度等都大受影響。4、利用 RTK進(jìn)行工程測(cè)量,不受天氣、地形、通視等條件的限制,工作效率比傳統(tǒng)方法提高 3 4 倍。5、利用 RTK技術(shù)比傳統(tǒng)方法大大節(jié)省人力。不得用于商業(yè)用途僅供個(gè)人參考3 結(jié)束語(yǔ)RTK技術(shù)不僅能達(dá)到較高的定位精度,而且大大提高了測(cè)量的工作效率,隨著 RTK技術(shù)的提高,這項(xiàng)技術(shù)已經(jīng)逐步應(yīng)用到測(cè)圖工作中。 通過相應(yīng)的數(shù)據(jù)處理程序, 可大大減輕了測(cè)量人員的內(nèi)外業(yè)勞動(dòng)強(qiáng)度,因此 RTK技術(shù)在

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