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1、僅供個人參考畢業(yè)設(shè)計畢業(yè)題目:GPS-RTK 技術(shù)在工程測量中的應(yīng)用學(xué)生:指導(dǎo)教師:專業(yè):工程測量技術(shù)班級:08 工程測量1 班2011年4月不得用于商業(yè)用途僅供個人參考畢業(yè)設(shè)計開題報告專業(yè)工程測量技術(shù)設(shè)計方向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)用途僅供個人參考RTK技術(shù)在實際工程測量中的應(yīng)用一、選題的背景與意義背 景:隨著我國經(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:長條狀,坡度少,在施工測量工作中對測量控制網(wǎng)的布設(shè)帶來諸多困難,常規(guī)控制測量既要考慮網(wǎng)行,點的密度,通視條件,費工又費時同時精度還難以保證。RTK-GPS 技術(shù)的成熟及在
2、實際工程測量中的運(yùn)用很好的解決了這些問題同時也為我國鐵路大提速插上了騰飛的翅膀。意義:RTK 技術(shù)運(yùn)用在實際工程測量中不僅提高了測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)用于鐵路測量是外業(yè)勘測的一項重大技術(shù)革命,其應(yīng)用及開發(fā)的前景十分廣闊。尤其實時動態(tài) (RTK) 定位技術(shù)在鐵路測量中蘊(yùn)含著巨大的技術(shù)潛力。二 、畢業(yè)設(shè)計的主要內(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 測量特點4 RTK 技術(shù)應(yīng)用5 RTK 優(yōu)缺點6 RTK 在實際工程測量中的影響三、參考文獻(xiàn)1 張曉明,高旭光 . 淺談 GPS RTK 測量技術(shù)的應(yīng)用 . 合肥工業(yè)大學(xué)學(xué)報 .
3、2004.2 全球定位系統(tǒng) (GPS)測量規(guī)范 GB/T18314-2001.北京 :國家質(zhì)量技術(shù)監(jiān)督局3 徐紹銓,張華海,楊志強(qiáng),王澤民 .GPS測量原理及運(yùn)用 M. 武漢測繪科技大學(xué)出版社, 2000.四、設(shè)計時間安排(1)確定題目:2010.7至 20010.10( 2)現(xiàn)場調(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、總結(jié):2011.3 至 2011.4(6)打印、提交、送審設(shè)計,準(zhǔn)備答辯:2011.5至 2011.6不得用于商業(yè)用途僅供個人參考畢業(yè)設(shè)計設(shè)計題目GPS-RTK 技術(shù)
4、在工程測量中的應(yīng)用指導(dǎo)教師專業(yè)工程測量技術(shù)學(xué)生年月日不得用于商業(yè)用途僅供個人參考題目名稱 :GPS-RTK 技術(shù)在工程測量中的應(yīng)用內(nèi)容: GPS-RTK在工程測量中的應(yīng)用,以及一些有關(guān)RTK技術(shù)資料。時間安排:( 1)確定題目: 2010.7 至 20010.10( 2)現(xiàn)場調(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、總結(jié): 2011.3 至 2011.4( 6)打印、提交、送審設(shè)計,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)用途僅供個人參考GPS-RTK 技術(shù)在工程測量中的應(yīng)用摘 要GPS技術(shù)應(yīng)用于鐵路測量是外業(yè)勘測的一項重大技術(shù)革命 , 其應(yīng)用及開發(fā)的前景十分廣闊。尤其實時動態(tài) (RTK)定位技術(shù)在鐵路測量中蘊(yùn)含著巨大的技術(shù)潛力。本文簡要介紹了 GPS RTK技術(shù)的原理,結(jié)合其在工程測量中的應(yīng)用,對 RTK技術(shù)的優(yōu)缺點及影響 RTK 精度的因素進(jìn)行了分析并提出了相應(yīng)的應(yīng)對措施。關(guān)鍵詞:RTK技術(shù); RTK測量; RTK作業(yè)模式;精度;方便不得用于商業(yè)用途僅供個人參考目錄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)用途僅供個人參考GPS-RTK技術(shù)在實際工程測量中的應(yīng)用11 緒論1. 1 什么是 RTK 技術(shù)RTK定位技術(shù)是以載波相位觀測值為根據(jù)的實時差分 GPS定位技術(shù),實施動態(tài)測量。在 RTK 作業(yè)模式下,基準(zhǔn)站通過數(shù)據(jù)鏈將其觀測值和測站坐標(biāo)信息一起傳送給流動站。 流動站不僅通過數(shù)據(jù)鏈接收來自基準(zhǔn)站的數(shù)據(jù), 還要采集 GPS觀測數(shù)據(jù),并在系統(tǒng)內(nèi)組成差分觀測值進(jìn)行實時處理, 同時通過輸入的相應(yīng)的坐標(biāo)轉(zhuǎn)換參數(shù)和投影參數(shù), 實時得到流動站的三維坐標(biāo)及精度。常規(guī)的 GPS 測量方法,如靜態(tài)
7、、快速靜態(tài)、動態(tài)測量都需要事后進(jìn)行解算才能獲得厘米級的精度,而 RTK 是能夠在野外實時得到厘米級定位精度的測量方法,它采用了載波相位動態(tài)實時差分( Real - Time Kinematic實時動態(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、 地形測圖,各種控制測量帶來了新曙光,極大地提高了外業(yè)作業(yè)效率。高精度的 GPS 測量必須采用載波相位觀測值, RTK 定位技術(shù)就是基于載波相位觀測值的實時動態(tài)定位技術(shù), 它能夠?qū)崟r地提供測站點在指定坐標(biāo)系中的三維定位結(jié)果,并達(dá)到厘米級精度。在 RTK 作業(yè)模式下,基準(zhǔn)站通過數(shù)據(jù)鏈將其觀測值和測站坐標(biāo)信息一起傳送給流動站。流動站不僅通過數(shù)
8、據(jù)鏈接收來自基準(zhǔn)站的數(shù)據(jù),還要采集GPS 觀測數(shù)據(jù),并在系統(tǒng)內(nèi)組成差分觀測值進(jìn)行實時處理,同時給出厘米級定位結(jié)果, 歷時不到一秒鐘。 流動站可處于靜止?fàn)顟B(tài),也可處于運(yùn)動狀態(tài);可在固定點上先進(jìn)行初始化后再進(jìn)入動態(tài)作業(yè),也可在動態(tài)條件下直接開機(jī), 并在動態(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)行每個歷元的實時處理,只要能保持四顆以上衛(wèi)星相位觀測值的跟蹤和必要的幾何圖形,則流動站可隨時給出厘米級定位結(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定位時要求基準(zhǔn)站接收機(jī)實時地把觀測數(shù)據(jù)(偽距觀測值, 相位觀測值)及已知數(shù)據(jù)傳輸給流動站接收機(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,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)備具備最短時間達(dá)到厘米級精度的能力與最強(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 初始化的時間。 VRS 技術(shù),可以在 50Km 左右時使 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、地測量、地籍測量、航空攝影測量、 GIS、設(shè)備控制、電子和煤氣管道、變形監(jiān)測、精準(zhǔn)農(nóng)業(yè)、水上測量、環(huán)境應(yīng)用等諸多領(lǐng)域。不得用于商業(yè)用途僅供個人參考2 GPS-RTK在工程測量中的應(yīng)用及影響2.1 GPS-RTK 原理全球定位系統(tǒng)( Global Positioning System -GPS)是美國從本世紀(jì)70 年代開始研制,歷時 20 年,耗資 200 億美元,于 1994 年全面建成,具有在海、陸、空進(jìn)行全方位實時三維導(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 多年我國測繪等部門的使用表明, GPS以全天候、高精度、自動化、高效益等顯著特點,贏得廣大測繪工作者的信賴,并成功地應(yīng)用
11、于大地測量、工程測量、航空攝影測量、運(yùn)載工具導(dǎo)航和管理、地殼運(yùn)動監(jiān)測、工程變形監(jiān)測、 資源勘察、地球動力學(xué)等多種學(xué)科, 從而給測繪領(lǐng)域帶來一場深刻的技術(shù)革命。2.1.1 GPS-RTK 技術(shù)概述實時動態(tài)( RTK)測量系統(tǒng),是 GPS測量技術(shù)與數(shù)據(jù)傳輸技術(shù)的結(jié)合,是 GPS測量技術(shù)的一個新突破。 RTK測量技術(shù)是以載波相位觀測量為根據(jù)的實時差分。 GPS測量技術(shù),其基本思想是:在基準(zhǔn)站上設(shè)置 1 臺 GPS接收機(jī),對所有可見 GPS衛(wèi)星進(jìn)行連續(xù)的觀測,并將其觀測數(shù)據(jù)通過無線電傳輸設(shè)備實時地發(fā)送給用戶觀測站。在用戶站上, GPS接收機(jī)在接收 GPS衛(wèi)星信號的同時, 通過無線電接收設(shè)備, 接收基準(zhǔn)
12、站傳輸?shù)挠^測數(shù)據(jù), 然后根據(jù)相對定位原理,實時地解算整周模糊度未知數(shù)并計算顯示用戶站的三維坐標(biāo)及其精度。通過實時計算的定位結(jié)果, 便可監(jiān)測基準(zhǔn)站與用戶站觀測成果的質(zhì)量和解算結(jié)果的收斂情況,實時地判定解算結(jié)果是否成功,從而減少冗余觀測量,縮短觀測時間。2.1.2GPS測量特點? GPS系統(tǒng)的特點, 相對于常規(guī)測量來說, GPS測量主要有以下特點: 測量精度高。GPS觀測的精度明顯高于一般常規(guī)測量,在小于50 km 的基線上,其相對定位精度可達(dá)1×10-6 ,在大于 1 000 km的基線上可達(dá) 1×10 8。測站間無需通視。 GPS測量不需要測站間相互通視,可根據(jù)實際需要確定
13、點位, 使得選點工作更加靈活方便。 觀測時間短。隨著 GPS測量技術(shù)的不斷完善, 軟件的不斷更新, 在進(jìn)行 GPS測量時,靜態(tài)相對定位每站僅需 20 min 左右,動態(tài)相對定位僅需幾秒鐘。儀器操作簡便。目前GPS接收機(jī)自動化程度越來越高,操作智能化,觀測人員只需對中、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)行自動觀測和記錄。全天候作業(yè)。GPS衛(wèi)星數(shù)目多,且分布均勻,可保證在任何時間、任何地點連續(xù)進(jìn)行觀測,一般不受天氣狀況的影響。提供三維坐標(biāo)。GPS測量可同時精確測定測站點的三維坐標(biāo),其高程精度已可滿足四等水準(zhǔn)測量的要求。GPS 定位的基本原理是根據(jù)高速運(yùn)動的衛(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的方法,來確定待測點的位置。常規(guī)的GPS測量方法,如靜態(tài)、快速靜態(tài)、動態(tài)測量都需要事后進(jìn)行解算才能獲得高精度的結(jié)果, 而 RTK是能夠在野外實時得到厘米級定位精度的測量方法,它采用了載波相位動態(tài)實時差分(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、地形測圖, 各種控制測量帶來了新曙光,極大地提高了外業(yè)作業(yè)效率。高精度的 GPS測量必須采用載波相位觀測值, RTK定位技術(shù)就是基于載波相位觀測值的實時動態(tài)定位技術(shù), 它能夠?qū)崟r地提供測站點在指定坐標(biāo)系中的三維定位結(jié)果,并達(dá)到厘米級精度。在 RTK作業(yè)模式下,基準(zhǔn)站通過數(shù)據(jù)鏈
15、將其觀測值和測站坐標(biāo)信息一起傳送給流動站。流動站不僅通過數(shù)據(jù)鏈接收來自基準(zhǔn)站的數(shù)據(jù),還要采集 GPS觀測數(shù)據(jù),并在不得用于商業(yè)用途僅供個人參考系統(tǒng)內(nèi)組成差分觀測值進(jìn)行實時處理, 同時給出厘米級定位結(jié)果, 歷時不到一秒鐘。 流動站可處于靜止?fàn)顟B(tài),也可處于運(yùn)動狀態(tài);可在固定點上先進(jìn)行初始化后再進(jìn)入動態(tài)作業(yè),也可在動態(tài)條件下直接開機(jī), 并在動態(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)星相位觀測值的跟蹤和必要的幾何圖形則流動站可隨時給出厘米級定位結(jié)果。RTK 系統(tǒng)可應(yīng)用于兩項主要測量任務(wù),即測點定位和測設(shè)放樣。在基準(zhǔn)站和流動站協(xié)同工作的情況下, 用戶
16、攜帶流動站系統(tǒng), 在測區(qū)往來行走, 對特征點進(jìn)行采點測量。 任何性質(zhì)的點都可做定位測量, 如道路的中線、 池塘的周邊、 路燈桿位和建筑物拐角等。 測點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 最適合于在測圖和放樣中應(yīng)用。 RTK 系統(tǒng)可用于地形測量、面積測量和建筑測量,也可以用于測量料場及土石方工程量計算。測設(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定義該物體所在位置的一點或多點的定位。 取得某一點的坐標(biāo)后, 用戶需要在地面上找到與該坐標(biāo)對應(yīng)的確切位置。 傳統(tǒng)的做法是, 全站儀測定持桿員的當(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。在博興縣地形測量中, 運(yùn)用了 RTK技術(shù)進(jìn)行圖根控制測量, 探索了一條進(jìn)行大面積圖根控制測量的新路子。2.1.3GPS技術(shù)應(yīng)用1控制測量為滿足城市建成區(qū)和規(guī)劃區(qū)測繪的需要, 城市控制網(wǎng)具有控制面積
18、大、 精度高、使用頻繁等特點,城市、級導(dǎo)線大多位于地面,隨著城市建設(shè)的飛速發(fā)展,這些點常被破壞,影響了工程測量的進(jìn)度,如何快速精確地提供控制點,直接影響工作的效率。常規(guī)控制測量如導(dǎo)線測量,要求點間通視,費工費時,且精度不均勻。GPS 靜態(tài)測量,點間不需通視且精度高,但需事后進(jìn)行數(shù)據(jù)處理,不能實時知道定位結(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。2. 像控點測量像控點測量是航空攝影測量外業(yè)主要工作之一,傳統(tǒng)的方法要布設(shè)大量的導(dǎo)線來測不得用于商業(yè)用途僅供個人參考量部分平高點, 內(nèi)業(yè)再空三加密。 采用 RTK技術(shù)測量,只需在測區(qū)
19、內(nèi)或測區(qū)附近的高等級控制點架設(shè)基準(zhǔn)站, ( 若測區(qū)內(nèi)或測區(qū)附近無高等級控制點, 可先加密 ) ,流動站直接測量各像控點的平面坐標(biāo)和高程, 對不易設(shè)站的像控點, 可采用手簿提供的交會法等間接的方法測量。像控點的精度要求對于 RTK測量來說是不難達(dá)到的。 與傳統(tǒng)作業(yè)相比較, 它不需要逐級布設(shè)控制點 ; 與靜態(tài) GPS 測量相比,縮短了作業(yè)時間,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,即能按樁號也可按坐標(biāo)放樣,
20、并可以隨時互換。 放樣時屏幕上有箭頭指示偏移量和偏移方位,便于前后左右移動,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)行建筑物放樣時需要注意檢查建筑物本身的幾何關(guān)系,對于短邊,其相對關(guān)系較難滿足。 在放樣的同時, 需要注意的是測量點位的收斂精度,如果點位收斂精度不高的情況下, 強(qiáng)制測量則有可能帶來較大的點位誤差。 在點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. 用地測量在建設(shè)用地勘測定界測量中, RTK技術(shù)可實時地測定界址點坐標(biāo),確定土地使用界限范圍,計
21、算用地面積, 在土地分類及權(quán)屬調(diào)查時,應(yīng)用 RTK技術(shù)可實時測量權(quán)屬界限、 土地分類修測,提高了測量速度和精度。6. 其他方面測量RTK技術(shù)還可用于地形測量、水域測量、管線測量、房產(chǎn)測量等方面。用 RTK測圖,可不用布設(shè)圖根控制, 僅依據(jù)少量的基準(zhǔn)點, 即可直接測定地形地物點坐標(biāo), 如果用專業(yè)測圖軟件,通過電子手簿記錄即可實現(xiàn)數(shù)字化測圖。在水下地形測量是, RTK能自動導(dǎo)航和按距離或時間間隔自動采點, 只要將天線高量至水面, 加水深改正后, 即可高精度的實時測定水下地形點的三維坐標(biāo),由專業(yè)軟件成圖。2.1.4GPS-RTK技術(shù)在工程測量中應(yīng)用的優(yōu)點( 1)高精度的 GPS測量必須采用載波相位觀
22、測值,RTK定位技術(shù)就是基于載波相位觀測值的實時動態(tài)定位技術(shù), 它能夠?qū)崟r地提供測站點在指定坐標(biāo)系中的三維定位結(jié)果,并達(dá)到厘米級精度。在 RTK作業(yè)模式下,基準(zhǔn)站通過數(shù)據(jù)鏈將其觀測值和測站坐標(biāo)信息一起傳送給流動站。 流動站不僅通過數(shù)據(jù)鏈接收來自基準(zhǔn)站的數(shù)據(jù),還要采集 GPS觀測數(shù)據(jù),并在系統(tǒng)內(nèi)組成差分觀測值進(jìn)行實時處理,同時給出厘米級定位結(jié)果, 歷時不足一秒鐘。 流動站可處于靜止?fàn)顟B(tài),也可處于運(yùn)動狀態(tài);可在固定點上先進(jìn)行初始化后再進(jìn)入動態(tài)作業(yè),也可在動態(tài)條件下直接開機(jī), 并在動態(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)行每個歷元的實時處理,只要能保持四顆以上衛(wèi)星相位觀測值的跟
23、蹤和必要的幾何圖形,則流動站可隨時給出厘米級定位結(jié)果。(2)RTK作業(yè)自動化、集成化程度高, 測繪功能強(qiáng)大。 RTK可勝任各種測繪內(nèi)、 外業(yè)。流動站利用內(nèi)裝式軟件控制系統(tǒng), 無需人工干預(yù)便可自動實現(xiàn)多種測繪功能, 使輔助測量工作極大減少,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)不要求兩點間滿足光學(xué)通視,只要求滿足“電磁波通視”和對天基本通視,因此,和傳統(tǒng)測量相比, 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。(5)作業(yè)效率高。 在一般的地形地勢下, 高質(zhì)量的 RTK設(shè)站一次即可測完 10km半徑左右的測區(qū),大大減少了傳統(tǒng)測量所需的控制點數(shù)量和測量儀器的 “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坐標(biāo), 作業(yè)速度快, 勞動強(qiáng)度低, 節(jié)省了外業(yè)費用,提高了測量效率。2.1.5影響 GPS-RTK精度的因素及應(yīng)對措施在實際
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)至少需要三個已知公共點, 其精度不僅與測區(qū)內(nèi)選擇的公共點的位置和數(shù)量有關(guān),還與選用的已知公共點的坐標(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、變電站、飛機(jī)場、高壓線等無線電干擾源,遠(yuǎn)離大面積水域,防止GPS信號的多路徑效應(yīng)影響。(4)人為因素 測量員作業(yè)的熟練程度, 在作業(yè)時,如果屏幕顯示不是固定解就記錄數(shù)據(jù),會使測
26、設(shè)點的精度很低, 甚至出現(xiàn)錯誤;如果接收機(jī)天線未保持垂直,測設(shè)的成果就不可取,人為地降低了測設(shè)點坐標(biāo)精度; 如果電瓶電量不足, 也會降低流動站測設(shè)的坐標(biāo)的精度和可靠性。為提高 GPS RTK測設(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)測的控制點盡量采用已建成的國家高等級 GPS點、三角點或在一個控制網(wǎng)內(nèi)經(jīng)過統(tǒng)一平差的 GPS點,數(shù)量要盡量多;根據(jù)衛(wèi)星星歷預(yù)報, 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間段進(jìn)行測設(shè);適當(dāng)延長在每個測設(shè)點的觀測時間, 以確保測出的數(shù)據(jù)是固定解并且將流動站天線盡可能保持垂直;將流動站的作業(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集中在某一個方向上, 這樣當(dāng)將天線指向正確的方向時能明顯的提高作業(yè)距離, 或者也可以選擇電臺中繼站, 即在適當(dāng)?shù)木嚯x增設(shè)一臺中繼站電臺,中繼站電臺一邊接收來自基準(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, 應(yīng)嚴(yán)格檢查各控制點的坐標(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測量成功。最主要的局限性其實不在于 RTK 本身,而是源于整個 GPS系統(tǒng)。如前所述, GPS依靠的是接
28、收兩萬多公里高空的衛(wèi)星發(fā)射來的無線電信號。相對而言,這些信號頻率高、信號弱,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對系統(tǒng)的操作產(chǎn)生不良影響。有些物體如房屋,會完全屏蔽衛(wèi)星信號。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。 有些物體如樹木會部分阻擋、反射或折射信號。 GPS信號的接收在樹林茂密的地區(qū)會很差。樹林中有時會有足夠的信號來計算概略位置,但信號清晰度難以達(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)用途僅供個人參考一定的局限性。這并不是說, GPS RTK只適用于四周
29、對空開闊的地區(qū)。 RTK測量在部分障礙的地區(qū)也可以是有效而精確的。其奧秘是能觀測到足夠的衛(wèi)星來精確可靠地實現(xiàn)定位。在任何時間、任何地區(qū),都可能會有 7 到 10 顆 GPS衛(wèi)星可用于 RTK測量。 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。有部分障礙的地點只要可以觀測到至少 5 顆衛(wèi)星,就有可能做 RTK測量。在樹林或大樓四周作測量時, 只要該地留有足夠的開放空間, 使 RTK系統(tǒng)可觀測到至少 5 顆衛(wèi)星, RTK 測量就有成功的條件。2.1.5應(yīng)用體會1、GPS正在越來越多的測量工作中得到應(yīng)用,其在鐵路測量中的應(yīng)用就是一例, RTK 技術(shù)
30、與其它測量儀器和測量方法相比具有不能比擬的優(yōu)勢。2、 RTK方式出現(xiàn)后不要馬上開始測量,要等 GPS穩(wěn)定約 20 分鐘左右才能開始測量,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、電臺信號不能太遠(yuǎn),根據(jù)我一年的作業(yè)經(jīng)驗, 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)用途僅供個人參考3 結(jié)束語RTK技術(shù)不僅能達(dá)到較高的定位精度,而且大大提高了測量的工作效率,隨著 RTK技術(shù)的提高,這項技術(shù)已經(jīng)逐步應(yīng)用到測圖工作中。 通過相應(yīng)的數(shù)據(jù)處理程序, 可大大減輕了測量人員的內(nèi)外業(yè)勞動強(qiáng)度,因此 RTK技術(shù)在
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